源干细胞在组织工程和再生医学的应用 CRTER org 进行初筛,排除因研究目的与此文无关及过于陈旧的间间隔来获得高纯度的肌源干细胞。该方法主要通过 文章107篇,内容重复性的研究40篇,共保存25篇中细胞培养板预先铺被多聚赖氨酸或胶原蛋白溶液,利 英文文献做进一步分析。文献[1-8]综述了肌源干细胞用少量上皮细胞和成纤维细胞较快贴壁而肌源干细胞 的起源和研究进展,文献[9-16]阐述了肌源干细胞常需较长时间贴壁的差异,逐步将肌源干细胞分离纯化 用的培养方法,文献[17-25]总结了肌源干细胞在组织 工程和再生医学研究中的应用 流式细胞仪分选法(FACS):Yu等和 Bhagavati等 图利用肌源干细胞不能被 Hoechst33342染色的特 2.2结果描述 点,应用FACS法分离纯化肌源干细胞。 Tamaki等同 221肌源千细胞的研究起源长期以来肌组织中应用类似方法,利用双激光波长鉴别分离MDSC中 的肌卫星细胞受到关注和深入研究,其由Katz等首的两个亚群,CD34/CD45细胞群和CD34/CD45 次发现,是普遍存在于肌组织中的一类前体细胞,能细胞群 够促进新生个体肌组织的正常发育和损伤后修复,能 够保持通过自我复制和分化维持肌组织的形态和体 非贴壁生长法: Arsic等则通过非贴壁生长法分离 积,进而维持肌肉的功能阳。肌卫星细胞在成熟肌组肌源干细胞。其肌组织取材于2-8周龄的动物,消化 织中位于肌膜下的特殊位置,这使得肌卫星细胞紧贴方法类似于αu等描述的差速贴壁法,但未使用胰蛋 于肌纤维表面,呈现包绕成熟肌组织的布局。肌卫星白酶。细胞悬液首次贴壁24h后收集上清再次贴壁培 细胞在肌组织损伤后即被激活,能够迅速增殖和分养,重复6次,最后收集上清培养一两周后可以收集 化,促进肌组织的缺损。由此,损伤后肌组织的再生得到肌源千细胞。冠之以非贴壁生长法,实质也是利 被认为全部归功于肌卫星细胞。但这一结论被成体肌用少量上皮细胞和成纤维细胞较快贴壁而肌源干细 组织中分离得到的一类多能细胞打破,这类细胞也被胞需较长时间贴壁的时间差异进行差速贴壁,最后收 称之为侧群千细胞。 Bhagavati等从肌组织中分离得集悬液中未贴壁的肌源干细胞进行培养。 到侧群千细胞,将其注射到经过致死剂量射线照射后 的小鼠血管内,发现此类细胞可以持续増殖并分化为2.2.3肌源干细胞的生物学特性 几乎所有类型的血细胞,证实了其自我更新和多潜能 肌源干细胞的形态和细胞表面标记物:作为新近研究 分化的能力,因而也被赋予肌源干细胞的名称。有实的成体千细胞,出现了多种关于肌源干细胞表面特异 验表明,向缺损肌组织中移植骨髓来源的干细胞和肌性标记物的不冋描述。尽管许多不冋的表面标记物被 组织来源的干细胞同样可以促进肌肉组织的再生,但用来鉴定肌源干细胞,但CD34和Sca-1几乎得到研 单独移植肌组织来源的干细胞后发现肌卫星细胞数究者们的一致认可,而 Desmin作为显示其肌组织来 目増加更为眀显;且当肌源干细胞被特定的条件培液源的标记物也被广泛应用。CD34是细胞表面具有跨 或组织微环境诱导时,可以转化为成肌细胞 膜结构的一类糖蛋白分子,一般用来标记来自不同种 属的造血干细胞,Sca-1同样也是多数种属造血干细 222肌源干细胞的分离培养方法不同的实验室胞表面特有的蛋白分子,一般作为肌组织来源的干细 通过各自的方法从肌组织中分离得到干细胞,并冠以胞特有的标记物之一Qu等同分离培养的肌源干细胞 肌源干细胞、侧群干细胞、 mesoangioblasts和中,细胞多数呈现小圆形形态,部分呈现短梭形,折 pericytes等名称等名称,部分方法分离得到的肌组光性强,90%的细胞表达Sca-1,同时该实验室利用流 织来源千细胞与肌卫星细胞的关系尚待进一步阐明,式细胞分选的方法研究CD34(+)细胞和Sca-1(+)细胞 但结合这些研究报道中所得细胞在体内和体外均具之间的关系。研究表明肌源干细胞细胞中79%的细胞 有自我复制和多分化潜能的特性,参考干细胞定义的表达CD34,60%的细胞同时表达Sca1和CD34,其中 根本要义,可以统称为肌源干细胞12.以下简述常10%的细胞表达为Sca-1(+)CD34(-).Sea等同样证 肌源干细胞分离方法。 实肌源干细胞表达Sca-1,而不表达 M-cadherin和 Pax7等肌卫星特异性标记物同。重要的是肌源干细胞 差速贴壁法( Preplate法):u等阿最先应用差速贴壁并不表达造血干细胞特有的cKt和CD45,从而排除出 法分离肌源干细胞,经过不断地探索贴壁的次数和时了早期关于肌源干细胞来源于游走的造血细胞的猜 4330 Po. Box 1200, Shenyang 110004 wwW. crter. org C1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net丁维进，等. 肌源干细胞在组织工程和再生医学的应用 4330 P.O. Box 1200, Shenyang 110004 www.CRTER.org www.CRTER.org 进行初筛，排除因研究目的与此文无关及过于陈旧的 文章107篇，内容重复性的研究40篇，共保存25篇中 英文文献做进一步分析。文献[1-8]综述了肌源干细胞 的起源和研究进展，文献[9-16]阐述了肌源干细胞常 用的培养方法，文献[17-25]总结了肌源干细胞在组织 工程和再生医学研究中的应用。 2.2 结果描述 2.2.1 肌源干细胞的研究起源 长期以来肌组织中 的肌卫星细胞受到关注和深入研究，其由Katz等[1]首 次发现，是普遍存在于肌组织中的一类前体细胞，能 够促进新生个体肌组织的正常发育和损伤后修复，能 够保持通过自我复制和分化维持肌组织的形态和体 积，进而维持肌肉的功能[2]。肌卫星细胞在成熟肌组 织中位于肌膜下的特殊位置，这使得肌卫星细胞紧贴 于肌纤维表面，呈现包绕成熟肌组织的布局。肌卫星 细胞在肌组织损伤后即被激活，能够迅速增殖和分 化，促进肌组织的缺损。由此，损伤后肌组织的再生 被认为全部归功于肌卫星细胞。但这一结论被成体肌 组织中分离得到的一类多能细胞打破，这类细胞也被 称之为侧群干细胞。Bhagavati等[3]从肌组织中分离得 到侧群干细胞，将其注射到经过致死剂量射线照射后 的小鼠血管内，发现此类细胞可以持续增殖并分化为 几乎所有类型的血细胞，证实了其自我更新和多潜能 分化的能力，因而也被赋予肌源干细胞的名称。有实 验表明，向缺损肌组织中移植骨髓来源的干细胞和肌 组织来源的干细胞同样可以促进肌肉组织的再生，但 单独移植肌组织来源的干细胞后发现肌卫星细胞数 目增加更为明显；且当肌源干细胞被特定的条件培液 或组织微环境诱导时，可以转化为成肌细胞。 2.2.2 肌源干细胞的分离培养方法 不同的实验室 通过各自的方法从肌组织中分离得到干细胞，并冠以 肌源干细胞、侧群干细胞、 mesoangioblasts和 pericytes等名称等名称[4]，部分方法分离得到的肌组 织来源干细胞与肌卫星细胞的关系尚待进一步阐明， 但结合这些研究报道中所得细胞在体内和体外均具 有自我复制和多分化潜能的特性，参考干细胞定义的 根本要义，可以统称为肌源干细胞[1-2]。以下简述常 见的肌源干细胞分离方法。 差速贴壁法(Preplate法)：Qu等[5]最先应用差速贴壁 法分离肌源干细胞，经过不断地探索贴壁的次数和时 间间隔来获得高纯度的肌源干细胞。该方法主要通过 细胞培养板预先铺被多聚赖氨酸或胶原蛋白溶液，利 用少量上皮细胞和成纤维细胞较快贴壁而肌源干细胞 需较长时间贴壁的差异，逐步将肌源干细胞分离纯化。 流式细胞仪分选法(FACS)：Yu等[2]和Bhagavati等 [3]利用肌源干细胞不能被Hoechst 33342染色的特 点，应用FACS法分离纯化肌源干细胞。Tamaki等[8] 应用类似方法，利用双激光波长鉴别分离MDSC中 的两个亚群，CD34+ /CD45- 细胞群和CD34+ /CD45+ 细胞群。 非贴壁生长法：Arsic等[6]则通过非贴壁生长法分离 肌源干细胞。其肌组织取材于2-8周龄的动物，消化 方法类似于Qu等[5]描述的差速贴壁法，但未使用胰蛋 白酶。细胞悬液首次贴壁24 h后收集上清再次贴壁培 养，重复6次，最后收集上清培养一两周后可以收集 得到肌源干细胞。冠之以非贴壁生长法，实质也是利 用少量上皮细胞和成纤维细胞较快贴壁而肌源干细 胞需较长时间贴壁的时间差异进行差速贴壁，最后收 集悬液中未贴壁的肌源干细胞进行培养。 2.2.3 肌源干细胞的生物学特性 肌源干细胞的形态和细胞表面标记物：作为新近研究 的成体干细胞，出现了多种关于肌源干细胞表面特异 性标记物的不同描述。尽管许多不同的表面标记物被 用来鉴定肌源干细胞，但CD34 和Sca-1几乎得到研 究者们的一致认可，而Desmin作为显示其肌组织来 源的标记物也被广泛应用。CD34是细胞表面具有跨 膜结构的一类糖蛋白分子，一般用来标记来自不同种 属的造血干细胞[3]，Sca-1同样也是多数种属造血干细 胞表面特有的蛋白分子，一般作为肌组织来源的干细 胞特有的标记物之一[4]。Qu等[5]分离培养的肌源干细胞 中，细胞多数呈现小圆形形态，部分呈现短梭形，折 光性强，90%的细胞表达Sca-1。同时该实验室利用流 式细胞分选的方法研究CD34(+)细胞和Sca-1(+)细胞 之间的关系。研究表明肌源干细胞细胞中79%的细胞 表达CD34，60%的细胞同时表达Sca-1和CD34，其中 10%的细胞表达为Sca-1(+)/CD34(-)。Seal等[7]同样证 实肌源干细胞 表达Sca-1，而不表达M-cadherin和 Pax7等肌卫星特异性标记物[5]。重要的是肌源干细胞 并不表达造血干细胞特有的c-Kit和CD45，从而排除出 了早期关于肌源干细胞来源于游走的造血细胞的猜