间充质干细胞成软骨分化诱导相关细胞因子的研究进展
胶原,生长因子,1TGF-β,2BMPs,3FGF,4IGF,5展望
蒋超 吴志宏 邱贵兴 王以朋(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科,北京 100730)
间充质干细胞成软骨分化诱导相关细胞因子的研究进展
蒋超 吴志宏 邱贵兴 王以朋*
(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科,北京 100730)
软骨的破坏、缺损是包括骨关节炎(osteoarthritis,OA)在内的多种骨科疾病的重要病理改变。由于软骨特殊的解剖及组织特性,如缺乏血管和淋巴管的分布,使得其自我修复能力异常不足,因此通过人工方法修复软骨破坏具有重要临床意义。近年来,随 着 间充 质干细 胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的发现和研究的深入,其来源广泛、良好的增殖能力、多分化潜能、与各种3D支架材料具有良好的生物相容性等特性[1-5],使得其在软骨修复应用中具有令人期待的潜力。除了从骨髓中获取该细胞,目前已经从人体多种组织分离、获得了此类细胞,如脂肪、关节液、骨膜、胎盘组织、肝、脾、胰腺等[6-8]。有文献报道,MSCs不具有免疫原性[9],甚至可能通过调节免疫细胞功能,起到免疫抑制作用[10-12]。此外,各种成软骨分化刺激因子的发现、应用及各种3D支架的探索,使得MSCs结合各种技术在软骨修复的临床应用中显示出极大的可能价值。
生长因子作为成软骨分化培养基不可缺少的部分,吸引了众多学者的关注。其在MSCs成软骨分化过程中起到的作用随着不同的生长因子、使用浓度、MSCs的来源和细胞状态等条件的变化而变化。目前研究较多的生长因子包括转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β),胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF),成纤维生长因子(fibroblast growth factor,FGF),骨 形 态 发 生 蛋 白 家 族(bone morphohenic proteins,属于 TGF-β超家族)等 。此外,其他生物因子如地塞米松、抗坏血酸等[13]已被证实为成软骨分化培养基的基本添加剂,在此不再详细讨论。
1 TGF-β
TGF-β家族通过与受体异质性复合体(receptor heteromeric complex)的 相 互 作 用,激活 R-Smad 蛋白。后者与 Co-Smad 联合,此激活的复合体随后被转入细胞核,调控相关基因的表达从而参与调节MSCs的增殖、分化和细胞外基质(ECM)的合成。TGF-β被认为与地塞米松同时作为成软骨分化培养基的必要成分[14] ......
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