|
3.2 培养细胞的生物学特性:本实验培养的细胞呈贴壁生长,今对获得的细胞进行生物学多方面的研究。 3.2.1 细胞形态学特性:本实验获得的细胞在体外培养呈三角形、多角形、鳞片形、星形等多种形态,有粗细不均,长短不一的细浆突起,其形态特征和王慧明等[7]的报告相似,细胞呈集落样生长,无接触抑制,相互重叠成复层生长,并形成细胞结节。电镜下细胞可见典型蛋白质合成结构:胞浆富含线粒体、粗面内质网和高尔基体等,合成分泌功能旺盛,均符合成骨细胞的形态、长生特征。 3.2.2 酶化学特性:碱性磷酸酶是成骨细胞矿化过程中主要的功能活性酶,富含于胞浆中,它可分有机质中磷酸,增加局部无机磷酸浓度,促进矿化。本实验培养细胞,碱性磷酸酶染色呈阳性,且随传代及培养时间延长,阳性率增加。其主要原因是骨髓基质细胞是有多种分化潜能,除了有一部分自动分化成骨细胞外,其余部分在地塞米松等因素存在条件下,促进了其向成骨细胞方向转化。这是成骨细胞最具特征的生物学特性之一。 3.2.3 体外矿化:本实验获得细胞在含有维生系C、β-甘油磷酸钠及地塞米松的培养条件下,连续培养了30天后,进行Von Kossa钙染色,呈阳性反应,表明了所获得的细胞在体外能够发生钙化现象,这和王慧明等研究结果一致,是成骨细胞最重要的生物学特征。骨髓基质细胞培养,必须在含有一定浓度的地塞米松和β-甘油磷酸钠的培养基中才能形成矿化,这是由于地塞米松不仅能促进成骨细胞分化成熟,诱导成骨,而且具有调节成骨样细胞合成胰岛素样生长因子和促进胶原合成的作用,刺激其碱性磷酸酶活性[8];β-甘油磷酸钠提供磷离子作为ALP作用的底物,诱导和激活ALP,促进有机磷向无机磷转化,加速钙盐沉着。无地塞米松存在此现象消失[9]。 由此可见,我们用骨髓基质细胞进行外体培养获得的细胞具有以下特性:(1) 生长活跃,能体外传代,具有合成分泌功能的形态特征;(2) 具有较强的碱性磷酸酶活性;(3) 在条件培养基中可以体外钙化成骨,我们认为用骨髓基质细胞进行体外培养是成骨细胞体外培养的一种新型生物学模型。
4 问题与展望 4.1 尽管骨髓基质细胞体外培养转化为成骨细胞已获得成功,但还存在一些问题 培养细胞间细胞污染问题:体外培养获得的骨髓基质细胞集落是由多种细胞群体组成,即基质干细胞和各种祖细胞,具有多种分化潜能,需进一步纯化。Long等[10]应用单细胞克隆技术从人骨髓中分离出纯净的骨相关细胞群,流式细胞仪显示,这群细胞由4个不同的亚群组成,分别是前成骨细胞、成骨细胞样细胞、族形成细胞和克隆形成细胞,他们是处于不断增殖之中的骨祖细胞。 骨髓基质细胞体外培养成骨的条件问题:骨髓基质细胞体外培养成骨的条件与其它来源的成骨细胞比有其特殊性,因为获得的细胞集落中只有其中的定向性骨祖细胞自发地向成骨细胞转化,故其分化成骨很大程度上依赖培养条件,刺激骨髓基质细胞成骨的条件及物质正在探索中。 4.2 应用展望 采用骨髓为材料建立成骨细胞培养模型,不仅具有来源丰富,采集方便,安全,损伤小,供区无明显并发症,成骨能力确定等优点,而且为同源细胞,没有免疫原性,宜于自体回植应用研究,使成骨细胞移植成为可能。骨缺损即是由于具有骨形成能力的成骨细胞缺乏或不足所致,向病变处移植成骨细胞成治疗的关键。而成骨细胞的获得,必须通过体外培养大量繁殖,采用骨髓基质细胞为材料通过体外培养,建立“成骨细胞库”,向病变部位植入成骨细胞,增加局部成骨细胞数量,增强其成骨能力,为修复骨缺损找到了新途径。 近年来,随着三维多孔立体结构的合成性生物降解聚合物的研制成功,成骨细胞与该聚合物后形成具有生物活性植骨材料展现了广阔的临床应用前景。一方面,有少量供体组织在体外细胞培养大量繁殖,为缺损处组织再生提供足够的细胞来源,另一方面,可降解性生物材料具有良好的生物相容性和生物降解性,对培养细胞起支持、固定作用,且能在细胞转化、增殖过程中不断被分解吸收而起引导作用,并充当一种持续释放载体,增强其成骨能力,显示出优越的成骨性能。而同源骨髓基质细胞经体外培养后与该种聚合物聚合进行移植,无免疫反应,具有较高临床应用价值。
责任编辑:姚红祥 |