體外誘導間充質幹細胞向椎間盤髓核樣細胞轉化

     現代社會中下腰痛的發病率非常高，它和椎間盤的退變性改變有關。修複椎間盤組織是理想的治療方法，但目前沒有可供移植的合适組織。随着現代組織工程學的進展，這一困難有望被克服。最近美國科學家報道了在體外培養的情況下誘導間充質幹細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）向髓核樣細胞轉化。他們采用三位藻酸鹽水凝膠體系培養大鼠MSCs，培養液中加入TGF－[beta]1，分别在缺氧（2％O2）和正常氧含量（20％O2）條件下進行培養。使用共焦顯微鏡觀察細胞增值以及在染色後觀察細胞的代謝狀态，采用流式細胞儀、半定量RT－PCR和Western雜交法來檢測細胞的表型、生物合成能力以及在細胞分化過程中的信号途徑。結果發現，在缺氧條件下培養的細胞發生大片聚集，生化染色陽性。葡萄糖轉移酶－3、基質金屬蛋白酶－2、II型和XI型膠原以及蛋白聚糖aggrecan的mRNA和蛋白表達均發生上調。而細胞外蛋白聚糖decorin、二聚糖biglycan、纖調蛋白fibromodulin和lumican等的水平沒有改變。缺氧還使CD4（hyaluronan受體）、ALCAM（CD166）和endoglin（TGF-[beta]受體）持續表達。培養液中加入TGF-[beta]則增強了MAPK的活性，并使Sox-9、aggrecan和II型膠原表達升高。由此作者認爲，在缺氧以及TGF-[beta]誘導下，MSCs可以向髓核細胞的表型方向分化，這可能是通過MAPK信号途徑傳導的。MSCs有望被用來修複椎間盤的退變。