骨髓间充质干细胞在胶质瘤治疗中的作用-综述

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1、骨髓间充质干细胞在胶质瘤治疗中的作用引言：胶质瘤是人类最常见的原发性颅内肿瘤，约占成人颅内原发肿瘤的30％-50％。尽管近些年影像学、手术学以及联合放、化疗的应用使恶性胶质瘤患者的诊治取得了一定进展，但由于肿瘤快速生长，侵袭性的、浸润性的、富于血供的恶性脑瘤，尤其是多形性胶质母细胞瘤，一直预后不良[1,2]，中位生存期不足一年，5年存活率几乎为零。究其原因，胶质瘤对传统放、化疗易产生抵抗性，而且具有极强的迁移能力，容易浸润邻近正常组织，肿瘤细胞可以从原发灶移行到远处形成卫星灶，即便是广泛根治性手术也不能完全清除卫星灶和原发灶边缘的瘤细胞，因而常导致初治后肿瘤复发。近年来随着胶质瘤分子生物学

2、与分子遗传学的发展，同时基因重组、基因转染等技术的成熟，使颅内基因治疗成为恶性胶质瘤的新治疗方法。十几年的基因治疗经验表明，恶性胶质瘤的基因治疗受限于病毒载体的存活时间以及难以到达侵润到脑实质的瘤细胞，其疗效的改善期望合适的载体细胞的出现。理想的适合予肿瘤治疗的细胞应该起源于它的靶组织，以保证移植后的整合性，应该表现出良好的迁移能力以便有效地迁移造踪侵润的肿瘤细胞，而且，能够较容易被遗传修饰，即应该能够被基因载入系统高效转导适当的治疗基因，这些治疗基因能够被这些细胞表达，这样它们就能在迁移的肿瘤细胞周围产生和递送治疗因子杀伤肿瘤。近几年，随着认识的深入，人们对具备趋瘤生长并能够携带外源基因

3、的干细胞迸行尝试。然而，在胶质瘤方面，最初被寄予厚望的神经干细胞(Nerualstemcells，NSCs)虽然表现了良好的趋瘤性和基因修饰作用[3-6]。但其却受到了来自组织取材、实验室应用推广和伦理学等多方面限制。为解决这些问题，研究者将目光投向具有组织来源广泛、实验方法便捷且不受伦理学限制的骨髓源性间充质干细胞(bonemarrow—derivedmesenchymalstemcells，BMSCs)，简称骨髓间充质干细胞。研究发现BMSCs具有向成骨、软骨、脂肪和神经组织等多向分化潜能。被移植入脑组织的BMSCs在体内微环境影响下可自发向神经前体细胞(neuralrogenitor

4、cells，NPCs)、神经细胞转化。此外，作为胶质瘤基因治疗载体，MSCs和NSCs一样，具有相同的肿瘤追踪和良好的基因修饰功能。基于上述优势，将BMSCs作为胶质瘤基因治疗载体的研究在各实验室相继展开。并取得了大量实质性结论与成果。提示MSCs可以替代NSCs作为胶质瘤基因治疗的载体。本文就BMSCs的生物学特性及其在胶质瘤治疗中的作用的研究做一综述。一.BMSCs的生物学特性。20世纪70年代，Friedenstein等[7]首次证实，骨髓中除含有造血干细胞外，还含有梭形的集落形成成纤维祖细胞或成纤维集落形成单位，这些细胞在体内处于休眠状态，在体外适当条件的刺激下可进入细胞周期，从而

5、形成类似于骨或软骨碎片的细胞集落。在随后进行的一系列研究中，进一步证实了BMSCs的存在，并创建了体外分离培养BMSC的方法。Friedenstein等[8]将分离得到的骨髓细胞接种于培养瓶中，培养4h后弃去非贴壁细胞，即可看到少量纺锤形细胞，这类细胞经2-4d休眠后迅速增殖，并且能多次传代，这些细胞类似成纤维细胞，被称为成纤维细胞集落，这就是现在所公认的BMSCs。1.BMSCs的分化能力BMSCs是一种未分化细胞，其基本特性为具有自我更新、自我复制能力和多向分化潜能。近年来随着研究的不断深入，发现BMSCs在体外不同的诱导条件下(如地塞米松、TGF-β、FGF、胰岛素等)可以向成骨细胞

6、、成软骨细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、内皮细胞、肌细胞、神经细胞及支持造血的基质细胞等分化[9]。用双丁酰环磷腺苷和异丁基甲基黄嘌呤处理或在神经生长培养基中添加EGF和脑源性神经营养因子，可诱导BMSCs表达神经分化早期的标记。Sanchez-Ramos等[10]用BMSCs通过体外诱导成为神经细胞，表达NSE,NeuN,NF-M和tau等神经标志。此外BMSCs在体内也可分化为神经细胞，将人的BMSCs注入脑梗死9周后的大鼠大脑或全身应用治疗脑缺血性疾病，发现这些细胞分化为胶质细胞（表达GFAP），少突胶质细胞（表达GalC）和神经元（表达NF120,NF200,NF70,NSE和β-Ⅲ,

7、NeuN,MAP2）[11]。Brazerlton[12]等也观察到在体内条件下，供体的BMSCs在小鼠脑内可转变为神经元(表达NEUN、NE等神经元标志蛋白)。BMSCs这种多方向的分化能力，可以为组织修复提供细胞来源。2.BMSCs的趋瘤性及迁移能力干细胞具有向损伤组织、缺血区域定向迁移的能力，称之为“归巢(homing)”，这种“归巢”特性是体内干细胞修复损伤或替代坏死结构的基础[13]。大多数肿瘤组织内部缺血、缺