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圖3 蘇丹Ⅲ及鈣鈷染色陽(yáng)性細(xì)胞率(略)
3 討論
細(xì)胞二維培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)于實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)用,盡管逐步得到改善,但仍存在難以克服的缺點(diǎn):⑴貼壁的表面積有限, 細(xì)胞產(chǎn)量低;⑵無(wú)菌操作過(guò)程繁瑣,容易污染;⑶代謝產(chǎn)物逐漸堆積,排除不及時(shí)易引起細(xì)胞生長(zhǎng)不良甚至退化;⑷細(xì)胞離開(kāi)了體內(nèi)同細(xì)胞外基質(zhì)共同構(gòu)成的三維立體結(jié)構(gòu),生物學(xué)行為受到影響,容易變異。因此,有學(xué)者提出三維培養(yǎng)的設(shè)想。三維細(xì)胞培養(yǎng)是將細(xì)胞培植在一定的細(xì)胞外基質(zhì)中,細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix,ECM) 蛋白充當(dāng)生長(zhǎng)支架,使得三維培養(yǎng)模式下的細(xì)胞分化更能體現(xiàn)細(xì)胞在體內(nèi)生長(zhǎng)的真實(shí)過(guò)程。
骨髓基質(zhì)細(xì)胞由于在體外可以通過(guò)貼壁培養(yǎng)加以分離,且具有高分裂增殖能力, 以及多向分化潛能，并易于被外源基因轉(zhuǎn)染且穩(wěn)定表達(dá)[2-3],被認(rèn)為是組織工程、細(xì)胞及基因治療理想的靶細(xì)胞,因此BMSC已成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[4-5]。
為探討三維空間培養(yǎng)模式下，BMSC能否保持其高增殖及多向分化潛能的干細(xì)胞特性，本研究建立了三維培養(yǎng)模式，對(duì)BMSC在三維空間的生物學(xué)行為進(jìn)行了觀察。選用鼠尾膠原作為三維培養(yǎng)支架，原因在于膠原作為天然的生物材料，其本身無(wú)毒性，可被細(xì)胞酶類(lèi)識(shí)別、標(biāo)記、降解，有利于BMSC黏附、增殖和分化，極其接近人體內(nèi)細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境。本研究觀察結(jié)果顯示BMSC在三維培養(yǎng)中保持了其生長(zhǎng)增殖特性，而且其向成骨細(xì)胞及脂肪細(xì)胞的分化潛能也未丟失，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他學(xué)者的研究一致[6-7]。但是與本試驗(yàn)室既往研究[8]結(jié)果相比，三維培養(yǎng)的BMSC增殖速度及最終細(xì)胞總數(shù)均低于二維培養(yǎng)，我們分析可能由以下2個(gè)原因造成：⑴三維支架中營(yíng)養(yǎng)物和代謝副產(chǎn)物的傳遞限制,導(dǎo)致了細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物濃度過(guò)低或者代謝產(chǎn)物濃度過(guò)高, 從而影響細(xì)胞生長(zhǎng);⑵細(xì)胞與周?chē)饣|(zhì)有相互作用,并受到調(diào)控而使細(xì)胞的生長(zhǎng)較為緩慢。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可知三維培養(yǎng)的BMSC繼續(xù)保持其向成骨細(xì)胞及脂肪細(xì)胞分化的能力，且向成骨細(xì)胞分化率明顯高于脂肪細(xì)胞，也許間接提示BMSC作為一種成體干細(xì)胞，其在骨組織工程學(xué)方面的應(yīng)用前景可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他各個(gè)方面。
本實(shí)驗(yàn)證實(shí)，BMSC在模擬體內(nèi)環(huán)境的三維培養(yǎng)條件下能夠保持其干細(xì)胞特性，從而表明易于分離、擴(kuò)增,、導(dǎo)入外源基因的BMSC, 有望成為細(xì)胞治療和基因治療的靶細(xì)胞,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【參考文獻(xiàn)】
