摘要：  骨髓基质干细胞是一种由骨髓中分离获得的具有多种分化潜能的间质干细胞。在体外培养条件下，它可以分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、甚至于成肌细胞。因为骨髓基质干细胞具有易于获取、分离方便和良好的分化特性等特点，在细胞移植和基因治疗方面具有非常巨大的应用前景。对于缺血性心脏病而言，骨髓基质干细胞是非常好的细胞移植供体，对于改善心功能帮助巨大。本文就骨髓基质干细胞的生物学特性和在缺血性心脏病治疗中的应用前景进行I简要综述。
　　关键词：骨髓基质干细胞；缺血性心脏病；细胞移植；基因治疗
　　对于缺血性心脏病，细胞移植是一种很有希望的生物疗法。它主要是通过外源性细胞的植入，重塑，-肌结构，改善心肌的收缩功能和室壁顺应性；另外植入的细胞可以通过自分泌或旁分泌生长因子，促进血管新生。
　　骨髓基质干细胞(bone marrow stromal stem cells)是目前最有前景的一类心肌内细胞移植供体。它具有良好的分化潜能，通过化学或环境诱导可以分化为包括成肌细胞在内的多种间质组织，另外它可以分泌广量的促细胞和血管生长因子，而且还是基因治疗的理想靶细胞。所以，骨髓基质干细胞将为缺血性心脏莠的细胞替代疗法提供巨大帮助。本文将就其生物学仨状和临床前景进行简要综述。

1、骨髓基质干细胞的生物学形状
　　1968年，Friedenstein等[1]人最早证明了骨髓基质干细胞存在。他们通过对全骨髓标本的培养，获得了一些具有克隆化、非吞噬性和成纤维细胞样生长的贴壁细胞，这些细胞就是基质细胞，而最为引人注目的是这些细胞在体外可以分化为骨和软骨组织。
　　针对Friedenstein的观察结果，本世纪80年代 Piersma等[2]人对此又进行了深人的研究。利用 Friedenstein的分离手段，他们发现骨髓基质细胞可以分化为骨、软骨、脂肪、甚至肌肉组织等各种间质组织[3,4]。1985年，Owen认为骨髓基质细胞系统是伴随造血于细胞系统生长的、可以自我更新并分化为各种连接组织的细胞群，由此提出了基质细胞系统的概念。
　　体外长期培养的骨髓组织中，基质细胞系统主要包括以下几类贴壁细胞：成纤维样细胞、巨噬细胞、脂肪细胞、内皮细胞。其中成纤维样贴壁细胞被认为是具有多种分化潜能的基质干细胞。Mark和ajumdar等人利用剃度离心方法，在1．073g／m1密度层获得了占细胞总量0．001％-0．01％的高纯度的成纤维样贴壁细胞，这些细胞可以重复出以往Fridenstein等人所进行的关于于细胞特性的所有实验，虽然获得率较前一种方法少得多，鉴于它们最终都可以分化为间质系统细胞，所以Mark等人又将其定义为“间质干细胞（mesenchymal sten cells,MSCs）,,[5,6]，，这些成纤维样的间质细胞和真正的成纤维细胞是有区别的，在对两者的对比研究中，相同的诱导条件下，MSCs可以分化为特定的连接组织；而从骨髓中分离出的成纤维细胞不能进行分化。
　　Prockop等[7]人指出：骨髓中这种干细胞样的成纤维样贴壁细胞可以有两种定义方法：如果是重点考虑它可以分化为间叶组织，那么就可以称之为间质干细胞；如果重点考虑它来源于骨髓的支持结构，那么又完全可以称之为基质干细胞。本文中全部都称之为基质干细胞。
　　骨髓基质干细胞对SH2(Src homology 2)、CD29、 CD44、CD71、CD90、CDl06、CDl20a、CDl24等许多表面抗原呈阳性反应。Waller等[8]入的研究发现胎骨髓基质干细胞在体内表现为CD50_  CD34+，造血于细胞表现为CD50+ 、2D34+；但在体外培养的骨髓基质干细胞为CD34－/Low细胞，所以人们推测；CD34的表达在成年体内和体外可能处于下调或抑制状态，而且骨髓基质干细胞和造血干细胞在胚胎期可能有的有共同的发育来源。Simmons等[9]人发现骨髓基质干细胞可以被Stro—1的抗体特异识别。另外人们还在骨髓基质干细胞表面发现了许多其他标志抗原，如Thy-1、 VCAM-1、TGFB受体等等。人们推断，骨髓基质细胞表面的这些黏附分子很可能是其与造血干细胞结合的位点，通过这些紧密连接完成其对造血干细胞的支持作用。

2 、为什么骨髓中含有基质干细胞
　　Pittenger等[5]的研究表明将近1／3的骨髓贴壁细胞具有干细胞特性。Friedenstein的试验证实：即使经过20—30次细胞分裂后，其分化特性也不会消失。为什么骨髓基质于细胞可以分化为各种间质组织呢?
　　为了研究骨髓基质细胞的体内发育过程，Prockop等[7]人进行了一系列的工作。早期的研究发现将骨髓基质细胞静脉注入破坏骨髓的狗体内后，将近1／3的基质细胞起到了重建受体骨髓的作用。随后他们将携带特异性突变胶原基因的骨髓基质细胞注入同基因小鼠体内，在1-5月内发现移植细胞出现在骨和软骨内，其含量和骨髓、脾脏内的含量一样。Keating等人在相似的实验设计中，发现肝脏、胸腺和肺组织中都有移植细胞存在。由此，他们得出结论：骨髓基质细胞经静脉移植后，首先进入宿主骨髓，然后参与骨髓基质细胞的正常生理循环，作为间质组织的前体细胞来源，负责组织修复工作[7]。Ferrari等[10]人的实验同样证实，经静脉系统注入的骨髓基质细胞可以迁移至受损肌组织中，分化为成肌细胞，进而起到修复损伤的作用。
　　与此同时，Huss在外周血中1．08g／m1密度层同样分离出一种CD34阴性或低表达(CD34－/Low)的成纤维样细胞，他用携带绿色荧光蛋白标记的逆转录病毒在体外标记这种细胞后，将其注射到放射线照射后的狗的体循环中，发现23天后外周血细胞数目便恢复正常，而且在外周血和骨髓中都找到了表达绿色荧光蛋白的细胞。由此他提出了“循环干细胞”的概念，即在外周血、骨髓、和机体间叶组织间存在着一种子细胞循环转化过程，主要表现为CD34－/Low细胞向CD34+造血干细胞和终末间质细胞的转化[11,12]。在这一过程中，骨髓中的CD34－/Low (基质干细胞)平时处于静止休眠状态，必要时它就会被激活，修复机体受损或衰老组织。
　　由此可见，骨髓基质干细胞是一种非固定起源的、存在于多种器官的、具有多种组织分化潜能的多能干细胞。

3、骨髓基质干细胞移植的应用前景
　　关于缺血性心脏病的细胞替代疗法，近年来已取得巨大进展，在改善缺血区室壁顺应性和促进血管新生方面作用明确。供体细胞的选择和改良是决定细胞移植效果的关键，在比较了心肌细胞、平滑肌细胞、成肌细胞之后，人们发现骨髓基质干细胞有明显的优点： (1)在一定条件下可以诱导分化为心肌样细胞。(2)容易获取，只需要局麻条件即可完成，体外扩增也比较容易，(3)容易被外源性基因转染；(4)骨髓细胞可以分泌大量的生长因子。
　　1995年，Wakitani等[3]人发现：5-氮胞苷和两性霉素或单独两性霉素处理后，骨罐S质干细胞在体外可以分化为肌细胞，并且能融合为肌管，自主跳动。不久前Makino等[13]人在体外用5-氟胞苷诱导骨髓细胞，发现部分克隆可以分化为可以良主跳动的心肌样细胞，细胞间可以相互连接，形成肌样管结构，并可以协同搏动。通过对心肌特异性标志物的检测，他们发现诱导后的骨髓细胞可以被肌浆蛋白、肌球蛋白等特异性抗体染色。在电镜结构、电活动规律和结构基因表达等方面，诱导后骨髓间质干细胞都和胎心室肌细胞很相似。对此Tomita等[14]人将弓-aza诱导后的骨髓细胞移植于冷冻心肌坏死的大鼠，发现被移植心肌内可以找到移植细胞，心室功能也较对照组有明显改善。Ray等将未经5-a2a诱导的BMSCs直接移植于缺血心肌，发现BMSCs同样可以分化为肌样细胞，表达肌浆球蛋白重链等结构蛋白，同时更为引人注意的是 BMSCs可以表达连接蛋白—43，暗示有闰盘连接形成，所以Ray提出了微环境诱导分化的新概念[15]。 Kobaymshi等[16]人在缺血心肌中移植骨髓基质细胞后，发现其有非常明显的促血管生长作用。由此可见，骨髓基质干细胞完全有可能成为将来心肌细胞移植的理想供体。
　　目前，骨髓基质干细胞还作为基因治疗的靶细胞引起人们的广泛关注[17]。主要是将治疗性基因体外转染到骨髓基质细胞内，然后经系统或局部注入生物体内，通过基质细胞分泌的治疗蛋白治疗机体疾患。 Keatins等人的实验表明：通过逆转录病毒将Ⅸ因子基因转染到骨髓基质细胞，然后静脉注射到SCID小鼠体内后，移植细胞可持续分泌Ⅸ因子8周以上，有人在 15周之后还能用PCR方法检测到转染基因表达产物。Roingeard等[18]人的研究表明腺病毒转染后的骨髓基质干细胞同样可以持续分泌目的蛋白6周以上，这就为心肌缺血的基因治疗提供了良好的载体工具。免疫排斥反应和移植区低灌注是影响细胞成活的主要因素，如果我们可以将抑制免疫排斥或促血管生长的基因在体外构建到供体细胞内，然后再移植于缺血心肌，必然会大大提高移植细胞的成活率。我们在最近的试验中，将携带血管生长素基因的骨髓基质干细胞移植于缺血心肌后，起到了很好的治疗效果[19]。
　　总之，骨髓基质干细胞在细胞和基因治疗方面具有非常巨大的应用前景，必然会为缺血心脏病未来的生物治疗发展带来有益帮助。