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图3 苏丹Ⅲ及钙钴染色阳性细胞率(略)
3 讨论
细胞二维培养技术已广泛应于实验研究应用,尽管逐步得到改善,但仍存在难以克服的缺点:⑴贴壁的表面积有限, 细胞产量低;⑵无菌操作过程繁琐,容易污染;⑶代谢产物逐渐堆积,排除不及时易引起细胞生长不良甚至退化;⑷细胞离开了体内同细胞外基质共同构成的三维立体结构,生物学行为受到影响,容易变异。因此,有学者提出三维培养的设想。三维细胞培养是将细胞培植在一定的细胞外基质中,细胞外基质(extracellularmatrix,ECM) 蛋白充当生长支架,使得三维培养模式下的细胞分化更能体现细胞在体内生长的真实过程。
骨髓基质细胞由于在体外可以通过贴壁培养加以分离,且具有高分裂增殖能力, 以及多向分化潜能，并易于被外源基因转染且稳定表达[2-3],被认为是组织工程、细胞及基因治疗理想的靶细胞,因此BMSC已成为该领域研究的热点之一[4-5]。
为探讨三维空间培养模式下，BMSC能否保持其高增殖及多向分化潜能的干细胞特性，本研究建立了三维培养模式，对BMSC在三维空间的生物学行为进行了观察。选用鼠尾胶原作为三维培养支架，原因在于胶原作为天然的生物材料，其本身无毒性，可被细胞酶类识别、标记、降解，有利于BMSC黏附、增殖和分化，极其接近人体内细胞生长环境。本研究观察结果显示BMSC在三维培养中保持了其生长增殖特性，而且其向成骨细胞及脂肪细胞的分化潜能也未丢失，该实验结果与其他学者的研究一致[6-7]。但是与本试验室既往研究[8]结果相比，三维培养的BMSC增殖速度及最终细胞总数均低于二维培养，我们分析可能由以下2个原因造成：⑴三维支架中营养物和代谢副产物的传递限制,导致了细胞生长环境中营养物浓度过低或者代谢产物浓度过高, 从而影响细胞生长;⑵细胞与周围胞外基质有相互作用,并受到调控而使细胞的生长较为缓慢。通过本实验可知三维培养的BMSC继续保持其向成骨细胞及脂肪细胞分化的能力，且向成骨细胞分化率明显高于脂肪细胞，也许间接提示BMSC作为一种成体干细胞，其在骨组织工程学方面的应用前景可能远远大于其他各个方面。
本实验证实，BMSC在模拟体内环境的三维培养条件下能够保持其干细胞特性，从而表明易于分离、扩增,、导入外源基因的BMSC, 有望成为细胞治疗和基因治疗的靶细胞,具有广阔的应用前景。
【参考文献】
