骨关节炎是一种进展缓慢的退行性疾病，由增龄、肥胖、创伤等因素引起，对中老年患者的日常生活影响极大。与传统的应用药物、蛋白质，以及抗体疗法相比，干细胞有望彻底改变治疗骨关节炎的医疗方式，因其具有替代和修复骨关节炎关节等组织和器官的能力，并且有较好的同源性和较低的免疫排斥反应。在不同类型的干细胞中，间充质干细胞(mesenchyma stem cells，MSCs)发源于中胚层，可分化为不同细胞形成起源于中胚层谱系的组织器官。鉴于其分化为其他类型细胞的能力，MSCs也已被尝试用于治疗糖尿病、帕金森病等外胚层和内胚层谱系的组织器官。MSCs是否可以分化为中胚层谱系以外的谱系，以及治疗外胚层和内胚层谱系组织器官病症的有效性一直在争论研究。此篇综述将讨论骨关节炎的临床特征、MSCs的发育起源和分化潜能以及MSCs和支架材料在治疗骨关节炎中的作用。

背景:成体干细胞疗法是周围神经损伤修复与再生领域的研究热点之一.中胚层被视为成体干细胞的理想来源,间充质干细胞具有获得率高、来源广、增殖快等优异性能.而外胚层来源成体干细胞,尤其是神经嵴干细胞,具有神经源性,越来越受到研究人员的关注.目的:对来自外胚层和中胚层的多功能成体干细胞在周围神经损伤修复与再生中的作用及机制进行简要综述,探究不同来源成体干细胞的研究进展与应用前景,并结合临床研究,探讨成体干细胞疗法潜在的应用价值以及亟待解决的问题.方法:第一作者于2024年2月应用计算机在PubMed和SinoMed数据库检索2001年12月至2024年2月相关文献,以"ectodermal stem cells,mesenchymal stem cells,peripheral nerve injury,repair,regeneration"为英文检索词,以"外胚层干细胞、间充质干细胞、周围神经损伤、修复、再生"为中文检索词,最终纳入69篇文献进行分析论述.结果与结论:①外胚层来源成体干细胞具有优异的分化和再生潜能,尤其是毛囊神经嵴干细胞、嗅干细胞、牙外胚层干细胞等,具有神经源性,可在体外表达神经特异性标志物,但目前缺少临床试验研究.②中胚层来源成体干细胞种类多、易获得及纯化,其中骨髓间充质干细胞和脐带间充质干细胞在周围神经损伤修复的应用疗效及安全性方面有相关临床试验支持,能改善感觉及运动神经传导,且在随访中未出现并发症和明显不良反应.骨髓间充质干细胞的获取需行侵入性外科手术且要求患者与捐赠者骨髓配型吻合,应用受到一定限制;而脐带间充质干细胞虽无需侵入性获取,但分离较困难且表型不稳定.③内胚层来源成体干细胞常难以在体外生长,应用受限,目前应用于临床的可能性低.④综合来看,骨髓间充质干细胞仍为周围神经损伤干细胞治疗的首选细胞,适用于无外科手术禁忌且符合配型要求的情况,其次为脐带间充质干细胞,辅以分离方法的改进和表型稳定性的提高策略.⑤牙外胚层干细胞以及脂肪间充质干细胞具有较高应用潜能,有待进一步临床试验,其他外胚层、中胚层来源成体干细胞各以其优异特性在动物及细胞实验研究中具有显著优势.

牙髓干细胞（dental pulp stem cells，DPSCs）是一种来源于牙齿牙髓组织的多能干细胞，具有自我更新和多向分化的能力。近年来，越来越多的研究表明，DPSCs在再生医学中具有广泛的应用潜力。科学性主要体现在以下几个方面：（1）分化潜能高：DPSCs能够分化为多种细胞类型，包括成骨细胞、神经细胞、脂肪细胞和软骨细胞等，这就决定了它的应用面更广，适应多种治疗需求，为组织修复和再生提供细胞基础。（2）再生能力强：DPSCs属于间充质干细胞，是人体各器官的种子细胞，可以不断分化进而再生我们的组织器官，成为再生医学领域不可或缺的重要资源。这使得DPSCs在器官修复和再生领域，如骨组织工程、神经再生和软骨修复等领域具有广阔的应用前景。（3）低免疫原性：DPSCs的免疫原性极低，为干细胞中的O型血，可供异体使用并不易出现排斥反应。选择使用与自己血缘关系近的DPSCs可以获得更好的治疗效果。（4）获取方便：DPSCs获取方式较为简便，在小朋友脱落乳牙时，年轻人拔智齿和正畸拔牙时也可以获取。DPSCs来源于神经嵴外胚层，能够分泌多种神经相关的活性物质，如生长因子、细胞因子和外泌体，这些物质可以促进神经细胞增殖、抗凋亡、增强细胞活力和修复神经损伤。因此DPSCs在老年性神经疾病治疗，如阿尔茨海默病的治疗中可以发挥重要的作用，本视频将针对这一主题进行详细深入讲解。

背景:纳米二氧化锆在骨组织修复领域表现出良好的应用潜力,研究纳米二氧化锆对成骨分化的影响将有助于推广纳米二氧化锆治疗骨缺损的临床应用.目的:探究纳米二氧化锆对鼻黏膜外胚层间充质干细胞成骨分化的影响.方法:分离培养大鼠鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞,使用CCK-8法检测纳米二氧化锆的细胞毒性,根据细胞毒性选择生物安全浓度,然后将细胞随机分为对照组、纳米二氧化锆组和纳米羟基磷灰石组,定向诱导各组细胞成骨分化.在诱导分化第7天进行碱性磷酸酶染色,采用qRT-PCR和Western blot检测早期成骨标志物(Runx2和Osx)的表达水平,在诱导分化第21天进行茜素红染色,采用qRT-PCR和Western blot检测中晚期成骨标志物(OPN和OCN)的表达水平.结果与结论:①纳米二氧化锆对鼻黏膜外胚层间充质干细胞的半数致死质量浓度为0.6 mg/mL,该实验选择质量浓度为200 μg/mL进行干预,二氧化锆对细胞增殖无明显影响;②与对照组相比,纳米二氧化锆组细胞碱性磷酸酶染色更明显且细胞矿化水平更高,但与纳米羟基磷灰石组对比无明显差异;③与对照组相比,纳米二氧化锆组成骨相关基因和蛋白的表达均明显增多,但与纳米羟基磷灰石组对比无明显差异;④结果表明:纳米二氧化锆具有良好的生物安全性,且能对鼻黏膜外胚层间充质干细胞的成骨分化产生促进作用,这种促进效果与纳米羟基磷灰石相当.

背景:利用磷酸钙骨水泥载间充质干细胞治疗骨缺损已取得令人满意的成果,但是鼻黏膜来源的外胚层间充质干细胞与磷酸钙骨水泥的体外相容性尚不清楚.目的:探讨磷酸钙骨水泥对大鼠鼻黏膜来源外胚间充质干细胞向成骨细胞分化的影响,进 步探讨鼻黏膜来源外胚间充质干细胞与磷酸钙骨水泥的生物相容性.方法:体外培养扩增鼻黏膜来源外胚间充质干细胞,并将其种植于磷酸钙骨水泥表面和培养板(对照组),均进行成骨诱导14d.碱性磷酸酶活性法检测鼻黏膜来源外胚间充质干细胞的碱性磷酸酶活性,茜素红染色法测定钙结节面积大小,免疫荧光和免疫印迹法检测成骨诱导相关蛋白表达水平;鬼笔环肽染色法动态观察磷酸钙骨水泥表面的细胞形态;MTT法检测磷酸钙骨水泥对细胞增殖的影响.结果与结论:①成骨诱导14d后,磷酸钙骨水泥表面的鼻黏膜来源外胚间充质干细胞碱性磷酸酶活性较高,形成的钙结节较大,骨相关蛋白表达水平较高;②磷酸钙骨水泥对鼻黏膜来源外胚间充质干细胞的增殖有一定的促进作用;③结果表明,鼻黏膜来源外胚间充质干细胞与磷酸钙骨水泥支架材料具有良好的生物相容性,磷酸钙骨水泥对鼻黏膜来源外胚间充质干细胞向成骨细胞分化表现出 定的促进作用.

间充质干细胞( mesenchymal stem cells,MSCs)来源于发育早期的外胚层和中胚层,是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞,它们能够不断自我更新,并在特定条件下分化成为一种或多种构成人体组织或器官的细胞. MSCs最初在骨髓中发现,后来在脂肪、牙髓、脐带等多种组织中都发现MSCs的存在.由于MSCs是中胚层来源,它可以向成骨细胞、软骨细胞、神经细胞等方向分化,属于多能干细胞.

目的:构建具有定向多通道的纤维蛋白支架,并探究该支架对外胚层间充质干细胞(ecto-mesenchymal stem cells,EMSCs)的生长行为及向神经分化的影响,为其用于脊髓损伤修复提供新思路.方法:通过人工造孔和冷冻干燥技术构建具有定向多通道的纤维蛋白支架,扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察支架内微观结构.大鼠鼻粘膜来源的EMSCs与该支架复合培养7d,倒置荧光显微镜和SEM评估该支架对EMSCs迁移的引导效果,并通过免疫荧光染色技术鉴定其对EMSCs向神经诱导分化的程度.结果:(1)SEM显示支架横截面上有若干通道空洞,支架纵截面显示通道的走向基本与支架长轴一致;(2) EMSCs粘附在定向通道的孔壁上,且沿着支架纵轴的方向延伸;(3)免疫荧光染色显示神经相关蛋白阳性.结论:EMSCs在定向多通道纤维蛋白支架上能够正常生长,且支架的定向多通道对其生长具有引导作用,利于EMSCs的粘附、迁移和向神经方向分化.

目的:探讨音猬因子(sonic hedgehog,SHH)基因转染对大鼠鼻黏膜外胚层间充质干细胞(ectomesen-chymal stem cell,EMSCs)分化为神经样细胞的影响.方法:利用组织贴壁法分离、培养和纯化EMSCs,SHH基因重组腺病毒转染EMSCs(SHH-EMSCs),免疫荧光染色观察转染前后EMSCs的干细胞标志蛋白巢蛋白、波形蛋白和Connexin-43,蛋白质印迹检测SHH蛋白表达.诱导分化实验分为4组:SHH-EMSCs诱导组、SHH-EMSCs正常培养组、EMSCs诱导组、EMSCs正常培养组;倒置相差显微镜观察分化过程中细胞形态变化;免疫荧光染色和蛋白质印迹检测诱导后轴突膜蛋白(GAP-43)、β-3微管蛋白(TUBB3)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达.并将SHH-EMSCs悬液注入大鼠脊髓组织内,观察该细胞在脊髓内存活和分化情况.结果:免疫荧光染色结果显示,经SHH基因转染后的EMSCs巢蛋白、波形蛋白和Connexin-43阳性率达90％;蛋白质印迹结果显示,SHH蛋白表达明显升高.SHH-EMSCs诱导组培养7 d后,细胞呈现双极、多极和锥形的典型神经细胞样形态;免疫荧光染色和蛋白质印迹结果表明SHH-EMSCs诱导组GAP-43、TUBB3、MBP和Smoothen的表达水平明显高于其他3组,差异有统计学意义;GFAP在4组细胞中均为弱表达,无显著差异.SHH-EMSCs在大鼠脊髓内存活情况良好且表达TUBB3.结论:SHH基因转染的EMSCs具有更高的向神经样细胞分化效率,并可在脊髓内存活;EMSCs可望成为移植脊修复髓损伤的一种新的种子细胞.

目的:研究氯倍他索(Clo)对鼻粘膜外胚层间充质干细胞(EMSCs)向神经样细胞分化的影响.方法:贴壁筛选法分离培养EMSCs,免疫荧光法鉴定体外扩增的EMSCs;MTT法检测Clo对EMSCs增殖能力的影响;成神经样细胞诱导实验分为Clo组、音猬因子(SHH)组和空白对照组,采用全反式维甲酸(ATRA)诱导各组细胞向神经样细胞分化;倒置显微镜观察细胞形态的变化;免疫荧光和免疫印迹方法检测神经元细胞相关蛋白.结果:体外分离培养的EMSCs高表达间充质干细胞和神经嵴源干细胞标志物Vimentin和Nestin.各组EMSCs成神经样细胞诱导7 d后,Clo组和SHH组EMSCs呈现双极和多极的典型神经样细胞形态并且高表达神经元细胞相关蛋白.Clo组EMSCs表达SHH和SMO的水平明显高于空白对照组,与SHH组比较差异无统计学意义(P>0.05);Clo可促进EMSCs分泌内源性脑神经营养因子(BDNF)和神经生长因子(NGF).结论:Clo可通过激活SHH信号通路和上调内源性神经营养因子水平促进EMSCs向神经样细胞分化.

背景:氯倍他索是临床工作中常用的糖皮质激素类药物,鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞在体外具有向少突胶质样细胞分化的潜能,氯倍他索能否促进其向少突胶质样细胞分化及其潜在的机制尚不得知.目的:观察氯倍他索对鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞向少突胶质样细胞分化的影响,探讨其可能的机制.方法:贴壁筛选法分离培养获取SD大鼠鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞,免疫荧光法鉴定其特性和纯度.MTT法检测0-10 μmol/L氯倍他索对鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞增殖能力的影响.取生长良好的第3代鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞,用含氯倍他索的无血清诱导分化培养液使其向少突胶质样细胞分化,氯倍他索浓度为0,2.5和5 μmol/L.倒置显微镜观察细胞形态的变化,免疫荧光和免疫印迹方法检测少突胶质细胞相关蛋白MBP和OLIG2的表达,免疫印迹法检测SHH信号通路相关蛋白SHH表达水平.结果与结论:①体外培养的鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞高表达vimentin和nestin;②低浓度的氯倍他索可促进细胞增殖;高浓度的氯倍他索则抑制细胞增殖,其中5 μmol/L可能为最适增殖浓度;③鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞成少突胶质样细胞诱导3d后,氯倍他索组出现多极化形态,少突胶质细胞相关蛋白MBP、OLIG2以及SHH信号通路相关蛋白SHH的表达明显高于对照组;④结果表明,氯倍他索可能通过SHH信号通路促进鼻黏膜来源外胚层间充质干细胞向少突胶质样细胞分化.