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体外诱导间充质干细胞向椎间盘髓核样细胞转化

      现代社会中下腰痛的发病率非常高，它和椎间盘的退变性改变有关。修复椎间盘组织是理想的治疗方法，但目前没有可供移植的合适组织。随着现代组织工程学的进展，这一困难有望被克服。最近美国科学家报道了在体外培养的情况下诱导间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）向髓核样细胞转化。他们采用三位藻酸盐水凝胶体系培养大鼠MSCs，培养液中加入TGF－[beta]1，分别在缺氧（2％O2）和正常氧含量（20％O2）条件下进行培养。使用共焦显微镜观察细胞增值以及在染色后观察细胞的代谢状态，采用流式细胞仪、半定量RT－PCR和Western杂交法来检测细胞的表型、生物合成能力以及在细胞分化过程中的信号途径。结果发现，在缺氧条件下培养的细胞发生大片聚集，生化染色阳性。葡萄糖转移酶－3、基质金属蛋白酶－2、II型和XI型胶原以及蛋白聚糖aggrecan的mRNA和蛋白表达均发生上调。而细胞外蛋白聚糖decorin、二聚糖biglycan、纤调蛋白fibromodulin和lumican等的水平没有改变。缺氧还使CD44（hyaluronan受体）、ALCAM（CD166）和endoglin（TGF-[beta]受体）持续表达。培养液中加入TGF-[beta]则增强了MAPK的活性，并使Sox-9、aggrecan和II型胶原表达升高。由此作者认为，在缺氧以及TGF-[beta]诱导下，MSCs可以向髓核细胞的表型方向分化，这可能是通过MAPK信号途径传导的。MSCs有望被用来修复椎间盘的退变。