种子细胞在组织工程中的应用价值

种子细胞是进行组织工程使用的细胞材料，包括干细胞与体细胞。细胞是组成人体组织器官结构基础、功能与代谢的最基本要素。因此，利用组织工程技术构建有生物活性的工程化组织，以达到修复组织缺损、器官再生的目的，获得足够数量、不引起免疫排斥反应并具有再生活力的种子细胞是开展组织工程研究的前提和必要基础。

（一）种子细胞需具备的基本特征

作为组织构建或器官再生的种子细胞，必须具备一定的条件特征。理想组织工程种子细胞的要求：①临床上易获得，对供体损伤小；②增殖能力强，易于体外培养，可进行大量扩增，以满足构建工程化组织的数量要求；③遗传背景稳定，传代后不发生形态、功能和遗传物质的改变；④纯度高，以具备特定功能的细胞占主导；⑤无免疫排斥反应。

（二）种子细胞的分类

种子细胞依据来源的不同可以分为自体细胞、同种异体细胞和异种细胞。自体细胞是指经过对临床活检或穿刺所获取的组织进行体外分离培养，获得的特定功能细胞。同种异体细胞主要来自胚胎、新生儿和成体组织。异种细胞主要来自鼠、兔、牛等不同物种。临床应用时，同种异体细胞与异种细胞虽然来源广泛，但存在免疫排斥反应，特别是异种细胞可能有携带病原体的潜在风险，不能广泛使用。相较而言，自体细胞取自患者自身组织，不会发生免疫排斥反应，是构建工程化组织的首选种子细胞。但其缺点是临时采集组织、分离培养达到所需的细胞数量级不仅需要时间，并且由于其获得可利用细胞数量的有限性及反复传代后细胞老化等问题，其应用受到了极大限制。同时，其也给患者带来了创伤和痛苦，不适用于自身有免疫缺陷或基因缺陷的患者以及传染病患者。(www.xing528.com)

根据细胞种类的不同，种子细胞又可分为成体组织细胞、胚胎干细胞、成体干细胞等。①成体组织细胞虽已经分化成熟，分裂能力有限，不能广泛用作种子细胞，但仍可应用于组织工程，如内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、骨细胞、成骨细胞、角质细胞、前脂肪细胞、脂肪细胞、肌腱细胞等。②胚胎干细胞是在胚胎发育早期囊胚内细胞团中未分化的细胞，属于全能干细胞，具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成机体的任何组织或器官。但是由于胚胎干细胞在体外培养时有形成畸胎瘤等的成瘤倾向，会发生自发分化，带有一定的免疫原性，同时由于技术等方面的限制，未能有效地诱导胚胎干细胞向特定细胞类型分化，临床应用还涉及伦理道德方面观念的制约，以上均限制了胚胎干细胞在组织工程中的广泛应用。③成体干细胞是人和动物成熟组织中存在的具有高度自我更新和多向分化潜能并尚未分化的干细胞，可操作性强，应用广泛。其主要类型有造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、脂肪干细胞、皮肤干细胞等。

各类成体干细胞具有不同的临床应用价值。造血干细胞又称为多能干细胞，是生成各种血细胞的原始造血细胞，主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。CD34是造血干细胞的标志蛋白。由于来源广泛（从骨髓、外周血中均可获取），造血干细胞（尤其是外周血干细胞、脐血干细胞）移植安全性好，在临床应用上备受关注。间充质干细胞是一类具有向骨、软骨、脂肪、肌肉及肌腱等组织分化的潜能的成纤维样细胞，多存在于胎盘、脐带、羊膜、骨髓、脂肪等组织中，尤以骨髓、脂肪中较多。其阳性标志蛋白分子有CD90、CD71及CD44。骨髓间充质干细胞具有向中胚层和神经外胚层来源的多种组织细胞分化的能力，这些细胞包括成肌细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞、成纤维细胞、神经胶质细胞、神经元、造血干细胞、基质细胞等。骨髓间充质干细胞具有黏附于塑料培养皿壁的能力，易于在体外分离与培养，体外经过长期连续培养和冷冻保存后仍不改变其分化能力，植入体内后可在多种组织如肺、骨、软骨、皮肤等处定位和分化，并可表现出相应组织细胞的表型。脂肪干细胞是存在于人或动物不同部位脂肪组织中的一种间充质干细胞，具有多向分化潜能。在相应的诱导刺激下，能够分化成具有中胚层组织特殊标志的功能性细胞（脂肪细胞、软骨细胞、骨细胞、肌细胞和血管内皮细胞），也能分化成内胚层细胞（肝细胞和胰腺细胞）以及外胚层细胞（神经元）。因此，脂肪组织可能成为机体最大的成体干细胞库，它能够很容易地从外科切除、脂肪抽吸术中获得并体外分离培养出来，可用于各种骨、软骨、脂肪以及肌肉等组织的修复重建。神经干细胞存在于胚胎和成体脑组织以及外周神经系统中，分别称为中枢神经干细胞和外周神经干细胞。其特征性生物学标志物为神经巢蛋白（也叫神经上皮干细胞蛋白）。而CD133与CD34则为人胎脑神经干细胞的特征性标志物，此外，RNA结合蛋白musashi 1也可以作为神经干细胞的标志物。神经干细胞具有向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞分化并表现相应形态学和电生理学特征的能力。皮肤干细胞与皮肤极强的修复和再生能力直接相关。目前研究较多的主要有表皮干细胞和毛囊干细胞。皮肤干细胞已经广泛应用于临床治疗过程中，主要用自体移植和异体移植治疗大面积烧伤、严重创伤、整形术后创面覆盖以及慢性溃疡等，已成为利用组织工程技术解决临床治疗中皮源缺乏问题的根本途径。

成体干细胞作为一种介于全能细胞和分化成熟细胞之间的中间体，自我更新能力强，易于体外培养，扩增快，不存在伦理争议，是目前最具临床应用价值的组织工程种子细胞。