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成体干细胞在涎腺组织工程中的应用

录入:linle    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2011-9-2

  理想的涎腺组织工程种子细胞应易于获取和扩增,可长期保持细胞的增殖和分化活性,保持正常的分泌功能,安全等。成体干细胞作为一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下可分化成多种功能细胞;同时,应具有长期无限增殖的能力,是组织工程种子细胞的重要来源。 诸多组织内均存在着具有分化潜能的干细胞,而涎腺中是否存在干细胞呢?Kishi等发现以低密度培养法对新生小鼠下颌下腺细胞进行培养,可形成单个细胞集落,该细胞集落具有高增殖潜能,且在加入表皮生长因子和干细胞生长因子后,细胞数目显著增加。这些细胞表达腺泡细胞系、导管细胞系和肌上皮细胞系标志,说明在涎腺组织中存在具有高增殖和多分化潜能的涎腺干细胞。

  Prominin-1(CD133)是干细胞特异性表达标志物。在三大涎腺细胞中均有Prominin-1及其相似体Prominin-2 的表达,且前者主要表达于导管系细胞,而后者多表达于腺泡细胞间隔。Karbanová 等以单克隆抗体(80B258)检测发现,在涎腺的腺泡和闰管中均有Prominin-1 的表达。

  由于干细胞在非对称细胞分裂过程中选择性地分离相同的DNA 链,因此在干细胞分化增殖开始时用放射性核素标志干细胞,在细胞分化过程中干细胞将持续保持该放射性核素标志。以此种方法鉴别干细胞,称之为标志滞留细胞(label-retaining cell,LRC)方法。Kimoto等[8]以小鼠为动物模型,在结扎其一侧下颌下腺导管1 周后重新松开导管并注射溴脱氧尿苷(bromodeoxyuridine, BrdU),以此标志再生的腺体组织。在再生的腺体组织中除了腺泡外,所有腺体实质结构均可观察到BrdU LRC。这些标志细胞中的一小部分既不表达K18(腺泡和导管细胞标志物),亦不表达平滑肌抗原(smooth muscle antigen,SMA)的LRC则可能是干细胞,多分布于闰管颈部与腺泡相连处和导管上。为检测这些细胞是否为干细胞,在腺体发育过程中用碘苷(iododeoxyuridine,IdU)代替 BrdU 标志腺体,摘除小鼠一侧下颌下腺使得剩余的腺体细胞分裂,在细胞分裂过程中以氯去氧脲苷(chlorodeoxyuridine,CldU)标志腺体,结果这些LRC 的数目不变,而CldU 出现在这些细胞一段时间后消失。这就说明,这些细胞曾经出现不对称分裂,因此是涎腺干细胞。

  用双腔非接触共培养系统将鼠骨髓基质干细胞与其自身腮腺腺泡细胞共同培养,结果骨髓基质干细胞转分化为腺泡样细胞(表达α-淀粉酶),转化率最高可达50%。该研究初步展现了干细胞作为“无限种子细胞库”的应用前景,但对于转分化后细胞的表型和功能以及转分化过程中的信号转导及其机制仍需作深入的研究。

  有一类多系分化干细胞存在于**的脾内,在组织培养中,这类干细胞能够自发增殖且能够长期保持,稳定表达同源盒基因(homeobox gene, hox)-11。这类干细胞不同于造血源性干细胞,不表达CD45+,因此具有多分化潜能,对脾、胰腺和涎腺等组织的发育具有重要的作用。Tran 等[16]采用舍格伦综合征的非肥胖糖尿病雌性小鼠作为动物模型,同时注射配对的正常雄性小鼠脾细胞和弗洛因德完全佐剂,结果小鼠的唾液流量恢复正常,有一部分脾细胞定植于涎腺上并分化为涎腺上皮细胞。这说明脾干细胞具有分化为涎腺上皮细胞的潜能,可作为涎腺组织工程种子细胞。但由于hox-11 基因是人类T 细胞急性淋巴母细胞性白血病的致癌基因,因此其作为种子细胞的安全性受到质疑,将失去调节或突变的干细胞剔除或许是解决方法之一。





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