成人骨髓干细胞向肾实质细胞分化的研究进展
房振宇综述李保春审校
干细胞是指具有高度增殖和自我更胞，均发现有肾小球硬化和过度增生。干细胞的移植，促进肾小球恢复的效果
新能力，并可以分化成为两种以上不同而接受无Os／+表型供体骨髓移植的受很明显的。在被修复的肾小球中，11
～
类型组织细胞的细胞。近期的研究表体小鼠则表现正常的肾小球。作者认为12的肾小球细胞是来源于供体的骨
明，成人干细胞可以诱导产生超越自己肾小球系膜细胞可以来源于骨髓干细髓干细胞的。实验中，在肾小球肾炎病
胞。变过程中，CD矗的细胞数量有短暂升高，
胚层界限的其他胚层来源细胞。如：骨、
软骨、肺实质、肌肉、肝脏细胞等¨1。]。本
这样的结论是否可以用于人类呢?而CD25细胞的数目不变，约占骨髓干细
Poulsom等l6]对接受雄性小鼠骨髓移植
文就其向肾实质细胞分化的相关研究进胞来源的肾小球细胞的一半。骨髓干细
展综述如下。的雌性小鼠及接受男性肾脏供体的女性胞来源的THY1细胞数保持增加，直
一
、骨髓干细胞能否分化为肾实质肾移植患者分别做了肾脏及肾组织的活
至肾小球重构结束，最后约形成7～
细胞
检研究。用原位杂交技术来检测Y染8的肾小球细胞。激光扫描显微镜显
Imasawa等c432001年利用绿色荧光
色体以证明循环中的干细胞是否可以进示THY1的骨髓干细胞来源的细胞为
标记（GFP）的同种异源骨髓移植给被致
入肾脏并分化为肾实质细胞。在人类肾肾小球毛细血管提供结构支持，表明他
命剂量射线照射的老鼠，观察其向肾小
组织活检观察中，结合原位杂交和免疫们就是肾小球系膜细胞。虽然在肾小球
球细胞分化的情况。在观察的2～24
染色方法检测上皮细胞的特异性标志修复的过程中有cDTHY1一的骨髓干
周，在受体鼠的肾小球中，GFP标记的
CAM5．2N荆豆凝血素，可发现一些受细胞来源的肾小球细胞存在，但经过测
阳性细胞呈时间依赖性增长，用免疫组体来源的细胞在移植肾中呈现管状上皮试，他们并不表现内皮标记如RECA1
化分析，大部分GFP阳性细胞不是巨噬细胞的表型。而接受雄性小鼠骨髓移植和factorⅧ。结果表明骨髓干细胞可以
细胞，也不是T细胞。激光共聚焦显微
的雌性受体鼠的移植肾也发现了同源性在体内转化为肾小球系膜细胞。此研究
镜显示此种细胞出现在受体鼠的肾小球
的Y染色体的定位和管状上皮细胞标和Hugo等的相关研究都推测由骨髓干
系膜区。间接免疫组化表明，这些受体
志Ricinuscommunis及Lensculinaris细胞再生的肾小球系膜细胞途径是经过
鼠肾小球中结蛋白阳性细胞同时GFP
（两种近曲肾小管刷状缘特异结合蛋白）小管旁器区域¨8]。
也可以是阳性。在骨髓移植24周后受
和特有的细胞色素P450酶，显示了人类
Maarten等对骨髓干细胞对实验
体鼠的肾小球细胞分离培养时发现，有
新形成的骨髓干细胞分化的管状上皮细性肾小球肾炎肾小球内皮细胞的修复有
84的肾小球细胞结蛋白阳性，其中
胞是具有与小鼠相似的功能簇。在人类无影响作了相关研究。在同种异体骨髓
6【）结蛋白阳性细胞GFP亦阳性。另
肾脏标本的血管小球中观测到含有Y移植中，利用供体细胞主要组织相容性
外GFP阳性细胞对血管紧张素Ⅱ的刺
染色体的细胞，在形态学和定位上接近抗原的特异性Mab追踪骨髓干细胞，在
激可以表现收缩反应。因此这些GFP
足突状细胞。而在雌性小鼠移植肾脏中受体鼠的血管小球中发现少量供体骨髓
阳性细胞应该是具有功能的肾小球系膜
这种Y染色体阳性的细胞不表达巨噬干细胞来源的内皮细胞和肾小球系膜细
细胞，提示骨髓干细胞有分化为肾小球
细胞特异性标志F4／80抗原和淋巴细胞胞，并且它们的增加呈时间依赖性。而
系膜细胞的潜能。同年，Flavia等]假
共同抗原，但其波形蛋白染色却是阳性。在注射anti―Thy-1．1引起anti―Thy-1．1
定肾小球系膜细胞来源于骨髓，移植
肾小球肾炎（短暂的肾小球系膜细胞及
因此推测骨髓干细胞可促进正常肾实质
Os／+（带有肾小球硬化及系膜细胞增
细胞的更新，也可以出现在人类。
内皮细胞的损伤）后7d，骨髓干细胞来
生肥大的基因表型的小鼠）小鼠的骨髓
肾脏损伤因素是否能加强骨髓干细源的肾小球系膜细胞数目较无肾小球损
给ROP+／+肾小球正常的小鼠，发现
胞对肾实质细胞的转化呢?一些实验证伤的受体小鼠有接近4倍的增高。而在
接受骨髓移植的小鼠的肾小球包含Os／
明这样的结论是正确的。Takahito28d后骨髓干细胞来源的肾小球系膜细
+表型，并表现为肾小球增生肥大和细
ho]等在antThyl抗体介导的肾小球
胞数目仍保留高水平，较无肾小球损伤
胞外基质增生。克隆接受Os／+表型供
肾炎模型中。用转增强绿色荧光（EGFP）的受体小鼠有将近7倍的增高。这些骨
体骨髓移植的受体小鼠的肾小球系膜细
髓干细胞来源的内皮细胞和肾小球系膜
基因小鼠的骨髓作为供体，移植给野生
小鼠，以EPRF标记来追踪移植的骨髓细胞均位于肾小球结构内。显示了骨髓
作者单位：200433上海。上海长海医院肾内科
干细胞的子代细胞，结果发现通过骨髓干细胞参与了肾小球系膜细胞和内皮细
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临床肾脏病杂志2005年6月第5卷第3期JClinNephrolJune2005，Vo1．5，No．3
・142・
模型肾小管损伤的修复有无影响做了研
胞的更新，并且对微血管的修复有作用。是不合理的。
一
些病理生理现象也提示我们，细究，从表达B_半乳糖酐酶的雄性小鼠骨
此结论在急性肾小管坏死的模型中也被
胞融合事件在体内也不是广泛存在的。髓中分离HSC细胞移植给未转B一半乳
证实。
例如：患有甲状腺病的女性甲状腺中经糖酐酶基因的单侧肾脏I／R损伤的雌性
2002年GuptaS等检测接受女性供
常还有具有男性染色体的细胞（推测来小鼠，在移植4周后通过X_半乳糖染
体肾移植的男性患者的管状上皮细胞，
源于胚胎组织），它们仅仅有一个X染色，雄性特有的Sry基因的PCR分析，
这些患者并发移植后急性肾小管坏死。
及染色体原位杂交荧光证实，有雄性
通过实验，证明骨髓干细胞参与了急性色体和一个Y染色体，推测不是在
肾衰竭后肾实质细胞修复”]。融合后最初出现的XXXY。因此，骨髓供体来源的细胞出现在雌性受体肾脏
Sujata等对骨髓干细胞修复肾小干细胞可以转化为肾实质细胞，这种转中。作者认为抗体共同染色表现B一半乳
管做了系统的研究。结果发现：①在生化能力在病理情况下增强，虽然有部分糖酐酶最初表达在肾近端小管。因此在
细胞融合现象发生，但目前尚无证据表肾小管损伤时HSC可以分化为肾小管
理情况下骨髓干细胞分化肾小管上皮细
明是细胞融合导致此种现象。故我们认上皮细胞。
胞仅占很少的部分；②缺血再灌注损伤
可以动员骨髓干细胞进入外周血；③在为骨髓干细胞具有转化为肾实质细胞的2．由MSC分化形成2004年Ma―
肾小管缺血再灌注损伤时，外源性骨髓潜能，这种潜能可在损伤因素参与下增rina等_2研究了MSC对急性肾衰竭时
强。
干细胞可以选择性地修复外髓质的肾小肾实质细胞的修复及肾功能恢复的意
管；④肾小管损伤时骨髓干细胞中Lin―二、骨髓干细胞中哪种细胞具有分义。利用抗癌药物顺铂建立肾损伤模
Sea-1c-kit细胞具有分化形成肾小管化成肾实质细胞的能力型，将转保护性顺铂治疗基因雄性小鼠
细胞的能力；⑤另外研究接受和／或不接成人骨髓中含有造血干细胞（HSC）骨髓间充质干细胞注射由顺铂引起肾功
受骨髓干细胞移植的致死剂量放射的I／和间充质干细胞（MSC），它们均是来源能缺陷和严重肾小管损伤的雌性小鼠。
R模型小鼠的BUN和组织学发现，骨髓于原始的胚胎干细胞l2。在全骨髓移含有Y染色体的细胞定位在肾小管上
干细胞移植能降低其BUN水平，促进植中这两种细胞均存在，目前的研究认皮层并表达Lensculinaris凝血素结合
肾脏组织学的恢复[1。但是也有很多为，它们具有不同的分化潜能，MSC可
位点，证明移植MSC可以修复受损肾脏
研究者对于这样的结果究竟是转分化还以通过黏附或其他方式被分离，具有分并可分化为肾小管上皮细胞，从而恢复
是细胞融合提出了疑问。化为骨、软骨、心肌细胞的能力，但不能肾脏的组织结构和功能。顺铂诱导肾小
分化为血和肝细胞；而HSC可以通过细
研究发现，来自正常供体的骨髓干管损伤可以使MSC显著增强促进肾小
细胞产生的健康肝细胞是一种既表达供胞分选从骨髓中分离，具有分化为肝、心管上皮细胞增生的能力。同时间点用生
肌及血管细胞的能力[2。在移植全骨
体基因，也表达受体基因的混合细理盐水治疗的顺铂诱导的肾损伤小鼠的
胞_1．13j，这些混合细胞有的甚至具有4髓后究竟是HSC还是MSC分化为肾实肾小管中表达Ki一67阳性细胞。而实
倍体和8倍体的DNA含量，但利用细
质细胞尚不明确。此类的研究近几年也验中HSC并未显示对肾实质细胞的修
胞遗传学技术分析异源移植后骨髓来源有相关报道，
复及肾功能的恢复上有益的影响。因此
的细胞，发现其定向分化为固有器官之1．由HSC分化形成2003年作者认为MSC具有分化为肾小管上皮
前，细胞是一个二倍体核型_1“15]，这些
Masahiro等[研究HSC受正常肾小球细胞的潜能，在急性肾功能衰竭的治疗
混合细胞是否是细胞融合的结果呢?系膜细胞更新的影响时，利用白介素一11
中可能扮演重要角色。
有些研究发现接受异源骨髓或外周
和Steel因子体外单细胞克隆培养转但是由于目前HSC及MSC的分
血干细胞移植的患者，固有器官特异性EGFP（增强绿色荧光蛋白）基因的小鼠离、纯化并没有达到真正完全的标准，特
细胞被鉴定为二倍体[16-2（I]，特别是在肝Lin、Sca-1、c-kit、C骨髓干细胞1
别是MSC的分离，由于其异质性的因素
脏组织，这种细胞表现多倍体很少见。
周。然后将其分别移植给接受致死性剂影响，并不能完全纯化，因此这些研究的
但用细胞遗传学分析，接受异源干细胞
量照射的小鼠。在2～6个月后，5只受结果仅仅在一定程度成立，还需要借助
移植的患者的骨髓活组织标本表明细胞
体小鼠的肾脏表达高水平（6OK00～9（））HSC，MSC分离，培养技术的进一步发
是多倍体，特别是在病变组织，有没有可的多系造血重建，在使用对照组排除干展，才可以真正得到答案。
能是混合细胞遭受了还原分裂，然后超扰和epif1u0rescence显微术的观测下，
三、骨髓干细胞在肾脏疾病中应用
倍体细胞转化为二倍体核型，隐藏了融发现在肾小球中出现具有肾小球系膜细展望
合呢?这些有关转分化的研究结果其实
胞形态学特点的EGFP细胞。培养这
骨髓干细胞可以转化为肾小管上皮
只是细胞融合的一个表现呢[1?有人
些来自受体的EGFP细胞并予以血管
细胞，肾小球系膜细胞等肾实质细胞，给
认为在体外培养时，细胞融合事件是可紧张素Ⅱ刺激，发现其可以产生收缩反
肾脏领域的干细胞治疗，转基因治疗提
能出现的，但是有很低的频率（1：应。作者由此推断单一的造血干细胞具
出了一种可能2001年Takashi等用移
100000细胞）。用细胞融合的可能解释有分化为肾小球系膜细胞的能力。
植骨髓干细胞的方式应用于肾小球肾
所有转分化或者说可塑性的研究结果也Fangming等[5]对HSC对小鼠I／R
炎，发现其能长期抑制慢性肾炎的肾小
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・
临床肾脏病杂志2005年6月第5卷第3期JClinNephrolJune2005，Vo1．5，No．3143・
1656．Hepatocytesandepithelialcellsofdonor
球损害。以接受5一氟尿嘧啶3d，转入
6PoulsomR，ForbesSJ，HodivalaDilkeorigininrecipientsofperipheral―blood
II『1Ra基因的雄性小鼠的骨髓作为供
K，eta1．Bonemarrowcontributestore―
stemcells．NEnglJMed，2002，346：
体，移植给接受致命剂量射线的雌性小
nalparenchyrnalturnoverandregenera―738―746．
鼠，在移植8周后，这些雌性小鼠的骨
tion．JPathol，2001．195：229―235．19HemattiP，SloandEM，CarvalloCA．et
髓、肝、脾中均有Y一染色体表达，其中
7hoT。SuzukiA1．Bonemarrowsareser―a1．Absenceofdonor-derivedkeratinocyte
它们10H～20的脾细胞表达转II『
voirofrepopulatingmesangialcellsduring
stemcellsinskintissueculturedfrompa―
1Ra基因。将这些受体小鼠诱导产生肾
glomerularremodeling．JAmSocNeph―tientsaftermobilizedperipheralblood
小球肾炎，它们均较未转II『1Ra基因的
rol，2001，12：2625―2635．hematopoieticstemcelltransplantation．
小鼠的肾功能和组织学损害滞后。利用
8HugoC，ShanklandSJ．ExtraglomerularExpHematol，2002，30：943―949．
Y一染色体的分子探针原位杂交显示，
originofthemesangialcellafterinjury：a
20SrivatsaB，SrivatsaS，JohnsonKl，eta1．
在诱导产生慢性肾小球肾炎情况下，移
Microchimerismofpresumedfetalorigin
newroleofthejuxtaglomerularappara―
植的供体骨髓干细胞被补充进肾小球，tus．JClinInvest，1997，100：786―794．inthyroidspecimensfromwomen：acase-
9MaartenB．RookmaakerAMJBone-Mar―controlstudy．Lancet，2001，358：2034―
暗示治疗效果是这些细胞释放IL一1Ra
row-DerivedCellsContributetoGlomeru―
2038．
的结果2。他们认为重组的骨髓干细
larEndothelialRepairinExperimental
21SrivatsaB，SrivatsaS，JohnsonKL．et
胞可以不断的提供抗炎症细胞，为慢性
Glomerulonephritis．AmericanJournalof
aI．Microchimerismofpresumedfetalori―
肾小球肾炎的治疗提供了一个新的方
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gininthyroidspecimensfromwomen：a
法。目前在骨髓干细胞转化为肾实质细
10GuptaS，VerfaillieC，ChmielewskiD，et
case-controlstudy．IAmcet，2001，358：
胞上的研究已经取得了一些共识，如骨
aI_Aroleforextrarenalcellsinthere―2034―2038．
髓干细胞具有转化为肾实质细胞的潜
generationfollowingacuterenalfailure．
22HallF，HanBPhenotypicdifferentia―
能，并且在肾实质细胞损伤时，可以加强
KidneyInt，21）02，62：1285―1290．
tionoftgf―。betal―。responsivepluripotent
这种转化，但具体是何种细胞转化，转化
11SujataK，AnilK，PaulR，eta1．Bonemar―premesenchyrnalprehematopoieticpro―
的效率是否能受其他因素的影响尚存在
rowstemcellscontributetorepairofthe
genitor（p4stem）cellsfrommurinebone
争论，相信通过我们不断的研究深化，对
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