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成纖維細(xì)胞的生物學(xué)特性及其成骨作用的研究進(jìn)展
骨缺損(尤其是大型骨缺損)的治療，由局部傷情復(fù)雜和缺乏理想的修復(fù)材料，一直是困擾臨床醫(yī)生和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)工作者的一大難題，而尋找一種盡可能達(dá)到或接近自體骨移植效果的理想的骨替代材料更是無(wú)數(shù)學(xué)者熱切探索、孜孜以求的目標(biāo)。近年來(lái)日趨活躍的骨組織工程(bone tissue engineering)技術(shù)為這一課題的研究帶來(lái)了新的亮點(diǎn)和希望。目前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已能從骨膜、骨髓等定向性骨祖細(xì)胞(determined osteogenic precursor cells, DOPC)密集處分離培養(yǎng)出成骨細(xì)胞，經(jīng)體外擴(kuò)增并與載體結(jié)合，回植體內(nèi)骨缺損處取得骨缺損修復(fù)的成功［1］。與此同時(shí)，基于對(duì)患者易接受性、可操作性和更簡(jiǎn)單易行性等方面的考慮，研究者又開(kāi)始把目光投向誘導(dǎo)性骨祖細(xì)胞(inducible osteogenic precursor cells, IOPC)。其中，在體內(nèi)分布廣泛、數(shù)量巨大、部位表淺、取材方便、培養(yǎng)傳代易行、分裂增殖迅速的成纖維細(xì)胞首先成為了研究的焦點(diǎn)。由于目前許多相關(guān)研究尚處于實(shí)驗(yàn)階段，為此，本文著重就成纖維細(xì)胞的生物學(xué)特性及其成骨作用等作一綜述。
1 成纖維細(xì)胞的來(lái)源及其生物學(xué)特性
成纖維細(xì)胞(fibroblast)是結(jié)締組織中最常見(jiàn)的細(xì)胞，由胚胎時(shí)期的間充質(zhì)細(xì)胞(mesenchymal cell)分化而來(lái)。在結(jié)締組織中，成纖維細(xì)胞還以其成熟狀態(tài)—纖維細(xì)胞(fibrocyte)的形式存在，二者在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)變。
不同類型的結(jié)締組織含成纖維細(xì)胞的數(shù)量不同。通常，疏松結(jié)締組織中成纖維細(xì)胞的數(shù)量比同樣體積的致密結(jié)締組織中所含成纖維細(xì)胞的數(shù)量要少，故分離培養(yǎng)成纖維細(xì)胞多以真皮等致密結(jié)締組織為取材部位［2，3］。
成纖維細(xì)胞形態(tài)多樣，常見(jiàn)的有梭形、大多角形和扁平星形等，其形態(tài)尚可依細(xì)胞的功能變化及其附著處的物理性狀不同而發(fā)生改變。成纖維細(xì)胞胞體較大，胞質(zhì)弱嗜堿性，胞核較大呈橢圓形，染色質(zhì)疏松著色淺，核仁明顯。電鏡下，其胞質(zhì)可見(jiàn)豐富的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、游離核糖體和發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體，表明它具有合成和分泌蛋白質(zhì)的功能。成纖維細(xì)胞尚可合成和分泌膠原纖維、彈性纖維、網(wǎng)狀纖維及有機(jī)基質(zhì)。它合成的前膠原蛋白分子經(jīng)內(nèi)切酶作用，聚合和重排，可形成與成骨細(xì)胞合成分泌的膠原原纖維一樣具有64nm(640?)周期橫紋的膠原原纖維，膠原原纖維經(jīng)互相粘合形成膠原纖維。經(jīng)檢測(cè)，這兩種細(xì)胞合成分泌的膠原纖維均是Ⅰ型膠原纖維，在形態(tài)和生化結(jié)構(gòu)上完全相同［4,5］。
處于成熟期或稱靜止?fàn)顟B(tài)的成纖維細(xì)胞，胞體變小，呈長(zhǎng)梭形，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體均不發(fā)達(dá)，被稱為纖維細(xì)胞。在外傷等因素刺激下，部分纖維細(xì)胞可重新轉(zhuǎn)變?yōu)橛字傻某衫w維細(xì)胞，其功能活動(dòng)也得以恢復(fù)，參與組織損傷后的修復(fù)。另外，在結(jié)締組織中，仍保留著少量具有分化潛能的間充質(zhì)細(xì)胞，它們?cè)趧?chuàng)傷修復(fù)等情況下可增殖分化為成纖維細(xì)胞。
2 成纖維細(xì)胞在一般創(chuàng)傷修復(fù)中的表現(xiàn)
各種創(chuàng)傷均會(huì)造成不同程度的細(xì)胞變性、壞死和組織缺損，必須通過(guò)細(xì)胞增生和細(xì)胞間基質(zhì)的形成來(lái)進(jìn)行組織修復(fù)。在此修復(fù)過(guò)程中，成纖維細(xì)胞起著十分重要的作用。以傷口愈合過(guò)程為例，成纖維細(xì)胞通過(guò)有絲分裂大量增殖，并從4～5天或6天開(kāi)始合成和分泌大量的膠原纖維和基質(zhì)成分，與新生毛細(xì)血管等共同形成肉芽組織，填補(bǔ)傷口組織缺損，為表皮細(xì)胞的覆蓋創(chuàng)造條件。在傷口愈合中，成纖維細(xì)胞主要來(lái)源于真皮乳頭層的局部成纖維細(xì)胞和未分化的間充質(zhì)細(xì)胞，以及血管周?chē)某衫w維細(xì)胞和周細(xì)胞。內(nèi)臟損傷時(shí)，參與修復(fù)過(guò)程的成纖維細(xì)胞多來(lái)
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