中药在软骨组织工程的研究进展

【摘 要】软骨组织工程学是最有可能解决软骨缺损的希望，骨髓间充质干细胞具有多向分化的潜能，是软骨组织工程学的理想种子细胞。研究表明中药具有调节BMSC向软骨细胞分化的作用，本文就中药诱导BMSC的软骨分化的研究现状行综述，以此来探讨中药在软骨组织工程中的应用前景。

【关键词】中药；骨髓干细胞；软骨细胞；组织工程

软骨缺损是骨科临床十分常见的疾病，但目前却尚无有效的治疗方法，无论是软骨的自体移植、同种异体移植、异体移植都无法满足整形外科及关节外科对软骨修复的需要。软骨组织工程的发展，为临床治疗软骨缺损提供了新的方法，其创造的人工软骨将是治疗软骨缺损的理想材料。

多向分化潜能的骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells，BMSc)具有来源广泛、体外培养时增殖分化能力强、在特定细胞因子诱导调控下向软骨分化等特点，被认为是组织工程化软骨中最理想的种子细胞。国内外学者经过多年探索，对BMSC的分化调控有了更深入研究。同时，随着中药研究水平的深入，中药通过诱导BMSC作用于软骨组织工程已有了的进一步的发展，现将情况总结如下：

1中药诱导BMSc增值及向软骨分化研究

1.1中药促进BMSc的增值

BMSC具有数量少、可自动分化等特点，不易控制其分化方向，过去研究证明中药可以对其增殖分化产生影响。柳海峰[1] 研究表明，补肾益骨汤提取物对体外培养的骨髓基质细胞增殖有明显促进作用。人参皂苷Rg1可以促进猪骨髓基质细胞的增殖分化，因为人参皂苷Rg1能够促进DNA的合成，促使细胞进入增殖周期，促进细胞内信号传导。舒晓春[2]骨碎补总黄酮能促进兔BMSCs增殖。

1.2中药诱导BMSC向软骨分化

中药及中药复方提取物是通过多途径、多靶点诱导BMSC向软骨细胞分化，并具有毒副作用小、价廉等优点。国内外诱导骨髓干细胞向软骨分化过多地使用化学制剂作诱导剂，有一定毒性或有较大副作用，应用于人体内可能存在不安全因素。国内研究者多从补肝肾、壮筋骨的中药或中药复方着手寻找安全、有效的中药诱导剂。

肖鲁伟[3]、李楠[4]龟鹿二仙胶汤含药血清、右归饮可以有效地诱导骨髓基质细胞定向分化为软骨细胞。吴政安[5]消痹灵中药复方剂体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞为类软骨细胞，诱导率与使用地塞米松、维生素、TGF诱导培养体系无明显差别。吴险峰[6]茶黄素在细胞转化过程中与TGF-β1有协同作用促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞转化，联合作用优于单纯TGF-β1。修忠标[7]鹿茸多肽对MSCs软骨细胞分化生物学行为的影响过程中与TGF一βl相似，在软骨诱导培养条件下可促进Ⅱ型胶原与GAG的表达。并且通过抑制Caspase-3mRNA表达及其蛋白酶活性以阻止或逆转软骨表型化MSCs凋亡。李明波[8]透骨消痛颗粒促进BMSC向软骨分化过程中Sox9因子的表达，并抑制Cbfal因子的表达，在一定程度上抑制其终末化，延缓软骨退变的过程。

总的来说，中药或中药复方提取物诱导BMSC向软骨分化可能与药物增加Sox9、TGF－β的合成及某些受体的数量，起到促进Ⅱ型胶原的合成，从而定向分化为软骨细胞。

2中药在软骨组织工程中的应用

目前组织工程学应用在临床上已经进入一个新的阶段，四六三医院[9-10]利用自体细胞注射治疗股骨头坏死，通过将患者骨髓干细胞的体外扩增并进行自体干细胞灌注，先后治疗55例酒精性股骨头坏死、122例缺血性股骨头坏死。研究提示，自体骨髓干细胞体外扩增的手段既解决异体移植的免疫排斥，同时避免种子细胞来源短缺等问题，诱导自体骨髓干细胞向软骨分化将是解决骨科中软骨缺损的希望。

中药已广泛应用于组织工程学的研究。例如：中药提取物制作成骨组织工程诱导修复材料―淫羊藿苷壳聚糖/羟基磷灰石复合材料[11]，具有良好的骨传导性和骨诱导活性，能有效填充骨缺损并促进早期成骨，是一种理想的骨组织工程诱导修复材料。中药双黄[12]能促进人牙周膜细胞增殖，为牙周组织工程的种子细胞提供了体外增值扩增的新方法。中药生肌液[13]能修复兔皮肤缺损，能够有效扩展皮肤缺损处的覆盖面积，缩短皮肤缺损的愈合时间。

目前，中药作用于软骨组织工程的研究还相对较少，主要通过中药灌胃配合BMSC复合体移植治疗软骨缺损、中药提取物体外对软骨器官或软骨细胞的促进作用这两方面来考察中药修复软骨缺损效果的机制。如淫羊藿[14]中药提取物能够在体外促进软骨器官生长和细胞增殖，七叶亭[15]灌胃修复兔骨关节软骨缺损、独活寄生汤结合骨髓基质干细胞复合体修复兔膝关节软骨缺损等等。此外，张猛[16]对藻酸钠载体复合软骨细胞在黄茂甲昔作用下成软骨作用及机制进行实验性研究、金翔[17]对威灵仙干预可注射性C/β-GP凝胶复合同种异体软骨细胞体外三维培养及修复软骨缺损进行了研究。在寻找合适BMSC软骨分化的三维立体材料过程中，中药制剂学在组织工程中越来越受到了的重视，研究与应用将越来越广泛。

3展望

中医药文化是我国的文化宝藏，中医辨证施治可以显著减缓或抑制早期膝骨关节炎的关节软骨退变、减少关节滑液分泌、在软骨破坏区出现大量幼稚软骨细胞，减轻膝骨关节炎的严重程度[18]。中药如：骨碎补[19]、淫羊藿、秦皮、威灵仙、龟板等，中药复方如：独活寄生汤[20]、补肾健腰合剂[21]、复元胶囊[22]、腰痛舒胶囊[23]、强肌健力饮[24]等，都能保护软骨细胞、有效促进软骨的修复，治疗关节炎等作用。

目前存在的主要问题是中药诱导剂的研究层面停留在体外对BMSC的软骨分化效应上，而对关节软骨细胞的再生修复机理上不完全明了。而中药成分复杂，如何精确调控BMSc向软骨细胞转化成为研究难点。中药诱导剂的研究目前处于起步阶段，国内的相关文献较少，有待学者们进一步研究，但相信在不久将来，中药诱导BMSC向软骨细胞分化的作用途径和机制，能从分子细胞水平上得到进一步的阐释，更快地用于指导临床治疗工作。

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