骨髓間充質干細胞,又稱骨髓基質干細胞,是存在于骨髓造血微環境中的一類多能成體干細胞,具有自我更新能力及向成骨、成軟骨、成脂等多向分化潛能,并分泌多種營養因子與免疫調節分子。大鼠骨髓間充質干細胞(RatBMSCs)通常取自SD或Wistar大鼠股骨與脛骨的骨髓腔,經全骨髓貼壁法或密度梯度離心法分離、擴增獲得,是骨科組織工程、神經損傷修復及免疫調節機制研究的常用原代細胞模型,也是大鼠異位骨形成、骨折愈合等體內實驗的種子細胞來源。

原代分離與培養原理
常用為全骨髓貼壁法:
脫頸處死SPF級大鼠,75%乙醇浸泡消毒,無菌取出股骨、脛骨,剪除骨骺;
用注射器吸取含10%FBS的低糖DMEM或α-MEM培養基沖洗骨髓腔,收集紅色骨髓懸液;
經200目篩網或70μm細胞篩去除骨碎片與團塊,離心收集細胞沉淀重懸后接種于培養瓶;
置于37℃、5%CO?培養箱,48小時后半換液——未貼壁的血細胞與造血祖細胞隨換液被移除,BMSCs因具玻璃/塑料表面貼壁特性而保留并逐步鋪展為梭形成纖維樣克隆;
后續每2~3天換液,匯合80%~90%時按1:2~1:3胰酶消化傳代,通常P3~P5代細胞表型均一性較好。
密度梯度離心法(Percoll或Ficoll分離單個核細胞層)可提高初始純度但得率略低。
鑒定標準(ISCT2006指南參照)
大鼠BMSCs需滿足:
形態:梭形、旋渦狀生長,折光性好;
表面標志物(流式):陽性CD90(Thy-1)、CD29(整合素β1)、CD44、CD73(SH3/SH4),陰性CD34、CD45(造血系)、CD11b/c(巨噬細胞/粒細胞)、MHCII(大鼠多不表達或低表達);
多向分化潛能驗證:成骨誘導(抗壞命酸+β-甘油磷酸鈉+地塞米松)→茜素紅染色鈣結節陽性;成脂誘導(胰島素+IBMX+地塞米松+吲哚美辛)→油紅O染色脂滴陽性;成軟骨誘導(TGF-β3+地塞米松+抗壞命酸)→阿爾新藍染色蛋白聚糖陽性。
主要應用領域
組織工程與骨/軟骨修復:復合生物支架(如羥基磷灰石、膠原海綿)植入骨缺損或關節軟骨缺損大鼠模型評估新骨形成;
神經損傷修復:脊髓損傷、腦缺血模型中鞘內或局部移植BMSCs觀察運動功能恢復(BBB評分)及神經營養因子(BDNF、NGF)分泌;
免疫調節與移植物抗宿主病(GVHD)研究:BMSCs可抑制T細胞增殖、誘導調節性T細胞(Treg)生成,在大鼠同種異體移植模型中評估免疫耐受誘導;
藥物/基因治療載體:經轉染攜載BMP-2、VEGF等基因的BMSCs用于局部因子持續釋放研究;
干細胞微環境(Niches)與衰老機制:比較不同代次、不同供體年齡BMSCs的端粒酶活性、ROS水平及成骨偏移趨勢。
大鼠骨髓間充質干細胞以其易獲取、體外擴增能力強及與人MSCs高度同源的生物學行為,成為連接干細胞基礎研究與臨床前大動物實驗之間的重要過渡模型,是再生醫學領域常用的原代干細胞資源之一。