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编号:11981380
ERK信号传导通路在人脐带间充质干细胞向成骨细胞分化作用中的研究进展(2)
http://www.100md.com 2010年5月15日 《中国美容医学》 2010年第10期
     3.2 ERK信号转导通路在向成骨细胞分化过程中的作用:在成骨方面,ERK信号通路起着一个传递细胞内外信号导线的作用,对细胞外各种信号刺激如激素/生长因子的刺激、细胞外基质-整合蛋白的结合及机械负荷的刺激等作出反应。活化的ERK可以磷酸化ELK-1,启动即刻早期基因的表达,在成骨细胞分化过程可以激活众多靶蛋白,包括转录因子复合物AP1和成骨细胞特异性转录因子Osf2 /Cb-fal。Lai等[6]应用显性失活法将ERK-DN ( ERK-dominant negative) 转染人成骨细胞,阻滞ERK/MAPK通路的活性,导致成骨细胞的增殖分化能力下降,阐述了在成骨细胞中ERK不仅对成骨细胞的增殖,而且对成骨细胞的粘附、伸展、迁移以及整合素的表达都有重要意义。此后国内有关学者[21]用不同剂量的ERK通道阻滞剂-PD98059可抑制骨髓间充质干细胞向成骨分化,并存在剂量依赖性,说明ERK通路可能在MSC向成骨细胞分化中起到重要作用。Takami等[22]通过研究说明ERK信号通路对成骨细胞RANKL的表达起重要作用,单独抑制ERK信号通路不能完全抑制RANKL的表达,这与其受多种信号通路调节相关。之后还有学者发现较大的应力改变可以早期激活成骨细胞内的ERK通路[23]。Ge等[24]用转基因技术确定了ERK-MAPK途径通过调节cb-falmRNA的表达而刺激成骨细胞的分化及骨骼发育的作用。2009年,国内研究人员[25]通过实验说明了降钙素刺激phos-ERK1/2蛋白的表达,且上调成骨细胞cb-fa1mRNA的表达。因此,可知ERK参与了对Osf2/Cb-fal的转录调节并且在成骨细胞特异基因表达中发挥重要作用。但是,目前ERK通路对间充质干细胞向成骨细胞的分化作用尚有争议,具体分子机制尚不完全清楚。
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    4前景

    人脐带间充质干细胞具有自我更新、增殖和多向分化潜能、来源丰富,易于采集、保存和运输,无异体排斥,避免伦理争议等诸多优点,在体内外均可定向分化为骨细胞、软骨细胞、肝细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞以及神经元细胞等,是一种具有多种转化功能的干细胞。hUCMSCs有可能替代骨髓间充质干细胞成为重要的种子细胞来源从而促进骨组织工程的科学研究,并有望大量应用于口腔颌面部骨缺损的临床治疗中,特别是针对面部骨损伤严重的患者和先天骨性畸形的患儿有着重要的临床意义。在这一转化过程中,ERK信号转导通路正是人脐带间充质干细胞hUCMSCs向成骨细胞分化的重要路径之一,对ERK通路的研究不仅可以促进骨组织工程的科学研究,应用于临床实践,同时对ERK通路的研究还可以进一步掌握胚胎细胞发育的特性,从而对儿科尤其是颌面儿科的发展产生积极的意义。

    虽然人脐带间充质干细胞目前最有可能替代骨髓间充质干细胞成为较为理想的种子细胞,但针对这一类细胞深入的研究尚有不足;另一方面,目前虽有大量针对ERK信号传导通路的实验研究,但这些研究均以小鼠间充质干细胞或人骨髓干细胞为样本,且实验结论尤其是对于临床工作的意义还存在一定争议。但必须指出的是,相比骨髓间充质干细胞而言,人脐带间充质干细胞作为骨组织工程重要的种子细胞,其研究还相对滞后,且细胞信号通路方面的研究较少,尤其是在对骨组织工程至关重要的种子细胞向成骨细胞多向分化的通路途径方面存在争议,所以,对ERK信号转导通路在人脐带间充质干细胞向成骨细胞的分化作用仍有一定的研究空间。相信在不久的将来,通过对人脐带间充质干细胞向成骨细胞分化作用研究的进一步深入,有望使人脐带间充质干细胞应用于骨组织工程的希望成为可能,为面部严重骨性损伤的患者和先天发育畸形的患儿带来福音。
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