干细胞是一种未分化的人口,能够无限的自我更新和分化的一个或多个血统生产专门的细胞类型( 1]。产生许多细胞类型的能力 在体外凸显了其重要性的特征之一是用于细胞疗法。最早的干细胞在人体内,受精卵,是全能的,有能力分化成人体的所有细胞类型,以及组织支持胚胎。当受精卵发育成人类胚胎的细胞,分化能力下降血统变得更加有限( 2]。

成体干细胞,也称为成体干细胞,位于人体的许多组织并被要求通过修复和再生组织恢复正常功能 在活的有机体内例如,卫星细胞肌肉组织 。他们存在于一个静止状态直到激活介质的伤害或疾病。成体干细胞占一小部分细胞组织和成熟细胞包围,已达到分化过程的结束,没有增殖或分化的能力 3]。成体干细胞在临床应用的使用正在调查进一步限制和伦理问题围绕胚胎干细胞的使用。成人间充质干细胞(msc)是适用于临床应用发现了他们坚持塑料,繁殖和分化 在体外,适合移植的特性:低免疫原性和免疫抑制特性,由于低或没有HLA-2标记在细胞表面的 4, 5]。目前他们已经被证明有可能增强心血管的治疗( 6)、神经( 7),和肌肉骨骼障碍( 8)分化成心肌细胞和血管细胞,神经元和glial-like细胞,软骨细胞,分别。

早期Friedenstein等人的研究报道,从骨髓msc孤立,被发现是类似成纤维细胞( 4, 9, 10]。这些细胞被单独使用,坚持塑料在文化、广泛和复制 在体外。已经表明这些细胞多能干细胞,分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞,移植时回来 在活的有机体内( 11, 12]。以及从骨髓msc的隔离,其他来源包括脂肪( 13),骨骼肌( 14),滑膜( 15和滑膜脂肪垫 16)也被报道含有msc multilineage分化的能力。

msc显示伟大的能力用于临床应用;然而,当他们在非常低的数字在成人组织,扩张 在体外需要达到所需的数字之前在临床应用中使用。我们还没有建立一个清晰的理解如何有效优化MSC扩张,许多报纸报道等结果的差异作为供体的年龄如何,捐赠者的性别,播种密度可以影响细胞增殖率。影响因素优化的msc可以分为患者年龄和性别等因素,以及细胞培养使用播种密度等因素。这个评论文章看看年龄、性别和播种密度影响成人的间充质干细胞的增殖。

好坏参半的结果已发表在现有文献关于捐赠的时代影响间充质干细胞膨胀率。许多报道一个增殖率和年龄成反比关系;然而,其他人都没有关系。大多数文献利用bmsc当看年龄的影响,几个论文使用infrapatellar脂肪——pad-derived干细胞。

汗等人研究了滑膜脂肪垫msc的增殖率两组患者的平均年龄57和86年,发现两组之间没有显著差异在细胞增殖在五个时间点(天2,4,6,8,10)( 17]。这一趋势也被支持的许多论文调查年龄的影响使用骨骨髓来源间充质干细胞(bmsc)。Phinney等人发现了十二倍患者调查bmsc的生长特性之间的差异从17岁健康的病人19-45岁;然而,这种差异与供体年龄无相关性( P < 0.05 )[ 18]。苏瓦等人和Scharstuhl等人bmsc提取股骨颈和轴的,分别的时候人工髋关节置换术( 19, 20.]。苏瓦等人报道变量结果所需的时间达到第一段,指数细胞生长,倍增时间,再和最大细胞扩增,但这些变化被发现是由于年龄差异的捐助者。类似的样本容量为98,Scharstuhl等人也报告说,增殖能力与随着年龄老化关联扩散后维护。

另一方面,巴克斯特等人报道严重降低增殖能力与较慢的增长速度在一群59 - 75岁患者相比0-18岁( 21]。这是由其他研究发现,倍增时间几乎2倍长在老年患者相比,年轻的( 22, 23]。“年轻”培养bmsc / 4个月(7 - 18岁),“成人”(19-40岁),和“年龄”(> 40岁)患者从后髂嵴,Stolzing等人发现增殖率之间的差异从星期5在文化、描述的增殖率“岁”bmsc开始减少,生长曲线开始高原 24]。另一方面,伴着“成人”患者继续增加增殖率在整个文化4个月。“年轻”的bmsc只调查了超过人口倍增,在那里他们还显示一个模式随着时间的推移增加增殖率。这些发现也支持Dexheimer et al .,他发现了一个显著的增殖率下降与年龄相关的bmsc从年长的年轻患者相比 25]。克隆可扩展性也随着年龄的增长而减少细胞从一个80岁的病人产生一半的数量从20岁的bmsc的克隆。

有趣的是,同时调查年龄对MSC增殖的影响从滑膜组织脂肪垫,一项研究探讨这种关系在八个不同播种密度:50,250,500,1000,2500,5000,750,10000细胞/厘米²( 26]。非常不同的结果发现,有5个播种密度(250,500,5000,7500细胞/厘米²)显示,有一个年龄下降的人口倍增,而10000细胞/厘米²显示与年龄相关的增加人口倍增和两个密度(2500和1000细胞/厘米²),与年龄无相关性。甚至不同的结果相同的一组细胞之间在不同播种密度表明,msc的属性和它们是如何改变不正确理解。它还表明扩散会受到许多因素的影响,在更多的研究需要进入提供知识msc是如何受到一系列因素的影响。

现在还不知道是否老化msc是由于内部因素在周围组织细胞或因素。人们已经发现,减少蛋白聚糖的合成和粘多糖在周围组织的结果减少了msc的增殖和生存能力 在活的有机体内( 27]。同时,先进的糖化终端产品的生产(年龄)抑制msc的增殖激活细胞凋亡和活性氧(ROS)的生产( 28]。相比之下,周等人认为内在因素可能负责bmsc与年龄相关的变化( 22]。他发现有一个4倍数量的增加有利于senescence-associated msc β牛乳糖(SA - β加)和增加p53的表达及其通路基因(p21和伯灵顿),负责协调降低扩散的潜力。它也建议p16INK4a分子的表达,一种抑制剂的到和CDK6促进扩散,随着年龄的增加( 29日]。msc年长的病人也发现更多的凋亡的生理老化对msc诱导衰老的影响( 22]。

老龄化的影响在MSC仍存在争议的性质不一致的结果,即使使用相同的源类型和MSC病人。调查是很重要的时代如何影响间充质干细胞的增殖率提供知识是否干细胞疗法可以通过实现对老年患者自体修复。这个问题已经成为非常重要的与人口老龄化,肌肉骨骼疾患的患病率正在增加。一些研究也表明,高扩散率与成骨的走强,chondrogenic,和脂肪形成的分化潜能,修复受损或患病的肌肉骨骼组织的关键( 25]。变量可能是由于研究结果有一个限制年龄范围由于病人群体,研究在不同年龄范围为“年轻”和“老”类别,或没有一个足够大的样本容量为年轻患者不少研究使用bmsc提取在髋关节置换,平均发生更频繁的老年人口。变量之间的研究结果要求承担更多的工作在这个问题上得到一个清晰的想法供体年龄如何影响MSC增殖率。特别是,不同来源的MSC应该调查,也许,如果发现老化影响MSC扩张,然后一个源可能是影响较小,更适合细胞基于治疗老年人口。

没有文学的影响性别对MSC增殖潜力,作为大多数论文组男性和女性患者的结果。MSC培养技术,如持续时间和胶原酶的浓度和最佳收获网站最大产量变化之间的男性和女性( 30., 31日]。修梅克等人用脂肪干细胞(ADSCs)发现ADSC接受最有效和0.2%胶原酶消化脂肪组织孵化时1小时为男性,而一夜之间从女性消化更有效的组织( 31日]。女性比男性有更高收益率的msc还报道,女性有平均2.05±1.46 log-million细胞相比,1.44±1.62 log-million细胞从男性。这个,连同其他知识干细胞有雌激素和雄激素受体,表明可能有性别差异对于MSC增殖。雌性激素和雄性激素的雌激素水平越高的男性被认为是男性和女性的差异msc(负责 30.]。大多数研究表明,雄激素对干细胞的功能有抑制作用( 32],而雌激素有兴奋作用控制水平的细胞因子和生长因子的生产在msc ( 33]。还发现了雌激素对胚胎干细胞移植受体的表达(ERb)时代,增加生产17 b -雌二醇激活MAPK和cyclin-dependant激酶(cdk),中间体在细胞周期( 34]。

尽管一些研究建议和发现,Dexheimer等人没有发现性别差异在MSC的频率和扩张nonclonal从骨髓MSC的人群 25]。作为性别可能是一个因素的影响达到所需的细胞数量,研究调查的影响性别对msc的属性需要承担。这将有助于使提取和扩张的msc对所有患者进行细胞疗法更有效,因为这可以从男性比女性中提取更多的组织,如果女性有更高的收益率作为修梅克等人报道。同时,更多的工作应该调查的首选分离和培养技术msc男性和女性患者以确保msc的最高产量从组织中提取源。

虽然有限,但文献表明,播种密度对细胞增殖率有影响。都等人发现bmsc播种在较低密度比密度更高,更快的扩散与msc 100细胞/厘米²达到他们的目标的2亿个细胞,4.1天的速度比细胞被播种在更高的密度(5000细胞/厘米²)[ 35]。进一步降低播种密度低于100细胞/厘米²也显示,增殖率进一步提高。类似的关系被发现矿脉et al .,在调查的影响播种密度对三维支架( 36]。他们发现,播种密度最高 1 × 10 6 cell /厘米²导致增加最小的细胞数量最低的播种密度相比,在细胞数量大量增加。极低密度(0.5 - -12细胞/厘米²显示single-cell-derived殖民地代表细胞数量的大小,因此扩散率,是播种密度成反比( 37]。另一项研究观察四种不同播种密度对bmsc也结果与前面的结果一致。10天后在文化、bmsc播种在2500年,250年,25岁和2.5细胞/厘米²平均结果为2.72±0.48,4.8±0.42,6.7±0.53,7.6±0.97人口倍增,表明细胞密度较低有更快的增殖率比更高的密度。显著提高人口倍增被认为2500年至250年,以及250年和25 ( P < 0.05 )。另一方面,尽管更多的人口倍增发生在低密度,没有显著区别使用25 - 2.5细胞/厘米²。他们还表明,播种密度并不影响细胞本质上是所有的细胞都有相同的细胞表面标记描述概要文件( 38]。这一趋势已被证明发生在骨髓msc不仅来自不同组织的位置,确认播种密度对增殖率有显著影响。Mochizuki等人进行的一项研究探索最佳播种密度对骨髓、滑膜、骨膜、脂肪和细胞骨架肌源性间充质干细胞。测量细胞生长和集落形成使用结晶紫染色时,他们发现所有msc蚁群的规模更大更低播种密度比较高;例如,msc源自滑膜组织显示小菌落大小或细胞播种10时14天之后变得模糊⁵和10⁶细胞/ 60厘米²,而播种密度为10³或10⁴细胞/ 60厘米²。结果表明,所有来源的最佳播种密度10³或10⁴细胞/ 60厘米²或 10 3 / 10 4 细胞每厘米²伴着。除了类似的趋势被认为当细胞被播种在50个/厘米²生产更高的细胞累积数量比5000细胞/厘米²。他们还建议,播种密度和总细胞倍增时间会影响衰老的细胞。滑膜脂肪垫中msc观察结果是一致的与bmsc [ 39]。

细胞的低增长率播种在更高的密度可能是由于接触抑制。解释了高增长率较低密度小和agranular细胞的存在,也称为回收干细胞,在滞后阶段,这一现象在日志的指数增长阶段(大细胞 37]。日志阶段被发现在细胞持续较长的时间,播种密度较低,因此更多的人口倍增发生由于长指数增长阶段( 40]。更高的增长潜力较低的播种密度也可能由于更多的可用性的营养细胞。

找到最佳播种密度最大扩张都是有用的实验室调查以及潜在临床应用细胞培养过程耗费的时间可能会少,细胞培养污染的风险,减少感染或损失在细胞培养的特点,除了使过程更符合成本效益。这些研究表明,快速扩张到足够数量的细胞临床应用程序可以通过使用播种密度较低。许多论文发现,msc的来源都有一个更快的增殖率/人口倍增播种密度较低,如果找到一致的关系之间的年龄供体和增殖率或性别和增殖率,那么也许播种密度可以用来补偿和被用来加速扩张的临床应用msc。

本文观察了一些因素,如年龄和性别的捐赠以及播种密度可以影响临床应用MSC扩张。同时研究不同意对MSC老化的影响,更多的工作应探讨年龄对众多MSC来源的影响,希望可以找到一个一致的关系。识别的关系将使细胞培养技术是用于扩张的msc特定年龄段的病人,没有增加感染的风险最小化时间在细胞培养的文化。性别也是一个因素,应该充分调查,暴露于不同浓度的激素可能改变msc的属性。年龄和性别如何影响MSC增殖的研究应该确保除了因素被调查患者都伴随性别、年龄、社会因素、病史、和慢性疾病,以确保所有的结果不是由于潜在的混杂因素。相比之下,播种密度显示一致的结果在许多研究以及众多MSC来源。播种密度之间的关系和msc的增殖率发现,年龄和性别的关系也在调查后,播种密度可能被用来弥补病人因素的影响导致msc的迅速扩张。