全 文 ：中药诱导干细胞定向分化的研究进展
胡　俊1, 黄秀榕1, 祁明信2, 杨丽英1Ξ
(11 福建中医学院 病理生理研究中心, 福建 福州　350003; 21 福建省第二人民医院 眼科, 福建 福州　350003)
摘　要: 近年来, 大量实验研究表明多种中药对干细胞的定向分化有调控作用, 这些发现不仅为干细胞的定向分化
开辟新的途径, 而且对于中药作用机制的研究、中药新药的研制开发、某些疑难疾病防治水平的提高等都具有重要
意义。现就有关中药诱导干细胞定向分化的研究进展进行综述。
关键词: 中药; 干细胞; 定向分化
中图分类号: R 282171015　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2005) 01 0147 03
Advances in stud ies on comm itted d ifferen tia tion of stem cell
induced by Ch inese ma ter ia m ed ica
HU Jun1, HUAN G X iu2rong1, Q IM ing2x in2, YAN G L i2ying1
(11Pathophysio logic R esearch Center, Fu jian Co llege of T radit ional Ch inese M edicine, Fuzhou 350003, Ch ina;
21Oph thalm ic D epartm ent, the Second Peop le’s Ho sp ita l of Fu jian P rovince, Fuzhou 350003, Ch ina)
Key words: Ch inese m ateria m edica; stem cell; comm it ted differen t ia t ion
　　干细胞 ( stem cell) 是指具有自我更新、高度增殖及多分
化潜能的细胞, 它能产生出表型与基因型完全相同的子细胞,
是机体其他细胞的起源[1 ] , 即干细胞是一种具有多分化潜能
和自我复制的早期未分化细胞。在特定条件下, 它可分化成不
同的功能细胞, 形成多种组织和器官。按干细胞的分化潜能,
可将其分为如下几类: (1) 全能干细胞, 具有自我更新并分化
为任何类型组织细胞的能力, 如受精卵和胚胎干细胞 (em bry2
onic stem cell, ESC) ; (2)多能干细胞, 属分化方向已确定的
干细胞, 如神经干细胞、造血干细胞等; (3) 定向祖细胞 (com 2
m itted p rogen ito r) , 是多能干细胞分化的下游细胞, 其分化和
自我维持、自我更新能力受限, 如造血祖细胞; (4) 前体细胞
(p recurso r) , 指在发育过程中较另一细胞更早期的细胞, 又称
专能干细胞, 即只能向某一类型细胞分化, 如神经前体细胞。
干细胞作为一类既有自我更新能力 ( self2renew al) , 又具有多
分化潜能 (m ult ilineage differen tia t ion)的细胞, 具有非常重要
的理论研究意义和临床应用价值。但是如何诱导干细胞分化
成为人们所期待的组织或细胞, 是目前干细胞研究领域的重
要环节。近年来国内外学者[2～ 5 ]采用生长因子, 如脑源性神经
生长因子 (b rain2derived neuro troph ic facto r,BDN F)、碱性成
纤维生长因子 (basic fib rob last grow th facto r, bFGF ) 等; 抗
氧化剂, 如 Β2巯基乙醇 (Β2m ercap toethano l, Β2M E )、二甲亚
砜、硫代甘油等; 及增加胞内环磷酸腺苷 (cyclic adeno sine
monopho sphate, cAM P)等定向诱导干细胞的分化。干细胞的
研究同样也为中医药现代化研究带来了新的切入点, 中药对
干细胞定向诱导分化的研究, 有助于了解中药的作用机制, 为
中药的临床应用提供理论基础。本文就近 5 年来中药对干细
胞诱导分化的研究进展作一综述。
1　中药复方诱导干细胞分化
中药复方是天然的组合化学库。大量的实验研究表明,
很多中药复方具有良好的诱导干细胞分化的作用。由于神经
干细胞 (neural stem cell, N SC) 及 ESC 主要取自流产胎儿
的脑组织, 存在一定伦理道德问题。而近年来的研究发现, 骨
髓间充质干细胞 (m esenchym al stem cell,M SC) 是骨髓中的
一类干细胞, 具有多向分化潜能[2～ 4 ] , 取材方便, 体外培养能
迅速扩增, 体内植入反应较弱, 与宿主神经组织能良好整合
并长期存活等优势[5 ]。目前中药诱导分化干细胞的研究以
M SC 为主, 少数涉及到 N SC、造血干细胞 (hem atopo iet ic
stem cell, H SC)等。
项鹏等[6 ]报道用含复方丹参注射液 (含丹参和降香) 及
硫 代甘油的培养基分别诱导成人M SC (hum an M SC,
hM SC)分化, 均诱导出神经元样细胞。免疫组化显示神经干
细胞标志物巢蛋白 (nest in)、神经元特异性标志物中分子量
神经丝蛋白 (neurofilam ent2M , N F2M , 1. 6×105)、神经元特
异性烯醇化酶 (neuron specific eno lase,N SE)均阳性, 而星形
胶质细胞 (astrocyte) 标志物胶质纤维酸性蛋白 (glia fiber
acid p ro tein, GFA P)阴性。虽然丹参组的细胞诱导率比硫代
甘油组略低, 但其细胞存活时间较长。推测复方丹参注射液
的有效成分丹参酮或总丹酚酸的抗氧化作用可能与其定向
诱导机制有关。黄慧等[7 ]用香丹注射液 (含丹参和降香)定向
诱导大鼠M SC (rat M SC, rM SC)分化为神经元样细胞, 推测
·741·中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2005206202
作者简介: 胡　俊 (1981—) , 男, 江西省修水县人, 现为福建中医学院 2004 级病理学与病理生理学专业硕士研究生, 研究方向为白内障的
基础与临床研究。　T el: (0591) 83570171　E2m ail: tcm ihu jun@ 163. com
丹参的水溶性成分丹参素的抗氧化作用可能是产生定向诱
导的主要原因之一。其可能机制是丹参素能抑制环核甘酸磷
酸二酯酶的活力, 提高胞内 cAM P 环核甘酸水平, 后者进一
步激活蛋白激酶A (p ro tein k inase A , PKA )、p 38ER K1ö2 等
信号传导, 最终引起神经突起发生和延长。另外, 丹参素也可
能通过刺激M SC 产生白细胞介素而诱导或参与M SC 定向
分化为神经元样细胞。
武衡等[8 ]应用血清药理学方法证实, 脑溢安 (钩藤、生地
黄、牡丹皮、三七、地龙等) 含药血清具有促进大鼠海马M SC
向神经元方向分化的作用, 提高N SC 分化为神经元的比率,
此外尚具有促进神经细胞存活的作用。并认为脑溢安通过影
响M SC 的增殖、分化、移行来促进神经元再生、提高神经功
能恢复水平。姚晓衡等[9 ]报道参芪液 (含党参和黄芪)可在体
外诱导 hM SC 分化为神经元样细胞。参芪液具有补中益气、
生津养血的功效, 可以促进正常机体生长, 有抗氧化、增强免
疫和抑制细菌的作用。
2　单味中药诱导干细胞分化
刘金保等[10～ 12 ]采用多种单味中药 (当归、人参、天麻、黄
芪等) 诱导 rM SC, 1～ 3 h 后, 其中大部分 rM SC 分化为神经
元样细胞, 其转化率分别为当归 ( 74. 2± 3. 8) %、人参
(69. 3±4. 1) %、天麻 (75. 3±4. 1) %、黄芪 (93. 7±2. 3) %。
陈东风等[13 ]报道 rM SC 经龟板含药血清体外诱导后分化的
神经元样细胞N F 表达阳性, 诱导 12 h 后, 神经元样细胞阳
性率达到高峰, 细胞存活时间较长, 至第 7 天仍有神经元样
细胞存活。在干细胞具先天属性新理论指导下, 张进等 [14 ]采
用龟板水煎液体外诱导 rM SC 分化为M SC, 但没被诱导为
神经细胞。他认为中医学的“精”在内涵上与干细胞有很大的
相关性,“先天之精”与干细胞的基本属性较相似, 补肾法可
促进干细胞之间的相互转换, 并提出干细胞具先天之精属
性, 是先天之精在细胞层次的存在形式。
3　中药有效成分或部位诱导干细胞分化
311　诱导骨髓M SC 分化为神经细胞
31111　抗氧化剂: 贾延 等[15 ]首次采用黄芩苷诱导 rM SC
在体外分化成为神经细胞, 多数细胞表达N SE、N F, 黄芩苷
与 Β2M E 相比, 虽然在早期诱导效果不如 Β2M E, 但是长期效
果优于 Β2M E, 且细胞存活率较高。
夏文杰等[16, 17 ]选用第 5、10 代的M SC 以 bFGF 预诱导,
再用丹参酮Ê A 和隐丹参酮诱导, 发现大部分M SC 可转变
为神经元样细胞, 并有轴突和树突出现, 多个神经元之间可
形成网络。前者诱导的神经细胞表达N SE、N F2M , 提示该细
胞可能尚处于神经元前体细胞阶段; 后者诱导的神经细胞表
达N SE、高分子量神经丝蛋白 (neurofilam ent2H , N F2H 2×
105) , 提示神经元趋向成熟。并推测两者的诱导机制可能与
其抗氧化作用有关。
31112　钙离子拮抗剂: 川芎嗪是从川芎中提取的一种生物
碱单体, 是一种新型的钙离子拮抗剂, 对中枢神经系统 (CN )
有镇静作用, 可保护视神经, 促进骨髓移植后造血重建等作
用。川芎嗪可体外诱导 rM SC 分化为神经元样细胞, 诱导后
的神经元样细胞初步观察可存活 5 d。三七总皂苷是从五加
科人参属植物三七根提取的有效部位, 也是一种特异性钙离
子通道阻断剂, 可抑制钙离子内流, 减轻脊髓和视神经损伤
过程中由于钙离子内流所引起的损伤, 对神经元有保护作
用。两者能诱导 rM SC 向神经元样细胞分化是否与阻断钙离
子通道有关, 其诱导分化的机制及其信号传导通路, 诱导分
化后的神经元样细胞是否具有神经元的功能等问题仍有待
今后进一步研究[18, 19 ]。
31113　其他: 麝香多肽 (m usk po lypep tide,M u2p ) 是从天然
麝香中分离提纯的一种有抗炎作用的酸性糖蛋白, 是麝香的
水溶性成分; 麝香酮 (m uscone,M u2n) 是麝香的脂溶性成分。
肖庆忠等[20, 21 ]用含M u2p 或M u2n 的培养基体外定向诱导
第 5～ 10 代 rM SC, 结果发现细胞突起伸出, 形似神经元, 免
疫组化同样显示诱导出的神经元样细胞N SE、N F、巢蛋白表
达阳性, GFA P 阴性。神经元样细胞计数分析发现M SC 经
M u2p 诱导后, N SE 和 N F2H 阳性细胞的比例分别高达
93. 5%和 88. 2%。而含M u2n 的培养基却无上述变化。表明
M u2p 能在体外诱导 rM SC 定向分化为神经元样细胞, 而
M u2n 却无此能力。研究中所诱导得到的神经元样细胞可在
体外存活时间较长 (7 d 后仍有约 10% 的神经元存活)。同时
应用所获得的神经细胞进行了大鼠脊髓横断性损伤和大鼠
帕金森病的细胞替代治疗发现其可重建相应的神经功能, 证
明其在体内发挥了相应的神经细胞功能, 因此推测研究中所
获得的神经元样细胞极有可能是有功能的神经元。M u2p 的
诱导机制可能与其对神经细胞生长分化和突起生长的调节
作用以及其具有抗氧化、抗损伤作用有关。
绞股蓝总皂苷是从葫芦科植物绞股蓝中提得的一类皂
苷类化合物, 具有抗肿瘤、抗突变诱变、增强机体免疫力、延
缓衰老的作用, 对小鼠脑皮层神经元缺糖缺氧致损伤具有保
护作用。董燕湘等[22 ]用绞股蓝总皂苷诱导 rM SC 分化为神
经细胞, 分化率达 90% , 所得的神经细胞能长期存活 3 周左
右且形态仍保持不变, 可能与绞股蓝对神经细胞的保护作用
有关。并在实验中观察到 rM SC 培养时自发出现神经细胞,
推测骨髓中可能存在神经干细胞。
312　诱导M SC 分化为神经细胞: 张艳军等[23 ]研究证实具
有清热泻火作用的黄芩、栀子提取物中黄芩苷、栀子苷可诱
导M SC 特异性分化成非成熟神经元, 与具有活血化瘀作用
的三七提取物中三七总皂苷及补气作用的黄芪提取物中黄
芪甲苷联合应用, 可以明显提高成熟神经元比例。
三七总皂苷在离体能够促进胎鼠皮层M SC 分化为神经
元特异性微管蛋白 (T u j21)、N F 阳性的神经元和波形蛋白
(vim entin)、GFA P 阳性的胶质细胞, 阳性细胞聚集成团, 其
组成细胞大小不等, 提示它们可能还未充分成熟, 处于分化
的不同阶段。研究结果显示, 与对照组比较三七总皂苷促进
bFGF、BDN F 在原代培养胎鼠皮层细胞中表达, 神经营养因
子对N SC 的增殖分化起着重要的调控作用, 并推测三七总
皂苷可能通过促进胎鼠皮层N SC 或前体细胞 bFGF、BDN F
自身合成增加 (bFGF、BDN F 通过自分泌或旁分泌相互作
·841· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
用) , 以满足其存活、增殖、分化和自我更新的需要[24 ]。Bang
等[25 ]采用从三七中提取的人参皂苷 R d 诱导N SC 分化为星
形胶质细胞, 而三七中的其他成分人参皂苷 R g1、R b1、R e 与
三七皂苷R 1 的混合物无此诱导作用。
313　CD +34造血干ö祖细胞分化为粒系细胞、红系细胞: 金锦
梅等[26 ]报道, 采用含人参皂苷 (ginseno sides, GS) 的无血清
培养基诱导人脐血 CD +34造血干ö祖细胞分别向红系或粒系
定向分化, 不同质量浓度的 GS 诱导 14 d 后, 细胞表面表达
CD +33细胞随 GS 的质量浓度升高而增加, GS 50 ΛgömL 时以
CD +15细胞数最高。这些表面标记的变化说明 GS 具有诱导祖
细胞分化的作用, 且对粒系细胞的作用强于红系祖细胞。
三七皂苷 (P anax notog inosid es span ins, PN S) 是五加
科人参属植物的主要活性成分, 研究表明, 在诱导粒细胞分
化的培养体系中适宜浓度的 PN S 可促进人骨髓CD +34造血干
细胞向粒系细胞定向分化。粒系表面标记 CD +33和CD +15的细
胞百分比无明显高于无 PN S 的对照组, 而红系细胞则没有
明显的诱导分化作用, 红系细胞表面 CD +71和 G2A + 细胞百分
比与对照组无明显差别[27 ]。
4　评价与展望
干细胞技术无疑将推动医学界一场新的革命, 而中医药
要走向世界, 走向现代化, 无疑也需与现代生物医学新技术、
新领域相结合。中药诱导干细胞定向分化是近年来一个新兴
的研究领域, 由于传统中医理论本身重整体轻微观的原因,
从干细胞领域研究中医基础理论的工作还相对较少, 使用中
药诱导干细胞定向分化的研究工作才刚刚起步, 其诱导机制
有待进一步深入研究。中药有着来源广、价廉、副作用小等优
势, 对干细胞长期生长分化无毒且有利于分化后细胞活体移
植。另外建立中药诱导M SC、N SC 等干细胞转变为神经细胞
的体外模型, 对研究脑的发育和分化以及神经系统疾病的治
疗也有重大价值。
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