骨髓各系血细胞的发育分化

间充质干细胞（MSCs）可来源于骨髓、脐带血、脂肪和肌肉组织。骨髓MSCs主要来自成体骨髓的间质微环境中。MSCs是单胚层多能干细胞，在特殊条件下，MSCs能够分化为许多中胚层组织，包括骨、软骨、脂肪和肌肉。最近研究显示骨髓MSCs能够跨胚层分化，分化为各种不同的细胞类型。不同的因子，特别是在细胞活素、生长因子、神经营养因子和维A酸下显示体外神经细胞的诱导。神经诱导分化的骨髓MSCs体内移植有能力在小鼠体内调整突触向外生长。MSCs的跨胚层分化潜能为治疗一些疾病提供了巨大可能，这些疾病局部组织现有的特殊胚层干细胞不存在或不可用。要让MSCs在内耳细胞治疗中作为一种有用的来源，这些细胞必须具有从中胚层向神经源性细胞方向转分化的潜能。一些研究探讨了MSCs向神经源性细胞方向的分化。

（一）MSCs的表面抗原特征

虽然MSCs的巨大分化潜能已经基本明确，但是本集落鉴定还比较困难，并存在争议，因为骨髓MSCs是比较少的群落，目前没有标记物确定为这些细胞的唯一性鉴定物。

用来鉴定来自人类骨髓MSCs的标记物主要包括CD13、CD29、CD31、CD44、CD54、CD63、CD73、CD105、CD106、CD140b、CD166和stro1。不同研究者之间比较显示，大多数亚型包括CD29、CD105，或者二者均包括。虽然这些标记物被组织应用，但是对于MSCs的最佳标记物仍没有统一标准，推测可能由样本来源、培养技术和培养基构成差异引起，或者是由获得MSCs的供体年龄和免疫表型差异引起。由于不同的抗体亚型可能选择性分离不同的细胞类型，因此对于来自不同实验室的数据进行比较和评估有一定困难。

（二）MSCs分泌的生长因子

培养的MSCs能够分泌一些生长因子，包括促血管生成因子、抗细胞凋亡因子、促有丝分裂因子、血管内皮生长因子、干细胞生长因子、肾上腺素和胰岛素样生长因子。这些生长因子包括一些耳蜗保护因子，其中干细胞生长因子是一种多效性物质，对细胞具有促有丝分裂、动力产生和细胞成形等多种活性。在耳蜗和蜗轴干细胞生长因子可以通过其抗细胞凋亡机制阻止内耳毛细胞和螺旋神经节细胞的缺失，另外其表达对听功能的恢复也是有效的。局部胰岛素样生长因子可以通过生物可降解水凝胶保护耳蜗免受声刺激损伤。血管内皮生长因子是一种血管渗透性调节前血管生成因子，具有神经保护特性。血管内皮生长因子与其受体调节是噪声反应中神经保护机制的一部分。

（三）MSCs向内耳细胞的分化

为了让这些细胞成为内耳细胞治疗有效来源，MSCs必须具有从中胚层向感觉性细胞分化的能力。由于NSCs和ESCs应用都存在有局限性，因此，近年来骨髓MSCs向内耳细胞分化研究受到更多重视。虽然目前只局限在基础研究阶段，但作为内耳细胞的另一来源，可用来修复内耳损伤细胞，使其具有更广阔的应用前景。

1．向内耳细胞分化的体外研究　Kondo等分离MSCs并在加有维A酸和刺猬蛋白的培养基中进行培养，诱导MSCs分化成为神经元前体细胞并表达nestin。接着在培养基中添加bFGF，扁平的MSCs变为圆形的细胞体并出现神经样突触。Jeon等利用生长因子刺激Math1的表达，发现骨髓MSCs能够被诱导成类毛细胞。骨髓内感觉神经性前体细胞甚至在Math1表达不存在的情况下，通过与感觉上皮细胞联合培养而转化为感觉细胞。NSCs转染后14d，RT－PCR显示细胞群存在于感觉上皮区并有p27Kip1、Brn3c、jagged2的表达，成熟毛细胞标记物myosinⅦa和espin表达提高，支持细胞标记物S100A、p75Trk、claudin14、connexin26 和Notch1的表达也被检测到，提示前体细胞能够产生类毛细胞和支持细胞。

2．向内耳细胞分化的体内研究　研究者将骨髓MSCs移植到内耳，探讨其在内耳中的存活、迁移和分化潜能。Jessica将小鼠骨髓MSCs用包含有GFP、Math1和毛细胞间蛋白的质粒转染后移植到鸡胚中，结果显示移植细胞在鸡胚中存活，其中一些细胞融合到耳周间充质，但不表达任何毛细胞标记物。Sharif等将骨髓MSCs注入小鼠正常耳蜗的外淋巴区域，2周后组织学分析显示移植细胞位于耳蜗组织，部分细胞表达connexin26。Naito等描述了通过蜗轴注射途径将MSCs自体移植到用庆大霉素处理后的成体灰鼠内耳中的结果显示移植后3周，MSCs位于蜗轴、前庭阶、鼓阶、螺旋韧带和血管纹处，其中蜗轴处细胞表达NF200和GFAP。这些发现显示骨髓MSCs具有传递治疗基因和恢复耳蜗细胞的潜能。另外，对自身免疫性内耳疾病和老年性聋的动物模型研究显示MSCs移植能重建听力。Iwai等应用MSCs移植后24周听觉脑干反应检测证实自身免疫性听力损失实验动物表现与正常动物同样的听阈，这比耳聋动物不接受骨髓移植的要好。Iwai等研究还显示骨髓移植能够阻止老年性聋毛细胞和螺旋神经节细胞的凋亡。Kamiya等采用线粒体毒素造成大鼠耳蜗局部纤维细胞的急性凋亡，然后将培育的MSCs灌注到受损耳蜗小鼠内耳外半规管，结果发现MSCs在耳蜗内发生迁移，在损伤区域外侧壁检测到移植细胞，检测听力有显著性恢复。

MSCs也存在于脂肪组织中，与其他干细胞一样，这些脂肪来源的MSCs在体外可转分化为神经源性细胞。Safford等从人的脂肪中分离干细胞，培养1d后，这些细胞表达神经性前体细胞标记物nestin。进一步添加bFGF和EGF后，神经性前体细胞形态上更类似神经元。脂肪MSCs来源的神经性细胞在培养基中存活不能超过2周，因此尽管脂肪来源干细胞具有转分化能力，但是如果能够证实它们能够在内耳干细胞治疗中是一种有效的来源，需要改善这些细胞的培养条件来延长它的存活时间。