研究背景：骨髓中除了造血干细胞(Hematopoietic stem cells，HSCs)以外还有一种干细胞，由于其来源于间充质，并具有间充质细胞的分化潜力，故称之为间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)；由于其在骨髓中可分化为支持造血细胞的基质细胞，故又称之为基质干细胞(Stromal stem cells)。近几年的研究发现，骨髓间充质干细胞具有可塑性，在特定的条件下可分化为各胚层来源的组织细胞，称为横向分化(transdifferentiation)，这一发现不仅对于细胞生物学理论的发展有重大意义，对于各种因素导致的组织和器官缺损性、退行性病变以及遗传缺陷性疾病的细胞替代治疗也具有深远的影响。另外，由于骨髓MSCs易于分离培养和体外扩增，可自体移植无免疫排斥反应等特点，因此近年来骨髓MSCs替代治疗已成为医学界乃至整个生命科学领域的研究热点。目前，骨髓MSCs替代治疗方式主要有两种：一种是自体动员，另一种是细胞移植。不论是动员还是移植骨髓MSCs，其与血管内皮细胞或组织细胞及细胞外基质的粘附都是其发挥修复治疗作用首要的一步。因此，探讨骨髓MSCs的生物学及分子学基础就显得尤为重要。研究证明粘附分子在细胞与细胞、细胞与细胞外基质间粘附过程中起着重要的作用，然而其在骨髓间充质干细胞中的表达及其意义目前尚无统一认识。目前，大鼠作为最常用来研究干细胞分化、移植的实验动物之一，其骨髓MSCs粘附分子表达的研究报道甚少。骨髓MSCs分离培养和体外扩增是进行骨髓MSCs研究的前提，因此，我们设计并进行了如下两部分实验研究：目的：观察细胞外基质——多聚赖氨酸对大鼠骨髓间充质干细胞(rat marrow mesenchymal stem cells，rMSCs)生长特性的影响，探讨骨髓间充质干细胞的提取、分离培养和体外扩增的最佳条件。方法：采用全骨髓直接贴壁法获得原代rMSCs，分别接种于涂布和未涂布多聚赖氨酸的培养器皿上，显微镜下观察细胞生物学形态及生长状态，计数不同时间细胞贴壁数目，流式细胞术分析细胞周期。结果：rMSCs在用多聚赖氨酸处理过的培养器皿上贴壁、增殖都较普通组快，细胞形态好，传代细胞呈均一的长梭形，呈漩涡状或梳状生长，为典型的MSCs形态；细胞活力和长势较普通组活跃。结论：(1)细胞外基质多聚赖氨酸能明显促进rMSCs的贴壁和增殖，有助于rMSCs的体外扩增培养。(2)本实验方法能比较容易地获得大量高纯度的MSCs。第二部分：VCAM-1、ICAM-1在大鼠骨髓间充质干细胞中的表达及其意义目的：探讨血管细胞粘附分子(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)与细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)在大鼠间充质干细胞中的表达及其意义。方法：采用第一部分的培养方法获得rMSCs，将培养的rMSCs分为两组，其中一组用浓度为10 ng／ml的TNF-α12 h，另外一组不加任何细胞因子作为空白对照。然后分别采用免疫细胞化学方法从蛋白水平对VCAM一1和ICAM-1进行定位分析，免疫荧光直标法在流式细胞仪上检测细胞表面VCAM-1、ICAM-1的表达率，RT-PCR法检测细胞VCAM-1、ICAM-1 mRNA的表达。结果：生理状态下，rMSCs较低表达VCAM-1，而完全表达ICAM-1；TNF-α刺激rMSCs后，细胞VCAM-1的表达显著增高(p＜0.01)，ICAM-1的表达没有变化。结论：1．大鼠骨髓间充质干细胞低表达VCAM-1，完全表达ICAM-1。2．TNF-α可诱导rMSCs显著增高VCAM-1的表达，而不影响ICAM-1的表达；提示VCAM-1可能在MSCs替代治疗初始阶段中发挥重要作用。