【摘要】脐带血中存在着丰富的造血干细胞，在移植方面发挥重要作用，在脐血中是否还存在间充
质干细胞却有争议，有的学者认为其中有间充质干细胞，且与骨髓间充质干细胞（-.=.’>?8-7: =(.- >.::=2
@AB）的形态、表面标志及分化潜能非常相似，有的学者认为含量较低，难以传代培养扩增，总结了近L 年
来国内外关于脐血间充质干细胞的研究情况，为脐血的充分利用提供更多的资料。
脐血细胞生物学特性的研究二十几年前即已
开展，自第一例范可尼氏贫血患儿接受脐带血造血
干细胞移植获得成功之后，脐血移植已广泛开展，
且在世界各地建立了多个脐血库，脐血中除了含有
丰富的造血干细胞，可能还含有未被鉴定发现的全
能或多能干细胞，有研究报道从脐血中分离出非造
血细胞，根据其表面标志分为内皮祖细胞、支持造
血的基质细胞、树突状细胞和成骨细胞祖细胞等。
骨髓中的间充质干细胞（-.=.’>?8-7: =(.- >.::=2@AB）
是否同样存在于脐带血中。现就近几年来脐血间充
质干细胞方面的研究情况做一综述。
! 脐血间充质干细胞的发现
骨髓是间充质干细胞的丰富来源，但是关于脐
血及循环血中是否存在@AB，在研究初期一直存在
争议。!""" 年，05+>.= 等C%D首次报道了从脐带血中分
离培养出间充质样细胞，但在处理的!$ 份标本中
只有E 份表现为间充质样细胞（-.=.’>?8-7:F:+G.
>.::，@HB），其免疫表型和功能特点与骨髓来源的
@AB 极为类似，其余培养的均为破骨样细胞，同时
发现早产儿脐血中间充质干细胞的含量要较足月
儿丰富。
I,-7’,J 等C!D从脐带静脉内皮下层分离出@AB，
经过约K 周的培养2 可形成均一的纤维细胞样贴壁
层2 这些间充质样细胞没有内皮细胞或造血细胞的
特异抗原2 而表达! 平滑肌肌动蛋白和间充质细胞
的表面标志。
@75.=>?+ 等CKD则与上述意见不同，他们检测了
KL 份骨髓和LM 份足月产脐血标本，以N.5>,:: 密度
梯度离心分离单个核细胞，脐血的贴壁细胞很快衰
退，表达BOPL、BO%P 及BOK% 等造血及内皮细胞的
标志，他们还检测了通常由@AB 分泌的两种细胞因
子&HF#、&HF%% 和通常由单核Q巨噬细胞分泌的R<3F!、
RS3F" 的-I<T 的表达，结果显示脐血的贴壁细胞
表达R<3F!、RS3F" 和&HF#，不表达&HF%%，进一步证
明脐血中缺乏@AB，由此他们得出结论脐血中贴壁
的单个核细胞表现出造血细胞的形态特点而不是
@AB。U.V:.5 等CPD研究发现2脐血标本仅产生少量的、
非融合的、异质的贴壁细胞层，其增殖不超过% 代，
培养! 周后其主要的细胞类型为成纤维样细胞，消
化后逐渐失去增殖能力，这提示脐血中@AB 较稀少
甚至缺乏，脐血标本并不是=>? 的丰富来源。@,,/A
B+’ 等CDE认为可以从脐带血中分离出间充质样干细
胞， 并将其称为非造血祖细胞（’,’F.-7(,G,+.(+H
G5,1.’+(,5I2 <JK），但是培养时间较长，需要保持酸
性培养环境，以抑制造血细胞生长，一旦培养体系
建立起来，则细胞生长超过%" 个月，传代超过%"
代，早期生长缓慢，L 代后速度加快，$ 代后速度减慢，
每个克隆推测传%" 代后扩增的细胞数约为%M%"$。
?7-G71’,:+ 等C#E研究了早孕胎儿的胎血、胎肝和胎
骨髓中的=>?，三者皆可培养得到=>?，且形态、免
疫标志和分化特征均相似。N6 等COE培养了中期妊娠
（%#P!Q 周）的胎儿血和足月分娩的脐带血，前者可
以得到=>?，而后者只得到异质性的贴壁细胞，表达
?RLD，表明属于造血细胞。
*+.47HS 等CQE总结了在脐血间充质干细胞培养
过程中影响培养成功的因素，作者通过优化分离培
养条件，#TU的标本可以培养出形态及免疫表型符
合=>? 的细胞群，与从骨髓中培养=>? 的成功率
相似，脐血中=>? 的频率大约在"P!;T 克隆V %M%"Q
单个核细胞，作者认为成功的关键在于从收集到分
离培养的时间不能超过%D F，收集的量不少于TT -:，
单个核细胞的数量要大于%M%"Q，没有凝血或溶血
现象。为了尽量减少单核细胞的污染，可先将培养
瓶或板以血清常温下包被T"P#" -+’，比较了孕周
与产式，培养成功与否与之无相关性，比较两种商
品化培养基以=>?@= 培养在DT 份标本中得到!$
个=>? 克隆，=.I.’H6:( 为" V #。
随着研究脐带血间充质干细胞的学者越来越
多，大家的结论也越来越趋于一致，脐血中的确存
在着=>?，但脐血间充质细胞所占的比例远较骨髓低
的多（";"DP!;Q V %M%"# 脐血单个核细胞，!PD V %M%"# 骨
髓单个核细胞），L 代和# 代细胞端粒长度为Q;$T S4，
%T 代时为Q;#" S4，明显长于骨髓=>? 的端粒长度
（L 代和$ 代分别为O;!O S4，O;%% S4），=>? 连续传
代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，而且保
持正常的核型和端粒酶活性。细胞周期研究表明，
QDU以上的=>? 处于@% V@" 期，用流式细胞仪分
析=>? 的W<X 和R<X 含量发现，脐带血=>? 有
DU处于@" 期，而骨髓=>? 有!"U处于@" 期。
! 脐血间充质干细胞的形态和表面标记
一般认为体外培养的脐血=>? 形态与骨髓
=>? 相似，呈梭形或纺锤形，只是细胞体积稍小一
些，=>? 不仅参与诱导、调节骨髓造血干细胞和基
质细胞的发育，而且发挥动力作用，促进细胞外基
质分子的有序排列。%$$! 年，J78’.IB,5(F 用人的间
充质干细胞免疫鼠，首次获得人间充质干细胞的特
异性抗体A>J!、>JT、>JL。
目前认为=>? 表面抗原无特异性，既有间质细
胞，又有内皮细胞及上皮细胞的特征2 根据已有的
报道脐血=>? 表达的主要分子包括：!黏附分子，
?RDL、?RD% 、?RLL、?R%T 等；"整合素家族成员，
?RL$4、?RL$.、?R!$ 等；#其他，?R$"（YF8%）、>J!
（?R%"D）、JZXAX*?、X>=X、>JT（?R%##2 XZ?X=）、
>JL（?ROT）等。但不表达造血细胞的表面标志，如
?RTL、?RLD、?R%L、?RT、?RL、?RQ、?R!、?R%D、?R%#、
?R%$、?R!L、?RTT、?RTQ、?R%TT、?R%TD（3:(AT）、?R%%O
（HAS+(）、1:8H,GF,5+’ X 等，也不表达与人白细胞抗原
（JZX）识别有关的的共刺激分子*OA%、*OA! 及主要
组织相容性复合物$类分子如JZXARW 抗原等。
" 脐血间充质干细胞的分化潜能
T;% 体外研究
=>? 体外培养，保持干细胞特性不断增殖，具
有广泛的分化潜能，脐血间充质干细胞同样具有这
一能力，在不同的诱导条件下能够向不同的谱系分
化2不仅可分化为间质组织如成骨细胞、脂肪细胞、
软骨细胞和肌肉细胞等2而且可以跨胚层分化。
T;%;% 向神经分化
侯玲玲等C$E将!，D，Q 代的脐血间充质干细胞制
备细胞爬片，以R=0=V !"U胎牛血清V T --,:·Z[%
%A巯基乙醇预诱导!L F，而后换成含!" 1 V Z 的二甲
基亚砜（R=>\） 和!"" --,: V Z 的丁羟基苯甲醚
（*JX）进行诱导，诱导L、#、%! F 免疫组化检测细胞
均有<>0 和<3 的表达。).,’1 等C%"E则用两步法快速
诱导分化为表达神经元和神经胶质标志的细胞，第
一步先用ZAR=0= 和!"U胎牛血清，%" ’1 V-: 43@3
（47I+H ]+45,4:7I( 15,B(F ]7H(,52 43@3）过夜预诱导，然
后以R=0= 培养基加入!D -= ^?:，!U R=>\
（/+-.(F8: I6:],_+/.），D &1 V-: 胰岛素，%"" &1 V-: 转铁
蛋白，!" ’= 黄体酮，%"" &= 腐胺（G6(5.IH+’.），T" ’=
亚硒酸钠（I,/+6- I.:.’+(.），%"" &= *JX，!" ’1 V-:
43@3，有或者无%" &= ],5IS,:+’ 诱导L /，在诱导!L F
多数细胞形态已经发生变化，未诱导的脐血=>? 弱
表达神经胶质细胞的标志，诱导!L F 后表达明显增
强，诱导前及诱导后的=>? 均强表达<@3，培养扩
增的=>? 强表达<.@(+’，随诱导时间延长表达渐
弱。A,,/B+’ 等将C 代的脐血间充质干细胞以完全
培养基加!" ’1 D-: 43A3，!" ’1 D-: 0A3 诱导E / 细
胞形态发生明显变化，细胞免疫化学及F.@(.5’ 4:,(
均证实有细胞骨架蛋白!G(646:+’"2 星形细胞胶质
纤维酸性蛋白的表达。神经系统退行性变或者中
风，脑外伤等主要为神经元的损伤或退行性变，如
何控制将间充质干细胞主要诱导分化为神经元，而
不是胶质细胞，3H 等I%%J做了这方面的研究工作，他
们培养了脐带中的间充质干细胞，以出生# / 的>K
大鼠的脑组织，制成单个细胞悬液以%"L3*> 和
MGK=0= 培养!C N 加入! #= 的阿糖胞苷，培养的第
O 天收集培养液，制为<?=，以此来对=>? 进行诱导，
诱导P / 神经元标志<.6< 的阳性率为（C!;!QO）L，
第$ 天达高峰（OR;!QC;!）L，%! / 降至（P#;PQO;$）L，
诱导P / <3 的阳性率为（O$;CQ%;P）L，继续诱导达到
（RE;CQO;O）L，持续至%! /。诱导%! 天产生的神经元
以% -= 谷铵酸灌注膜电压SE" -9 刺激产生最大
内向电流O";OQ%;# TU，表明以<?= 诱导脐带=>?
确实在细胞膜上产生有功能的谷铵酸受体。
P;%;! 向肝脏分化
V7W+’6-7 等I%!J将脐血原代培养时同时加入XA3D
>?3 D 3A3 D M&3，培养E / 后细胞变为小圆形细胞，且
有白蛋白表达。X,’1 等I%PJ分两步诱导，第一步以
XA3、地塞米松、&Y> 诱导! 周，然后以地塞米松、
&Y>、制瘤素=（,’Z,@(7(+’ =）诱导! 周，经检测诱导
% 周细胞便表达U3[、?VG%R、A>，继续成熟诱导!
周则开始表达成熟肝细胞的功能基因YUY、XA3、
?[> 和[0[?V 等，且免疫荧光染色U3[、白蛋白、
?VG%R 皆阳性，诱导! 周和C 周低密度脂蛋白摄入阳
性率分别为%OL和C#L，在密度高的部位首先出现
形态变化，最早变化可在诱导第P 天出现，细胞变
为圆形，卵圆形，渐到密度低的部位，到诱导结束
时，大约E"L的细胞形态变为圆形，卵圆形。M.. 等I%CJ
用与上述相似的诱导方案得到了相似的结论，立方
形的肝样细胞在诱导的第!% 天就可以出现，诱导
!R / 进一步成熟，诱导一周免疫荧光染色就可以显
示E"L的细胞人白蛋白染色阳性，进一步诱导# 周
细胞可以摄取低密度脂蛋白。
P;%;P 向成肌分化
韩国同一研究机构I%OJ将脐血间充质干细胞以
OL的马血清、";% #= 的地塞米松、O" #= 的氢化可
的松N8/5,Z,5(+@,’. 诱导P / 即有=8,K 和=8,G
1.’+’ 的表达，=8,K 是一种肌细胞转录因子，被认
为是肌细胞定向分化调控的主基因，调控下游肌细
胞特异性基因库的表达，诱导# 周即有一半的细胞
表达=8,@+’ 重链，罗凯等I%#J培养了孕C"\O" / 的犬
脐带血=>?，形态及表面标志与人的脐血=>? 相
似，培养基适合用&=K=，$"L以上的细胞为成纤维
样细胞， 只有不足%"L的细胞为破骨样细胞，与
05+Z.@ 等的结论相反，可能与种属，培养条件不同有
关，用OG氮杂胞嘧啶核苷（OG7]7Z8(+/+’.2 OG7]7）诱导
P 周细胞体积延长，有伪足样胞浆突起形成，表达肌节
性肌动蛋白（7G@75Z,-.5+ZG7Z(+’）和结蛋白（/.@-+’）。
P;%;C 向胰岛分化
脐血单个核细胞I%EJ，原代培养第R 天的贴壁细
胞，!C N 的悬浮细胞，表达多个与胰腺M7’1.5N7’@
岛发育相关的分子，如<.@(+’、<1’GP、?VGR、?VG%R、
?VG%$、&@:G% 及[7^GC，这些基因与胰腺祖细胞、胰腺
的内分泌及外分泌细胞的发育都有一定的关系，但
是脐血细胞不表达胰岛素的转录因子[K_G%，究竟
是单个核细胞中的哪一种细胞表达这些胰腺相关
分子尚不能确定，在单个核细胞中肯定有一部分是
间充质干细胞。已有报道将人的骨髓和小鼠、大鼠骨
髓=>? 在体外诱导分化为胰岛样结构，在糖刺激下
可分泌胰岛素，从人胎胰中分离的’.@(+’‘祖细胞与骨
髓来源的间充质干细胞有很多相同的表型I%RJ，脐血及
骨髓=>? 又有着如此相似的形态和标志，有理由相
信脐血=>? 也有着这种潜能，美国一家干细胞研究
机构正致力于这方面的研究，但未见有突破性进展
的报道，如果这项研究可以成功的话，将意义重大。
P;! 体内研究
<,5-7’ 等I%$J分离脐血单个核细胞，经静脉注入
&& 型糖尿病小鼠体内后，能缓解糖尿病症状，改善肾
小球肥大及肾小管扩张，延长存活时间。而注入& 型
糖尿病小鼠体内后，显著降低血糖，且随着移植细
胞数的增多，血糖下降幅度增大，减少胰腺炎的发
生，延长存活时间I!"J。
V7W+’6-7 等I%!J在每只?;*G%E D &Z5 >?&K 小鼠腹
腔内注入";C -1 !GUU3，E / 后行% D P 肝切除，并经门
静脉输入%a%"E 脐血单个核细胞，C\OO 周将小鼠处
死行免疫组化，荧光原位杂交2移植后!" / 检测到人
的_ 染色体着丝点K<U 信号，移植OO 周后组化显
示在小鼠肝细胞中来源于人的有功能的肝细胞的比
例为";%L\%;"L，虽然人来源的肝细胞比例较低，经
分析虽然用的是免疫缺陷鼠，但毕竟是异种移植，可
能大部分输入的细胞被排斥，而且异种移植不能给
输入的细胞提供一个更适合的增殖分化的环境。
=,1:.5 等>!%? 将培养的脐血@AAB（6’5.C(5+D(./ C,-7(+D
C(.- D.::C）进行绵羊宫内胎羊输注，移植%E 月后，在
羊的肝脏中人特异性肝细胞组化染色阳性，人白蛋
白染强阳性。移植%F 个月后在羊的血清中检测到
人血清白蛋白，同样的方法也证实了在体内可向骨
及软骨、造血细胞及心肌细胞的分化。
脐血干细胞在体内外向神经方向的诱导国内外
研究颇多，BG.’ 等>!!?将大脑中动脉闭塞的大鼠梗死
% / 后静脉输注脐血单个核细胞，F / 和%E / 后运动
功能明显提高，在受者大鼠脑内较多的脐血单个核
细胞迁移到缺血的脑组织，部分细胞表达神经特异
性标记，=,1:.5 等>!%?将以H=I!# 标记的脐血@AAB
输入大鼠的脑海马区，J 个月后在脑内仍可见大量
的H=I!# 标记的细胞，可检测到输入的@AAB 表达
人的K76 蛋白，而且广泛分布于脑组织内，说明脐
血中的干细胞有着在体内向神经分化的潜能，神经
系统中存在着不同功能和特性的神经元。能否诱导
细胞向我们需要的细胞分化，移植后的细胞能否与
体内细胞建立起正常的神经系统突触联系，改善功
能的确切原因等问题尚需要解决。
! 脐血"#$ 对造血的支持作用
在成人骨髓中，LAB 通过细胞间的相互作用以
及分泌造血生长因子和细胞因子，为造血干细胞的
分化和增殖提供信号，有研究提示脐血LAB 同样具
有此功能，可分泌多种造血生长因子如AB3、&MN#、
K<3N!，与BOJEP造血细胞共培养，经%E / 的共培养，
BOJEP的细胞量高出E 倍左右>!J?。
% 脐血"#$ 的免疫调节作用
LAB 可抑制对抗原刺激物的淋巴细胞增殖反
应，共移植可提高造血干细胞的数量及提高植入
率。=+- 等>!E?研究了! 份脐血移植给免疫缺陷鼠，发
现一份植入，考虑与移植物之间的免疫竞争有关；
当同时输入第三者的骨髓间充质干细胞后，植入率
提高，! 份均植入，植入之间比例差异减小，可能是
LAB 移植了免疫反应，单份脐血合并LAB 共植入
确未能提高植入率，因此认为其不是通过直接刺激
植入而起作用的，有可能是由于移植物内的淋巴细
胞被混合移植的LAB 抑制，IAB 被受者耐受。对其
他免疫细胞的作用如何，如自然杀伤细胞、树突状
细胞等尚不确定。临床& 期研究结果显示，在异基因
造血干细胞移植时共输入供体LAB 可降低移植失
败率并减少Q9IO 的发生率，减轻严重程度。
& 问题及展望
培养成功率低，是否能培养出LAB 存在争议。
较一致的意见是孕早、中期较易培养出LAB，估计一
方面胎儿存在着造血部位的逐渐转移过程，LAB 作
为支持造血的基质细胞，随其转移，从早期的造血器
官逐渐向骨髓转移，所以在孕期结束时，这种转移也
渐趋完成，因此脐带血及成人外周血中的LAB 含量
极低，给培养造成极大困难，另外不同个体之间存在
着生物学差异，实验条件也不同，所应用的分离方
法、培养基及血清等都存在着差异，出现不同的实验
结论可以解释。目前存在的问题是如何找出影响成
功的因素、提高产率和成功率，可能最佳的解决方
法是充分认识LAB 的特征，找到更特异的标志。
不同研究机构利用贴壁筛选法培养得到的细
胞命名不同。如LAB、LRHB（-6:(+S:. 7/6:( S5,1.’+N
(,5 D.::C2 LRHB）、@AABC（6’5.C(5+D(./ C,-7(+D C(.- D.::C2
@AABC）、<IH（’,’G.-7(,S,+.(+D S5,1.’+(,5C2 <IH），他
们形态相似，都不表达造血细胞的表面标志，表达
间充质的部分标志，有多向分化的潜能，能否说明
他们为同一种细胞，或同一种细胞的不同发育阶
段，或是不同的干细胞群体，需要通过进一步的实
验来验证。
与骨髓来源LAB 的异同。脐血LAB 呈梭形成
纤维样细胞形态，较骨髓来源的LAB 体积稍小，都
不表达造血细胞的标志，表达一些黏附分子、整合
素家族的分子及其他与LAB 有关的标志，有研究表
明多数表面标志与骨髓来源的LAB 相似，不同的是
不表达BO$"，而骨髓强表达BO$"，成骨细胞祖细
胞的标志BO%##（RMBRL2 S5.,C(.,4:7C(）表达远低
于骨髓LAB，弱表达BO%"T（AI!），不表达BO%"#
（9BRLN%）。在分化潜能方面，用相同的诱导条件，
多数显示分化结果相似，但与骨髓LAB 相比，向脂
肪分化欠敏感，至少需诱导T 周，胞浆中才可见脂
肪滴。向神经分化过程中脐血干细胞对抗氧化剂
OLAU 或*IR 异常敏感，诱导!E G 内形态及分子
水平均发生相应变化，较骨髓快TV%" 倍。未诱导的
骨髓LAB 弱表达一部分神经细胞的标志，而脐血
LAB 只有在进行诱导之后才表达，二者之间还是存
在一定的差异，是否能说明脐血LAB 更原始及幼
稚，对外界培养条件更敏感，目前尚无更多的证据，
但可以肯定的是二者之间存在着相同点，也存在着
不可否认的差异。究竟他们是同一种细胞的不同发
育阶段，不是两种不同的细胞，由于目前就=>? 本
身无法进行特异的鉴定，所以这一问题目前更无法
给出一个合理的解释。
脐血=>? 的优势与不足脐血间充质干细胞存
在的致命问题是频度低，培养相对较困难，这是与
骨髓相比无法克服的不足，但也有着它自己的优
势：!来源丰富、易于采集保存，对产妇及新生儿均
不造成伤害，不涉及伦理问题；"免疫源性相对较
低；#由于有胎盘的屏障作用，疾病传染的几率下
降；$含有的干细胞种类丰富，而且可能是更早期
的干细胞。脐血间充质干细胞@!AB可以从冷冻保存长
达";ACA 年的脐血中培养成功，这意味着脐血=>?
有着其他来源的=>? 所不具备的优势，但应该考虑
如何改进培养方法，优化条件提高培养成功率，才
可以提供足够的细胞数量。
脐血=>? 的横向分化是否真正存在、分化的真
正机制是什么，这是这一领域的共性问题。目前对
分化机制研究缓慢，多数限于加入某种化学物质或
生长因子，细胞中哪些基因开启或关闭，造成细胞
何种变化等，间充质干细胞的多向分化潜能决定了
分化调控机制的复杂性， 不可能是一成不变的。
D.’56E 提出“随机抑制F 诱导”模型，假定间充质干
细胞中有各种生成基因，在分化发育的不同阶段，
不同的基因表达情况会发生变化，有的会被抑制，有
的会被诱导，二者是随机的，当某种基因被抑制，这
一系的细胞就不能形成。当某一基因被诱导，其他
系的分化潜能并没有被排除，在适当的条件下仍有
重新被诱导的可能，这一解释有一定道理，限于目
前的认知水平对于分化的真正机制尚不清楚，但越
来越充足的证据表明=>? 确实有着强大的分化功
能，相信在不久的将来一定会解开它的神秘面纱。
纵观脐血间充质干细胞的研究历程，我们发现
对任何事物都有一个逐渐认识、发展及利用的过
程，相信随着研究的深入，脐血间充质干细胞的生
物学特性也会越来越清晰，在细胞治疗、基因治疗、
组织工程及器官移植等方面占有一席之地。
