本文關鍵詞：成體干細胞及其在運動醫(yī)學中的研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

中國組織工稃研究與臨床康復勇事７３眷第’３２期２；ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｉｎｉｃａｌ；ＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅＴｉｓｓｕｅ；Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＲｅｓｅａｒｃｈＡｕｇｕｓｔ６．２００９Ｖ０１．；＠２死零嬲；成體干細胞及其在運動醫(yī)學中的研究與應用；程明１，屈紅林２，王艷瓊１；■－；Ｉ——一Ｉ；Ｉ■●■■■■■■●■●■■■—■■●■■■■■；Ｒｅｓｅａ

中國組織工稃研究與臨床康復勇事７３眷第’３２期２００９—０８—０６出版

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成體干細胞及其在運動醫(yī)學中的研究與應用

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ｙｕＬｉｎｃｈｕａｎｇＫａｎｇｆｕ．２００９；１３（３２）：６３６１－６３６４．［ｈｎｐ：：／／ｗｗｗ．ｃｒｔｅｒ．ｃｎｈｔｔｐ：Ｈｅｎ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍ】

摘要：成體干細胞可埋性的發(fā)現更新了人們對成體干細胞的認識，使成體干細胞研究成為干細胞研究的熱點，為臨床應用和運動醫(yī)學領域的研究奠定了慕礎。成體干細胞亦具有自我更新、再生能力和可顰性等分化潛能的顯著特征，但成體干細胞大多處于休眠狀態(tài)，分裂很慢或很少分裂，而日．數量較少。在運動醫(yī)學領域，成體十細胞研究的重點是如何將成體干細胞誘導培養(yǎng)成所需要的細胞類型用于防治一些常見的運動性疾病，諸如由于利用成體干細胞技術治療膝關節(jié)半月板損傷，其創(chuàng)傷小、方便易行且沒有后遺癥。研究發(fā)現長期系統(tǒng)的運動鍛煉能夠增強神經干細胞的遷移能力，促進神經功能恢復。另外運動鍛煉還町以提高成體干細胞對運動造成的神經系統(tǒng)變性性疾病、糖尿病、心臟病、骨骼及肌肉組織損傷等運動性疾病的康復效果。

關鍵詞：成體干細胞：運動訓練；運動醫(yī)學；多向潛能ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－，８２２５．２００９．３２．０３３

程明，屈紅林，王艷瓊．成體干細胞及其在運動醫(yī)學中的研究與應用【Ｊ】．中國組織工程研究與臨床康復，２００９，１３（３２）：６３６１－６３６４．

【ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｔｅｒ．ｏｒｇ

ｈｔｔｐ；／／ｃｎ．ｚｇｌｃｋｆ．ｃｏｍｌ

０引言

１

學術背景

干細胞的研究是２０世紀９０年代Ｒｅｙｎｏｌｄｓ成體干細胞存在于胎兒和成年人各種組

體外成功培養(yǎng)出成年哺乳動物的干細胞、提出織器官中，來源廣泛，不涉及倫理問題，具有成年人體內存在神經干細胞以來在生物醫(yī)學領橫向分化能力，體積小，細胞器少，ＲＮＡ含量域中有關干細胞分化及調控機制的研究已成為較低，數量少等特點，其常處于對干細胞增殖國內外學者關注的熱點。干細胞作為一類既有和分化起著重要的調控作用，是臨床上最具有自我更新能力、又有多分化潛能的細胞，具有

優(yōu)勢的干細胞，它對于人類發(fā)育生物學研究和非常重要的理論研究意義和臨床應用價值１１Ｊ。成

臨床細胞移植治療各種疾病及構建人工組織體干細胞在治療多種疾病中已經開辟了一個新或器官等有重要的科學價值。

的研究領域，諸如成體干細胞對神經系統(tǒng)變性就目前研究現狀來看，將成體干細胞技術性疾病、糖尿病、心臟病、創(chuàng)傷尤其是骨骼、應用于運動醫(yī)學領域的相關研究成果還不是肌肉組織損傷等的治療過程都具有不可忽視的很多，從現有的資料不難發(fā)現進行系統(tǒng)的體育重要作用。今后如果能將干細胞的自我更新和鍛煉將在一定程度上影響成體干細胞的作用，分化應用于疾病的治療，或是對藥物藥性和毒而且成體干細胞能夠在一定程度對于運動出性篩選中發(fā)揮作用，成體干細胞及其分化的研現的軟組織或骨骼等損傷具有一定的幫助。本究必將在今后的研究中對醫(yī)學生物學、運動醫(yī)文就成體干細胞應用于運動性疾病防治的進學領域產生極其深遠的影響【２】。

展作如下綜述。

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１廣西師范大學體育學院，廣西壯族自治區(qū)桂林市

５４１００４；‘江西省

宜春學院體育學院，江西省宜春市

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程明，男，１９７３年生，廣西壯族自治區(qū)百色市人，漢族，１９９５年廣西師范大擘畢業(yè)，講師，主要從事體育教學與訓練的研

究。

ｑｕｈｏｎｇＩｉｎ２００４０１

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中圈分類號：Ｒ３９４２文獻標識碼：Ｂ

文亭編Ｖ：１６７３－８２２５

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收稿日期：２００９－０２－１４修回日期：２００９－０４．２４

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目的深入認識當前成體干細胞的研究現狀及運動對其產生的影響，總結成體干細胞在運動醫(yī)學領域的應用情

況。

３資料和方法

３．１文獻檢索

檢索人相關內容：第一、二作者。

檢索文獻時限：英文資料的檢索時間范圍為１９９４／２００８；中文資料的檢索時間范圍為１９９４／２００８。

檢索數據庫：ＰｕｂＭｅｄ數據庫，網．址－ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ＰｕｂＭｅｄ；中國全文期刊數據庫，網址

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／。

檢索關鍵詞：英文關鍵詞為“ａｄｕｌｔ

ｓｔｅｍ

ｃｅｌｌｓ，

ＥｘｅｒｃｉｓｅＴｒａｉｎｉｎｇ，Ｍｏｖｅｍｅｎｔ

ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ”：中文關鍵詞

為“成體千細胞，運動訓練，運動性疾病”。

檢索文獻類型：文獻的來源主要是通過對當前成體干細胞的研究進展、運動引起成體干細胞的變化以及成體干細胞在體育教學訓練和競技體育運動方面的應用情況匯總分析。

檢索文獻量：共檢索到３０９篇文獻。

３．２檢索方法

納入標準：①文章所述內容需與成體干細胞的研究現狀及其在運動醫(yī)學領域的應用密切相關。②同一領域選擇近期發(fā)表或在權威雜志上發(fā)表的文章。

排除標準：①重復性研究。⑦Ｍｅｔａ分析。

文獻選擇：計算機初檢得到３０９篇丈獻，包括中文２１０篇，英文９９篇。閱讀標題和摘要進行初篩，排除因研究目的與此文無關的１０７篇，內容重復的研究１７２篇，共保留其中３０篇歸納總結。

文獻質量評價：其中有關人體和動物實驗研究的１３成體干細胞的起源及特性干細胞可分為胚胎干細

－家Ｊｉａｎｇ等例為成體干細胞的產生提供了強有力的證據，ａｄｕｌｔｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ

ｃｅｌｌｓ，ＭＡＰＣ）。

千細胞的特征及其起源：干細胞具有高度自我更新能

萬　

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力和多向分化的潛能。所指的自我更新即細胞在增殖分裂

為子細胞時，其子細胞的表現型和基因型與親代細胞完全一致，因此具有極強的生命力；而多向分化潛能即干細胞可以分化成人體內部各種各樣器官和組織細胞【４Ｊ。

成體干細胞的來源及分布：與胚胎干細胞相比，成體干細胞存在于胎兒和成人各種組織器官中，來源廣泛，不涉及倫理問題。成體干細胞具有橫向分化能力，但這一特性受到嚴重的質疑。另外，成體骨髓中存在一類具有多向分化潛能的細胞群體，成為多潛能的成體干細胞，其可體外分離、擴增和冷凍保存，并能分化為具有中胚層系、神經外胚層系和內胚層特征的細胞削。正是這一分布使成體干細胞較胚胎干細胞具有較大的優(yōu)勢，不存在再生醫(yī)學中的倫理爭議。

成體千細胞的生物學特性：成體千細胞可能存在于各種組織和器官中，平時處于靜止狀態(tài)或分裂很慢，在損傷或血小板活化，釋放出組織生長因子的作用下被激

活，取代失去生理活性的細胞或通過修復損傷來維持組織內環(huán)境的穩(wěn)定。目前發(fā)現的成體干細胞主要有造血干細胞、間充質干細胞和神經千細胞。另外還有肝臟干細胞，皮膚干細胞和腸上皮干細胞等１６Ｊ。

成體干細胞的特點及優(yōu)勢：所有成體干細胞均具有數量很少，只能以特定的微環(huán)境（ｎｉｃｈｅ，也叫壁龕）為居住環(huán)境，且其來源具有不確定性，體內成體干細胞通常處于分裂的靜止狀態(tài)等特點。但同時，它又具有許多優(yōu)點，成體干細胞可塑性現象的發(fā)現解決了長久以來人們對胚胎干細胞的研究與應用和生命倫理學之間的爭論。為此應當充分發(fā)掘成體干細胞在應用上的優(yōu)勢：①成體干細胞源于自身，用于自身，在再生醫(yī)療中不會出現免疫排斥反應。②它的應用不存在倫理道德問題。③在特定的環(huán)境和條件下可分化為特定類型的細胞，直接用于體內組織的原位修復，致癌風險小。④來源方便。⑤某些成體干細胞有向體內損傷以及遠離其發(fā)源地的部位遷移，最后分化為終末成熟細胞的特性，因此可將它作為基因治療的理想載體Ｉ，ｊ。

成體千細胞的可塑性：成體干細胞的可塑性是指組織特異性干細胞具有可變成與其來源組織不同類型細胞的能力，即在特定環(huán)境下某一系細胞能變成另一種形態(tài)功能完全不同的細胞類型，甚至可以跨胚胎發(fā)育層，即轉分化，叉義分化或橫向分化。Ｌｅｍｉｓｃｈｋａ［８１認為干細胞可塑性必須符合單個干細胞具有分化成預料中和非預料中細胞的能力，且要證明轉化的細胞具有該組織的功能。關于可塑性理論認為細胞在一定內外環(huán)境刺激下基因編碼順序改變，該過程不僅包括某些基因的激活也包括一些基因的滅活，從而使細胞改變原有分化模式，沿另一條路徑發(fā)展州。

當然也有研究對成體細胞的可塑性提出質疑，比如ＳｔｒａｕｓｓｌｌⅥ提出不能重復前人的成人腦細胞變成血細胞

Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘｔ２００，Ｓｈｅｎｙａｎｇ

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篇，文獻綜述、述評類文獻５篇，臨床研究７篇，系統(tǒng)評價分析５篇。

４文獻證據綜合提煉

４．１

胞和成體干細胞。美國明尼蘇達大學干細胞研究所的專他們闡明了在成體骨髓中存在一類被稱為多潛能的成體干細胞（ｍｕｌｔｉｐｏｔｅｎｔ

多潛能的成體干細胞能在體外由單細胞水平分化為具有胚層系、神經外胚層和內胚層系特征的細胞。

６３６２

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的報道，相反他們認為細胞在培養(yǎng)基中培養(yǎng)許多代后趨

于積累基因變化，導致出現重編碼。Ｗａｇｅｒｓ掣”Ｊ也報

道了不能重復有關可塑性的實驗，他們從表達綠色熒光

蛋白（ｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ，ＧＦＰ）轉基因小鼠中分

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ｌｉｎ—ｓｃａ一１＋（ＫＴＬＳ）輸入到受致死量照射的非轉基因小鼠體內。經過對移植后４－９個月小鼠的腦、腎、腸、肝、肺、心肌和骨骼肌進行切片檢查測試，其結果反映出造血干細胞重建非造血組織并不是一個普遍現象。

多向分化潛能性：近年來隨著對干細胞研究的深入，人們發(fā)現一些曾遍認為成熟后不再進行分裂的組織，如腦、肝中也存在著干細胞，且發(fā)現有干細胞存在的組織類型也越來越多，包括肝、胰、角膜、視網膜、血管、骨骼肌，牙髓、皮膚和脂肪等。目前的觀點一致認為在成體的不同組織中廣泛存在著成體干細胞，它們主要用于維持組織器官結構和功能的穩(wěn)態(tài)，只是隨著年齡的增長，干細胞的數量逐漸減少１１引。成體干細胞也具有向多種細胞類型分化的能力，如造血干細胞可以分化形成紅系、粒系、髓系等多種血細胞；而骨髓來源的另一種成體干細胞，間充質干細胞能分化形成骨，軟骨，肌肉、脂肪等多種中胚層細胞。成體干細胞的這種多向分化能力被稱為多向潛能?陛－（ｍｕｌｔｉｐｏｔｅｎｃｙ）¨引。但同胚胎干細胞多能性分化所不同的是，成體干細胞的多向潛能分化往往局限在同一胚層或同一系統(tǒng)內的多種細胞類型，而不能在不同胚層之間進行分化，因此成體干細胞的這一分化能力又稱單胚層多能性。

４．２運動醫(yī)學領域成體千細胞的應用

成體干細胞在運動醫(yī)學領域疾病治療的應用：有研究顯示，對由于運動或其他行為而導致的軟組織如骨膜、軟骨膜等的嚴重損傷，而進行軟組織移植時，干細胞起到重要的作用¨４１。因為在新的關節(jié)面形成之前，可防止移植物過度負荷，有助于新細胞群及基質的植入，骨膜及軟骨膜內還含有具有分化潛能的多能干細胞，可分化為關節(jié)軟骨細胞，將其覆蓋于缺損區(qū)，可產生新的透明軟骨。動物實驗已經證實了這一結論１．怕Ｊ，但是隨著年齡的增加，分化的多能干細胞和軟骨細胞形成關節(jié)軟骨面的能力逐漸下降，致使應用于軟骨膜移植治療軟骨損傷的患者，在年齡小于２０歲時治療效果較好，而一旦年齡超過４０歲基本沒有療效，這在臨床實踐中也已經得到證實［１６Ｊ。間充質干細胞屬于多能基質成體干細胞的一種，它可以向成骨細胞、軟骨細胞分化。一般認為Ｔｒ０１是成骨前體細胞的表面標志，由基質細胞所分泌的成纖維細胞生長因子在體外實驗中能有效擴增或維持成骨前體細胞ｌＪ¨Ｊ。間充質干細胞的這一特性使骨髓基質細胞移植較傳統(tǒng)骨移植具有較多優(yōu)點，是治療骨不連、骨損傷等骨形成障礙性疾病的有效手段，已在臨床應用取得了較好的效果【１８１。但是如果要提高療效，單純使用基質

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細胞不是最好的選擇，因為成骨前體細胞具有自我更新和定向分化的能力，故用成骨前體細胞或直接用間充質干細胞移植能夠長期在宿主體內存活并分化為成骨細胞ｌ憎Ｊ。此外，還可以用體外培養(yǎng)的方法，加入特定的因子誘導間充質干細胞分化為成骨細胞，作為骨移植新的來源，從而為治療骨損傷或骨形成障礙性疾病提供保證Ｉ¨ＵＪ。有研究證實利用成體間充質干細胞與生物材料結合可提高缺損骨的成骨能力睇１Ｊ，加速骨形成和骨與材料的整合，還可以用基因工程的方法將具有成骨作用的基因導入成體干細胞內，使目的基因在細胞內表達并合成具有骨誘導作用的生長因子，從而克服了外源性生長因子在體內半衰期短、需反復用藥帶來的不良反應等缺點，對缺損骨復合具有較為重要的作用。

利用成體干細胞技術治療心肌損傷，主要集中在骨髓的神經千細胞和骨骼肌與血液來源的干細胞瞄圳。國外許多對實驗動物心肌梗死模型的研究發(fā)現利用干細胞技術可以使心臟功能改善３３％，將人骨髓來源的造血干細胞注射到大鼠的心臟受損部位，可以促使受損傷部位附近的血管產生新的分支，使心臟功能提升２６％［２３－２４】。關于移植細胞中誘導慢收縮細胞表達的機制尚不清楚，其可能與移植干細胞所處的心臟微循環(huán)中某些信號有

關。

運動對成體干細胞的影響：運動往往會引起工作肌出現炎癥反應，其損傷程度的高低與運動的安排，負荷強度的高低、運動時間的長短等密切相關。多項研究成果已經證實耐力性運動或是抗阻運動較多引起機體免疫系統(tǒng)的反應，在運動引起肌肉損傷后的幾個小時內，體循環(huán)的中性白細胞增加，同時，損傷的組織會引起巨噬細胞歸巢運動，并釋放趨向因子和細胞因子，伴隨出現單核白細胞，中性細胞和衛(wèi)星細胞的移動。已有研究者通過對比分析長期訓練、短期訓練、單次離心運動和停訓后機體衛(wèi)星細胞的參與和數量，同時對成體干細胞，尤其是肌肉干細胞在組織工程和組織修復中的應用展開論述。由于運動或其他災害，致使肌肉遭受到嚴重損傷而無法修復時，就必須借助移植的成體肌肉干細胞來促進肌肉的恢復瞄圳。但是由于在成人體內，成體肌肉干細胞的數量非常有限，很難提取出自然狀態(tài)下的這種細胞，其顯著地限制了肌肉細胞治療研究的進展，因此，開發(fā)人造組織也已成為當前國內外醫(yī)學界研究的重點。

江山等叫１通過對大鼠海馬梗死后進行行為學訓練的方法，探討了齒狀回區(qū)成體干細胞之一神經干細胞遷移能力的變化，研究結果顯示，通過行為學訓練能明顯增強多聚唾液酸神經細胞黏附分子（ｐｏｌｙｓｉａｌｉｃ

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ｎｅｕｒａｌｃｅｌｌａｄｈｅｓｉｏｎ

ｍｏｌｅｃｕｌｅ，ＰＳＡ－ＮＣＡＭ）在腦梗死

海馬齒狀回區(qū)的表達，而且還可以增強神經干細胞的遷

移能力，促進神經功能恢復。賈杰掣２７】通過跑臺運動訓

練對腦梗死大鼠外源性移植的神經干細胞遷移分化研

６３６３

７易露ｗ刪ｃＲ『ＥＲ伽

究發(fā)現，運動訓練可以促進移植的神經干細胞遷移、分化，并提高移植細胞在腦梗死大鼠腦內的存活率，促進神經功能障礙的康復。

４．３存在的問題與前景成體干細胞的重大發(fā)現之一是其具有“橫向分化”功能，也有人稱之為脫分化或重新程序化功能，即成體干細胞不但能分化為特定的組織細胞，而且可以分化成其他類型組織或器官的各種細胞【２８】。但是隨著研究的深入，成體干細胞“橫向分化”的特點遭到了嚴重的質疑。

出于再生醫(yī)學研究的倫理學原因，具有來源廣泛，多向分化潛能和間充質干細胞性質的成體干細胞將要在一定程度上頂替胚胎干細胞的作用成為再生醫(yī)學研

究中首選的種子細胞［２９刪。

雖然成體干細胞具有較廣闊的應用前景，但是還有許多爭論性的問題沒有得到解決，如當前仍不能十分完善地獲得和培養(yǎng)擴增成體干細胞的方案，是何種信號誘導了成體干細胞的多向多系分化，分化的干細胞是否具有完整的功能，其機制尚不明確。５結論

成體干細胞在對神經系統(tǒng)變性性疾病、糖尿病、

?心

臟病、創(chuàng)傷尤其是骨骼、肌肉組織損傷等的治療、基因治療、相關誘導分化等方面具有廣闊的應用前景。但由于成體干細胞的研究和應用尚處于初級階段，仍存在較多的不足，要真正用于臨床治療疾病和運動性疾病還有許多研究工作。

６參考文獻

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菇－Ｆ，為繭第一、二作者構思并設計本綜述，分析并解析

相關數據，經４次修改和２次審校，所有作者共同起草，第一、二作者對本文負責。

翻益沖突：丸飄盞沖突。

倫理艏崔ｒ無與相關倫理道德沖突的內容。

彪廊題喲日知篇衷ｊ干細胞作為一類既有自我更新能力，

又有多分化潛能的細胞，，具有非常重要的理論研究意義和臨床應用價值。成體千細胞在治療多種疾病中已經開辟了一個新的研究領域，諸如成體干細胞對神經系統(tǒng)變性性痰病，糖尿�。呐K病，外傷尤其是骨骼．肌肉紐織損傷等的治療過程都具有不可忽視的重要作用。

本綜述增加的薪信患：交揀氐俸千細魄具奄較ｆ誡酶蠡嗣前景，但是還有許多爭論性的問題沒有得到解決，如當前仍不能十分完善地獲得和培養(yǎng)擴增成體干細胞的方案，是何種信號誘導了成體干細胞的多向多系分化，分化的干細胞是否具有完整的功能，莫機制尚不明確，要真正用于臨床治療疾病和運動性疾病還有許多研究工作。

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６３６４

成體干細胞及其在運動醫(yī)學中的研究與應用

作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數：

程明， 屈紅林， 王艷瓊， Cheng Ming， Qu Hong-lin， Wang Yan-qiong

程明,王艷瓊,Cheng Ming,Wang Yan-qiong(廣西師范大學體育學院,廣西壯族自治區(qū)桂林市,541004)， 屈紅林,Qu Hong-lin(江西省宜春學院體育學院,江西省宜春市,336000)中國組織工程研究與臨床康復

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