用基因工程的方法将编码特定生长因子的基因导入BMSC,使目的基因在细胞内表达并合成具有骨诱导作用的生长因子,从而克服了外源性生长因子在体内半衰期短、需反复给药、大剂量给药有副作用等缺点,是骨组织工程的又一重要研究方向。
在基因强化的骨组织工程研究中,对基因载体的研究日益受到研究者的重视。目前报道应用的基因载体有真核表达载体cDNA载体、腺病毒、腺相关病毒、逆转录病毒、猴空泡病毒(SV40)等。Blum[20]等比较了腺病毒、逆转录病毒、脂质体载体对转hBMP?2基因小鼠MSC修复颅骨缺损的效果差异,发现腺病毒组成骨效果最显著,脂质体组最少。腺病毒载体是由人类腺病毒Type5野生型经删除E1、E3区基因改造而来的,具有宿主范围广、表达效率高、不复制等特点,同时又有8.5kb的携带容量,是近年来研究最多的基因载体。
研究证实,随着供体年龄的增加及细胞传代次数的增加,细胞的增殖能力呈下降趋势[22]。端粒酶对于维持干细胞自我更新能力和复制潜能具有重要意义。利用端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcrip tase,TERT)基因修饰干细胞,可实现BMSC在体外长期扩增并维持某些干细胞的多向分化潜能特性,文献证实用TERT基因修饰的MSC体外连续传代培养3年后,仍保持良好的自我更新和多向分化潜能[23]。利用TERT基因修饰的MSCs建立种子细胞库有可能解决目前骨组织工程临床应用中种子细胞来源的难题,但其所致永生化细胞有否致瘤性尚需进一步研究。
目前对骨组织工程种子细胞的选择而言以骨髓基质干细胞最为理想。但尚有一些问题有待进一步解决。国内已有学者利用基质干细胞构建组织工程骨应用于临床,这可以成为骨组织工程临床应用很好的借鉴。我们有理由相信,随着研究的不断深入,新型、实用、安全的种子细胞一定会给骨组织工程的临床应用带来新的突破和创新。