低能量激光照射疗法调节间充质干细胞生物学效应研究进展

思黛伟 王新涛

间充质干细胞(MSC)在组织工程和再生医学中有重要作用，低能量激光照射疗法(LLLT)可以促进MSC的增殖及成骨分化，被认为是组织工程中很重要的影响因素[1-2]。LLLT是指细胞或组织暴露于弱光后，通过特殊的光电子效应调节其生物学功能[3]。LLLT对MSC生物学效应的调节作用受到许多因素影响，可表现为正向或负向调节。随着研究的深入，LLLT对细胞的正向调节作用得到越来越多的重视。然而，许多研究中所选择的LLLT参数存在差异，导致研究结论不一致[4-5]，使得现有的LLLT对MSC的生物学效应的研究数据难以令人信服，并阻碍了LLLT应用的标准化。

1 对MSC生物学效应的影响

1.1 细胞增殖

实验研究结果显示LLLT能促进MSC增殖。Min等[4]用LLLT处理体外培养的MSC,随后将其移植入大鼠体内，发现LLLT不仅可以促进MSC在体外增殖，也可以促进其在体内增殖。Cavalcanti等[6]认为，LLLT促进MSC增殖与细胞周期改变相关。LLLT能促进MSC向G2/M期转变，从而导致细胞快速增殖，且转变程度随LLLT能量密度的增加而增加。然而也有一些研究显示，不适当的LLLT对MSC具有不良效应，表现为抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡等，这些不良效应可能与MSC内活性氧(ROS)生成增加和DNA损伤相关[5]。总而言之，LLLT对MSC增殖的效应受多种因素影响。

1.2 成骨分化及矿化

MSC分化为成骨细胞是发挥成骨作用促进骨再生的重要保障，该分化过程可分为2个阶段：第一阶段在1～2周内，此时细胞缓慢增殖，表达碱性磷酸酶(ALP)活性和骨特异性基因，并产生胶原基质；第二阶段在2周后，此时基质矿化形成结节，矿化结节是MSC成骨分化后期的重要生物学标志。……