專題討論9：胎盤幹細胞於轉譯醫學之最新發展
Applications of Human Placenta-derived Multipotent Stem Cells (PDMCs) in Translation Medicine

S9-1
比較人類胎盤幹細胞與人類骨髓幹細胞在各可裂解材料上的骨分化能力
Comparison of the Osteogenetic Differentiation Capacity of Human Placenta-derived Mesenchymal Stem Cells and Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells on Different Degradable Materials
陳江山 楊子聖1 楊台鴻2，侯勝茂1
亞東紀念醫院 新光吳火獅紀念醫院1 台大醫工所2
　　本實驗的目的在於比較人類胎盤幹細胞(hPDMC)與人類骨髓幹細胞(hBMSC)在不同可分解材料上的骨分化能力。藉由一些比較幹細胞骨分化能力及訊號傳遞相關的實驗可評估材料誘導細胞朝骨分化的影響。

實驗設計：
將hPDMCs 與hBMSCs 分別培養在不同可分解材料上，這些生物可分解材料包含了甲殼素(Chitosan)、明膠(Gelatin)、玻尿酸(Hyaluron)、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLLA)、聚乳酸-甘醇酸(PLGA)、聚己內酯(PCL)、聚羥基丁酸(PHB)等。本實驗從細胞型態的觀察，細胞活性與毒性的測試，觀察骨分化相關的的基因表現(BMP、osteocalcin、alkaline phosphatase)，一直做到細胞礦化程度的測試。三個主要影響骨分化的途徑包括了：BMP-Smad、MAPK-ERK、PI3K-Akt，在PCL為主要材料下，本實驗利用藥物分別抑制了三個訊號傳遞途徑並觀察鹼性磷酸?(ALP)的變化。

結果：
hPDMC 與 hBMSC 在不同材料上表現了類似纖維母細胞的型態。而hBMSC在PCL上無論在細胞增生、ALP活性及況礦化程度上皆優於hPDMC。在ALP活性測試結果可得知，hBMSC在PCL、hyaluron及gelatin上皆有高度的表現；即使沒有成骨誘導的培養基質(在一般培養基質中),在28天的礦化染色結果可得知，PCL亦明顯地使hBMSC有礦化的產生，在有成骨誘導的培養基中hPDMC在第14天的礦化染色有看到有些微的礦化產生。我們發現hBMSC經由藥物Ly294002抑制後，其ALP活性有明顯地被抑制住，進而推測hBMSC的骨分化可能是與PI3K-Akt的訊號傳遞有相當的關聯。

結論：
從實驗的結果得知，hBMSC對於骨細胞新生似乎來得比hPDMC還要好；而在眾多的可分解材料裡，PCL似乎是最適合被應用在骨細胞新生的材料。PI3K-Akt的訊號傳遞似乎是影響間質幹細胞走向骨細胞新生主要途徑。