肌腱細胞是肌腱的基本功能單位，它合成和分泌膠原等細胞外基質，維持肌腱組織的新陳代謝。目前，肌腱組織工程研究的焦點集中在種子細胞來源問題上。肌腱細胞是一種分化程度很高的細胞，在體外培養(yǎng)條件下，增殖相對緩慢，尤其是經過多次傳代后，肌腱細胞甚至喪失進入增殖期的能力。這是組織工程化肌腱研究的瓶頸問題。因此，尋求種子細胞是組織工程化肌腱構建的關鍵所在。根據(jù)文獻，有學者采用皮膚成纖維細胞 ［1］ 和骨髓基質細胞 ［2］ 作為種子細胞。然而，在采用其它細胞替代肌腱細胞構建組織工程化肌腱前，有必要對肌腱細胞與這些細胞的差異與共同點進行了解�；�于此，本文擬從起源、形態(tài)學特點、細胞外基質、生長因子和生物力學等方面對肌腱細胞作一綜述，以提供肌腱細胞與其它細胞比較研究的理論依據(jù)。

　　1 肌腱細胞的發(fā)生來源

　　肌腱細胞起源于胚胎時期的間充質細胞。間充質是胚胎期填充在外胚層和內胚層之間的散在的中胚層組織。間充質細胞呈星形，有許多胞質突起。電鏡下核較大，卵圓形，核仁明顯，相鄰的細胞突起彼此連接成網(wǎng)。間充質細胞分化程度低，有很強的分裂分化能力。

　　2 肌腱細胞的形態(tài)學特點

　　肌腱細胞是形態(tài)發(fā)生改變的成纖維細胞，呈棱形，細胞核長而著色深，順膠原纖維的長軸成行排列，細胞質甚薄成翼狀包著纖維束，翼突也伸入纖維束內分隔包裹著膠原纖維。電鏡下胞質內粗面內質網(wǎng)較豐富，較少線粒體，高爾基體少見 ［3］ 。與此相反，皮膚成纖維細胞胞體較大，扁平，細胞核卵圓形，胞質著色淺，不明顯。電鏡下胞質內細胞器較肌腱細胞密集。

　　3 肌腱細胞分泌的細胞外基質

　　肌腱細胞的功能是形成肌腱膠原纖維和基質。在肌腱組織中，肌腱細胞與胞外基質之間存在著非常密切的相互關系。肌腱細胞可持續(xù)地合成、分泌某些物質，如膠原、可溶性蛋白多糖等，并可降解、吸收基質中的代謝產物，調節(jié)著周圍的微環(huán)境。同時，基質也能有效地影響細胞的代謝、生長、增殖和運動等細胞行為。與成纖維細胞分泌的細胞外基質相比，膠原纖維在肌腱的胞外基質中比例較大，占其中有形成分的70%以上，且特化為抗拉結構。僅有少量纖細的彈力纖維夾雜在膠原纖維之間。而真皮除有膠原纖維束交織成網(wǎng)外，還有許多彈力纖維賦予皮膚較大的韌性和彈性。

　　膠原纖維是構成肌腱組織的主要成分，呈束狀排列，新鮮狀態(tài)下，大體觀呈銀白色。光鏡觀察，在組織中呈平行波浪狀，橫斷面近似橢圓形。肌腱膠原纖維的抗拉性能極強，可承受6kg/mm 2 的拉力。一般認為肌腱膠原纖維的排列與受力方向平行，但還有部分纖維束呈扭轉或交錯排列，防止纖維分離，同時也有利于對來自不同方向的力的緩沖。而真皮組織的膠原纖維排列雜亂無章，向不同方向伸展。肌腱細胞的胞外基質主要由不溶性膠原蛋白、彈性蛋白、原纖維和可溶性蛋白聚糖構成，可有效地分散肌腱組織的張力和重力，維持肌腱結構的正常形態(tài)，為包埋在基質中的肌腱細胞提供適宜的物理和化學環(huán)境。肌腱細胞合成的蛋白聚糖有透明質酸、裝飾蛋白（decorin）、粘膠蛋白（tenascin）和纖維調節(jié)素（fibromodulin）等，并可形成多孔的分子篩，營養(yǎng)物質和代謝產物可自由通過。Decorin可以阻止膠原原纖維形成，通過下調decorin的表達，可在兔韌帶瘢痕中重建粗大纖維 ［4］ 。Tenascin-c能使肌腱細胞適應壓力  。Fibromodulin起穩(wěn)定纖維中成熟的原纖維的作用。Maria等 ［7］ 研究與膠原原纖維生長有關的26個的cDNA片段，發(fā)現(xiàn)上游結構蛋白α 1 （Ⅰ）collagen、α 2 （Ⅰ）collagen、α 1 （Ⅺ）collagen、α 1 （Ⅵ）collagen和fibromodulin表達增加。

　　4 肌腱組織中的膠原類型

　　根據(jù)編碼基因和肽鏈組合的不同，目前至少有20型膠原完成了物理或化學定性。每一種又根據(jù)其一級結構分為許多亞型，它們的分子結構、組織分布和物理性能均有差異。不同類型的膠原的α鏈由各自獨立的基因編碼。已經明確肌腱組織中含有的膠原有Ⅰ型、Ⅴ型 ［8］ 、Ⅵ型 ［9］ 、Ⅷ型、Ⅺ型 ［10］ 、Ⅻ型 ［11］ 、ⅩⅣ型 ［12］ 和ⅩⅩ ［13］ 型。其中，Ⅰ型膠原是肌腱組織的主要纖維性膠原，較粗大，起穩(wěn)定組織的作用。它在肌腱中形成繩索樣結構，在皮膚中則形成片狀結構。Ⅻ型、ⅩⅣ型和ⅩⅩ型膠原是裝配在原纖維表面上的膠原，是原纖維結合膠原 ［13］ ，其作用是將原纖維結合起來，參與調節(jié)和控制原纖維的形狀，使之適應肌腱組織的功能需要。當肌腱受到損傷進行修復時，會出現(xiàn)Ⅲ型膠原的暫時表達 ［14］ 。

　　5 膠原纖維的合成和重塑

　　膠原纖維是經多步驟過程裝配而成，包括膠原分子的合成、分泌和修飾等步驟。膠原分子的多肽鏈是在內質網(wǎng)膜結合的核糖體上合成的，最初合成的多肽鏈為前α鏈。在內質網(wǎng)腔中，前α鏈與其他兩條前α鏈通過氫鍵相互結合，構成了三股螺旋的前膠原分子。此分子的裝配起始于內質網(wǎng)，后經高爾基體裝配完成，被包裝到分泌泡中，分泌到細胞外。前膠原分子分泌到細胞外之后，前肽序列被專一的蛋白水解酶切除，于是前膠原轉變成了膠原分子。相鄰的膠原分子在細胞外經賴氨酸殘基橫聯(lián)成共價鍵，相互以四分之一錯位排列的方式 ［15］ 裝配成了膠原原纖維。如果橫鍵的建立受阻，則原纖維的張力強度大大下降。跟腱中橫鍵特別豐富，具有很強的抗張能力，適應于支撐體重和進行劇烈運動。

　　6 膠原原纖維的組成

　　膠原纖維的直徑以其中所含膠原原纖維的多少、粗細而定。原纖維的直徑隨其所在組織的不同而異。肌腱的原纖維可比角膜中的原纖維粗約20倍。高負荷力的組織中原纖維比較粗，其負荷力的大小與原纖維粗細成正相關。另外，影響原纖維粗細的因素還有糖基化程度（越細的原纖維其糖基化程度越高）、原纖維表面是否存在較小的膠原分子、膠原分子末端是否存在較長的肽鏈、周圍蛋白多糖的類型和濃度。

　　肌腱細胞膠原纖維的組成需經過三個過程:膠原原纖維階段、原纖維束階段、組織特異性聚合體階段 ［16］ 。在肌腱的形成過程中，細胞外部按不同等級分成了許多胞外分 隔，它代表了胞質成分向胞外空間的延伸。原纖維的組裝發(fā)生在細胞表面的胞外分隔中。初級分隔是一系列較窄的通道，包含單根或成組的原纖維。這些原纖維被胞膜包繞且深入胞漿內部，遠端與胞外區(qū)域相通。這些較窄的通道相互從側面融合形成第二級劃定分隔。在第二級分隔中，原纖維單體相互以添加融合或相似融合的方式 ［15］ 形成原纖維束。這種排列方式的形成原因在于:只有如此程度的重疊才能使相鄰膠原分子的氨基酸相互作用而形成穩(wěn)定狀態(tài)。在電鏡下明顯可見64～70nm左右的周期性橫紋結構。從橫切面看是圓形結構，從縱切面看為兩端逐漸變細的尾狀結構。Scott（1984）提出通過decorin的表面包被可以促使原纖維融合過程發(fā)生。第三級分隔是由并聯(lián)的兩個或三個細胞來確定界限。在其中，原纖維束相互之間以融合或接合方式聚合成聚合體。第三級分隔相互交叉，部分區(qū)域相鄰，部分區(qū)域相通。

　　7 生長因子及其受體表達對肌腱細胞的影響

　　生長因子是由細胞產生的，能調節(jié)自身和其它細胞功能小分子可溶性蛋白質或多肽，通過與受體特異性的結合啟動其效應作用。它可以調節(jié)細胞的增殖、分化過程并改變細胞產物的合成。

　　Murphy ［17］ 研究發(fā)現(xiàn)肌腱細胞的增殖在一定范圍內與IGF-1的濃度呈量效關系，同時發(fā)現(xiàn)IGF-1對肌腱細胞的膠原合成有促進作用。Klein ［18］ 應用TGF-β后發(fā)現(xiàn)肌腱細胞的膠原產量明顯增加，細胞數(shù)量變化不明顯。Barbara等 ［19］ 對bFGF研究后發(fā)現(xiàn)，bFGF參與肌腱愈合的早期修復過程，能夠促進肌腱細胞增殖，提高Ⅲ型膠原的表達。Molˉloy ［20］ 研究認為bFGF在體內可促進肌腱細胞增殖及膠原合成。Haydon ［21］ 把BMP-13、14直接注射到大鼠肌腱損傷部位，可使修復后的肌腱最大張力提高39%，而把BMP-12用于雞的肌腱損傷部位后，其最大張力也有所提高。Rodeo ［22］ 認為BMP-2有利于肌腱的愈合。Fu ［23］ 研究BMP-12可以促進肌腱細胞的增殖和基質生成。

　　8 生物力學對肌腱細胞的影響

　　肌腱是連接骨骼肌肌腹與骨骼之間的單軸致密膠原纖維結締組織束，是彈性小、寡血管的組織，用于傳導肌腹收縮所產生的力，牽引骨骼使之產生運動。肌腱本身不具有收縮能力，但具有很強的耐壓抗張力和抗摩擦的能力。因此，力學刺激必然對肌腱細胞的生物學特性產生很大的影響。力學信號可刺激細胞表面的牽張受體和粘附位點，導致一系列瀑布效應，從而改變細胞周圍的營養(yǎng)成分、氧氣等 ［24］ 。還可改變細胞內的第二信使NO或Ca 2+ 濃度，直接或間接影響細胞因子mRNA的表達，從而影響基質蛋白的合成。有人 ［5，6］ 研究tenascin-C mRNA和蛋白質水平在牛的屈肌肌腱遠端（受力大）含量比近端（受力小）大。