組織工程材料捕獲成體干細(xì)胞的影響因素及免疫重建研究.pdf

1、干細(xì)胞（stem cell）是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。根據(jù)分化階段不同，干細(xì)胞可分為胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ESC）和的成體干細(xì)胞（adult stem cells，ASC）。ESC是來源于人或動物胚胎內(nèi)細(xì)胞團或原始生殖嵴的一種多能細(xì)胞系，幾乎可以向所有的成年組織分化；ASC存在于胎兒和成人組織和器官中，是已分化組織中的未分化細(xì)胞。 目前，有關(guān)干細(xì)胞的研究主要是ESC和ASC。從理論和治療的

2、角度講，ESC具有全能性，可將其移植到患者體內(nèi)，代替各種受損細(xì)胞，恢復(fù)其功能，但ESC的研究由于受倫理學(xué)爭議、免疫排斥、實驗技術(shù)限制等影響，阻礙了其在臨床治療中的應(yīng)用。雖然ASC可能不具有ESC那樣的全能性，但是ASC可以克服ESC應(yīng)用所面臨的問題，可以實現(xiàn)自體細(xì)胞移植。在一定條件下，成體干細(xì)胞可跨越傳統(tǒng)胚層概念的界限，分化為其他胚層來源的細(xì)胞，這種特性稱為干細(xì)胞的可塑性（plasticity）或者非正統(tǒng)分化（unorthodox di

3、fferentiation），也有人稱之為橫向分化或者轉(zhuǎn)分化（transdifferentiation）。 研究證明，來源于成體肌肉中的肌源干細(xì)胞（muscle derdved stem cell，MDSC），可以橫向分化為多種細(xì)胞系，如血細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等。也有研究認(rèn)為骨骼肌是干細(xì)胞“貯存庫”，肌肉和骨髓之間有很強的干細(xì)胞交流，并且證實來源于成體肌肉的MDSC移植與骨髓細(xì)胞移植沒有明顯區(qū)別。雖然MDSC具有廣泛的應(yīng)用

4、前景，可被用于肌營養(yǎng)失調(diào)的治療、肌肉損傷的修復(fù)以及改善切除神經(jīng)的尿道括約肌功能等，但是，目前提取MDSC的方法主要是取出肌肉組織，剪碎、消化、過濾分離得到細(xì)胞，這種方法具有嚴(yán)重的組織破壞性。鑒于MDSC提取分離方法具有組織結(jié)構(gòu)破壞性，本實驗室建立了一種新的捕獲MDSC的方法，即利用體內(nèi)植入組織工程材料的方法來捕獲MDSC。前期實驗已經(jīng)證實組織工程捕獲的細(xì)胞有多種干細(xì)胞的表面標(biāo)志特征；在造血分化實驗中，捕獲的細(xì)胞可以分化為多種血細(xì)胞系。此

5、方法創(chuàng)傷輕并且可捕獲大量干細(xì)胞。在前期的工作基礎(chǔ)上，本實驗擬利用組織工程材料埋植入動物體內(nèi)的方法，繼續(xù)研究獲得大量MDSC的影響因素，并通過免疫重建探討捕獲細(xì)胞的應(yīng)用的可能性。 研究目的： 本研究的目的是探討細(xì)胞因子Op-1和G-CSF對組織工程材料埋植提取MDSC的影響，并觀察捕獲干細(xì)胞的免疫重建功能，為建立一種新的捕獲、提取MDSC的方法及新的干細(xì)胞移植技術(shù)平臺提供實驗依據(jù)。 研究內(nèi)容與方法： 1．組

6、織學(xué)觀察吸收性明膠海綿與多聚乳酸兩種材料捕獲細(xì)胞的效果，對兩種材料進行分析比較； 2．細(xì)胞因子Op-1和G-CSF激動后對捕獲細(xì)胞的影響； 3．采用流式細(xì)胞術(shù)、免疫熒光以及干細(xì)胞體外造血分化等方法，定量研究組織工程材料捕獲干細(xì)胞的數(shù)量； 4．利用同種異體移植原理，觀察捕獲MDSC的免疫重建功能，采用PCR技術(shù)檢測性別決定基因（Sry）。 研究結(jié)果： 1．吸收性明膠海綿與多聚乳酸均可捕獲大量的細(xì)胞。

7、多聚乳酸質(zhì)地堅硬，植入過程對動物肌肉組織損失較大，易造成出血；吸收性明膠海綿質(zhì)地柔軟，對動物組織損失較?。晃招悦髂z海綿易被降解，但不影響捕獲細(xì)胞，只要時間控制得當(dāng)，降解不會影響實驗進行。 2．與對照組相比，Op-1和G-CSF均可促進細(xì)胞和MDSC數(shù)量的增加，Op-1效果更顯著。 3．采用免疫熒光、流式細(xì)胞術(shù)等方法得干細(xì)胞比率在3％-4％范圍內(nèi)；干細(xì)胞體外造血分化方法得干細(xì)胞比率為1．02％，與對照骨髓組相比數(shù)量相差不

8、大。 4．免疫重建觀察到：空白組小鼠存活時間較短，大部分小鼠在2-3周死亡，4周內(nèi)無存活小鼠；骨髓對照組和實驗組小鼠集中死亡時間為3-5周，但存活的小鼠狀態(tài)良好，12周時，骨髓對照組小鼠存活3只，實驗組小鼠存活2只。取受體鼠脾、肌肉、骨髓等，提取DNA進行PCR測試均發(fā)現(xiàn)有Sry目的條帶出現(xiàn)。 研究結(jié)論： 在前期實驗基礎(chǔ)上，本實驗對組織工程材料捕獲MDSC的相關(guān)影響因素進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過體內(nèi)埋植復(fù)合Op-1