脂肪基質細胞多向分化能力及其在組織工程中應用的研究.pdf

1、在臨床醫(yī)學中，因創(chuàng)傷、感染、腫瘤術后及先天缺陷導致組織缺損的修復重建，一直是困擾各專業(yè)醫(yī)生的棘手難題。當前臨床上使用的各種組織修復與重建方法雖然各有優(yōu)缺點，但總體來說不盡人意。組織工程是應用細胞生物學和工程學的原理，對病損組織結構、功能的修復與重建進行研究開發(fā)的一門新興科學。種子細胞是組織工程的首要因素，脂肪基質細胞(Adipose tissue-derivedstromal cells，ASCs)是近年來研究最熱門的種子細胞，被認為是

2、最有可能用于臨床的種子細胞之一。ASCs具有向脂肪細胞、成骨細胞、成軟骨細胞和成肌細胞等多向分化的能力，加之脂肪貯備量大、取材方便的優(yōu)勢，使其更具實際的應用價值。 本課題采用酶消化法獲取綠色熒光蛋白(Green fluorescent protein，GFP)轉基因小鼠脂肪基質細胞，通過體外多向誘導的培養(yǎng)方法，研究內源性GFP對ASCs分化能力的影響；然后以腺病毒(Adenoviral vectors，Ad)為載體，轉染外源性G

3、FP基因到Balb／c小鼠ASCs中，比較內、外源性GFP對小鼠ASCs分化能力的影響；進而研究外源性GFP對人脂肪基質細胞分化能力的影響。在此基礎上，結合組織工程的方法，研究ASCs體外成軟骨分化能力，并使用經過成軟骨誘導的ASCs復合藻酸鹽支架材料，種植于裸鼠皮下，研究ASCs形成異位軟骨組織的能力；再使用經過成骨誘導的ASCs復合納米雙相磷酸鈣陶瓷支架材料，研究ASCs異位及原位成骨能力。 研究結果顯示： 1．GF

4、P轉基因小鼠的脂肪基質細胞在表達內源性GFP的同時，仍保持了向成骨細胞、脂肪細胞、成神經細胞、成肌細胞等方向的分化能力，二者沒有明顯的相互影響，提示GFP轉基因小鼠ASCs是一種理想的細胞模型； 2．Ad-GFP轉染的Balb／c小鼠ASCs與GFP轉基因小鼠ASCs具有相似的生長、增殖特性；二者在成軟骨分化過程中，SOX9、Aggrecan、Col-I、Col-II、C0l-X基因以及C0l-I、C0l-II蛋白的表達時間和強

5、度基本相同，說明可以用Ad-GFP轉染Balb／c小鼠ASCs來替代GFP轉基因小鼠ASCs進行脂肪基質細胞標記、追蹤；Ad-GFP轉染為ASCs的研究提供了高效、低毒、廉價的標記方法； 3．Ad-GFP轉染人脂肪基質細胞，可以獲得80％以上的轉染效率，而人脂肪基質細胞在表達外源性GFP的同時仍可以分化為成骨細胞、成軟骨細胞、成肌細胞、脂肪細胞，這將為人脂肪細胞移植提供良好的細胞標記； 4．人脂肪基質細胞體外單層培養(yǎng)時，

6、經過成軟骨誘導后，可以分化為成軟骨細胞；在此基礎上，使用經過成軟骨誘導的人脂肪基質細胞復合可注射式藻酸鈉支架，種植于裸鼠皮下，檢測到軟骨特異性基因SOX9、Aggrecan、Link Protein、COMP、C01-I、C01-II、C01-X以及特異性蛋白Col-I、Col-II、C0l-X、GAG的表達，說明人脂肪基質細胞經成軟骨誘導后可用作種子細胞形成異位軟骨組織，為軟骨組織工程研究提供了新的種子細胞； 5．ASCs復合

7、納米雙相磷酸鈣陶瓷(NanoBCP)異位及原位成骨能力研究中，通過大體觀察、X射線檢查、HE染色、三色染色、免疫組化染色、RT-PCR等方法從組織學、基因和蛋白水平證實經過成骨誘導的ASCs復合NanoBCP有顯著的異位成骨能力，并可以修復大鼠自體顱骨極量缺損，ASCs將為骨組織工程的研究開辟新的途徑； 6．第一鰓弓外胚間充質細胞可以定向分化為脂肪細胞、成骨細胞、成軟骨細胞、成神經細胞、內皮細胞、成肌細胞和成牙本質樣細胞，具有多

8、向分化潛能，顯示了良好的可塑性，可用作牙頜面組織工程學的種子細胞來源。 綜上所述，本研究在國內首次對人／動物的脂肪基質細胞多向分化潛能進行了較系統(tǒng)的研究，深入探討了ASCs定向分化的關鍵基因和信號分子，闡述了脂肪基質細胞的分化機制；在國內外首次證實了腺病毒載體轉染外源性GFP對ASCs分化沒有明顯的影響，可以采用Ad-GFP轉染的方法標記人／動物脂肪基質細胞，為ASCs的體內追蹤和研究找到了一種成本低廉、操作簡單、轉染效率高、細