成骨和成軟骨誘導分化的脂肪幹細胞免疫原性研究

《成骨和成軟骨誘導分化的脂肪幹細胞免疫原性研究》是依託同濟大學，由劉廣鵬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：成骨和成軟骨誘導分化的脂肪幹細胞免疫原性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉廣鵬
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

傳統觀點認為脂肪幹細胞（ASCs）具有低免疫原性，但我們前期研究發現同種異體ASCs構建的組織工程骨和軟骨在動物體內降解速率快，修復組織缺損的能力差且伴有淋巴細胞浸潤，因此推測誘導分化後的ASCs不是免疫豁免細胞，異體移植可以誘發免疫反應。本項目將針對成骨/軟骨分化的人ASCs免疫原性展開研究，以混合淋巴細胞反應模擬體內免疫微環境條件，通過qPCR、Western blot、ELISA等方法觀察ASCs免疫原性相關膜蛋白的mRNA和蛋白表達，以3H-TdR摻入和流式細胞儀檢測ASCs的增殖和凋亡；建立Transwell反應體系，闡明不同免疫微環境下免疫原性膜蛋白表達與可溶性細胞因子的相關性，並套用RNA干擾技術驗證膜蛋白分子的功能。最後通過細胞標記技術和動物實驗，探討成骨/軟骨分化的同種異體ASCs體內免疫反應並觀察細胞轉歸，為異基因ASCs作為組織工程種子細胞的免疫原性研究提供實驗依據。

結題摘要

課題組在不使用免疫抑制劑的情況下，將成骨分化的犬同種異體脂肪幹細胞（ASCs）複合天然珊瑚支架材料植入到犬顱骨標準缺損區，術後各個觀察點未發現CD4/CD8比值及其他免疫細胞因子發生顯著改變。術後6月組織學證實有大量新生骨組織形成並保持穩定，局部未發現明顯排斥反應。通過綠色螢光蛋白基因標記技術發現植入的細胞存在於再生骨組織中可長達6個月，明確了ASCs在組織工程化骨組織形成過程中的轉歸。在人臍帶血間充質幹細胞（UCB-MSCs）體外免疫原性研究方面，以混合淋巴細胞反應模擬體內免疫微環境條件，發現成骨誘導分化細胞HLA-II類分子的陽性表達率升高，對淋巴細胞增殖的抑制作用明顯減弱，在干擾素-γ作用後反有刺激淋巴細胞增殖的效果。因此認為成骨分化的UCB-MSCs抑制混合淋巴細胞增殖反應的效果明顯低於未誘導UCB-MSCs，不適合作為骨組織工程及細胞治療的同種異體細胞來源。 課題組觀察了自體ASCs移植對卵巢切除術後骨質疏鬆兔的影響，發現自體幹細胞移植治療12周后，細胞治療組股骨遠端骨密度、數量、厚度及結構模型指數均明顯改善。組織學檢測發現實驗組骨小梁厚度增寬，植入的藻酸鈣材料已降解，而對照組骨小梁較纖細，材料有殘留。證實自體ASCs移植對兔骨質疏鬆有一定的治療效果。 關於組織工程骨成骨條件，我們對骨髓基質幹細胞（BMSCs）的幹細胞比例、成骨特異性指標等進行了研究，發現與新鮮分離的骨髓單個核細胞（BMNCs）和未分化的BMSCs相比，成骨誘導分化的第2代BMSCs具有較好的體內外成骨能力。 牛血清白蛋白（BSA）是胎牛血清中含量最高的蛋白質成分，而且多孔生物支架材料易於吸附BSA。作為異種來源蛋白，BSA殘餘量過高會導致免疫排斥反應，影響組織工程骨植入人體的安全性。本研究表明：酶聯免疫法適用於組織工程骨中BSA 殘餘量的檢測。現有條件下構建的組織工程骨BSA殘餘量仍然較高，組織工程骨植入前的清洗對BSA殘餘量有顯著影響。 本課題立項研究以來，已發表受課題資助的SCI 論文8篇，以及中文核心期刊論著5篇。參加國內學術會議交流3次。獨立指導碩士研究生2人（鄒文燾，朱麟），聯合培養碩士生3人（許益聘、林和敏、廖彩荷）及博士後2人（單連成、張坤璽）。