《極低頻脈衝電磁場定向促進新生血管形成的研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由張曉軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：極低頻脈衝電磁場定向促進新生血管形成的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張曉軍
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
組織工程產品的血管化是制約其走向臨床套用的關鍵，目前尚無理想的方法促進組織工程產品新生血管的形成。研究顯示，極低頻電磁場（ELF-EMF）不僅促進血管內皮細胞增殖、遷移、分泌FGF-2及血管萌出，還促進動物體內毛細血管網的形成。因此，本項目擬以ELF-EMF為手段，以臍血源性內皮祖細胞為種子細胞，以組織工程皮膚為載體探討ELF-EMF對組織工程產品血管化的定向促進作用。首先研究ELF-EMF對種子細胞的增殖、遷移、凋亡及血管形成相關因子表達的影響；其次在細胞共培養、組織工程真皮模式下，探討ELF-EMF對新生血管形成和形成血管成熟的影響並將構建的血管化真皮組織移植於裸鼠皮膚損傷模型上，觀察其血管結構與裸鼠自身血管吻合情況。本研究旨在建立一種安全、有效、價廉的組織工程產品血管化的新方法，為利用ELF-EMF構建組織工程產品血管化的研究奠定理論基礎；也為進一步完善電磁場的生物效應提供理論依據。
結題摘要
組織工程產品的血管化是制約其走向臨床套用的關鍵，當體積達到數立方毫米以上時, 其內部的細胞將難以通過滲透作用獲得營養和氧分的支持，而必須要求毛細血管的長入才能維持其正常的代謝，否則移植後由於宿主血管未及時長入而導致營養和氧氣供應的不足，使生物支架內細胞死亡，最終導致移植失敗。因此，構建血管化的組織工程產品是保證移植後器官得以存活的前提條件之一。但是目前尚無理想的方法促進組織工程產品新生血管的形成。本項目提出了一種全新的利用極低頻脈衝電磁作用來改善血管種子細胞生存微環境的策略，採用臍血源性血管內皮祖細胞為種子細胞，以組織工程皮膚為載體探討極低頻脈衝電磁對組織工程產品血管化的定向促進作用。 本研究首先研究了極低頻脈衝電磁對血管內皮祖細胞的增殖、遷移、凋亡及血管形成相關因子表達的影響；其次在血管內皮細胞和成纖維細胞共培養、組織工程真皮模式下，探討極低頻脈衝電磁對新生血管形成的影響並將構建的血管化真皮組織移植於裸鼠皮膚損傷模型上，觀察其血管結構與裸鼠自身血管吻合情況。 結果顯示：極低頻脈衝電磁場對血管內皮祖細胞的作用具有強度和作用時間的依賴性，頻率為15Hz、磁感應強度為1mT、作用時間為4h的脈衝電磁場作為本研究的最佳電磁參數組合。定量及半定量分析表明極低頻電磁場顯著地促進血管內皮祖細胞增殖、遷移，抑制細胞凋亡，而且Real time-PCR和 West blot結果證實極低頻電磁場促進血管內皮祖細胞分泌Ⅰ型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白和鹼性成纖維細胞生長因子。 極低頻電磁作用於血管內皮祖細胞和成纖維細胞共培養體系中促進細胞形成聚集體並在其中形成管腔樣的血管結構，將這種細胞聚集體植入裸鼠皮下1周后，移植物中的管腔樣結構與裸鼠體內自身的血管結構相吻合。與單細胞結果相類似，極低頻電磁場促進共培養體系分泌大量的細胞外基質和鹼性成纖維細胞生長因子。 採用脫細胞真皮基質支架材料複合血管內皮祖細胞和成纖維細胞構建的含血管結構的組織工程真皮中，在極低頻脈衝電磁作用下，構建的組織中血管結構數量顯著地多於未處理組。動物移植實驗顯示，創面癒合形成的真皮層中含有豐富的血管結構而且該血管結構已經與宿主體內自身的血管結構相吻合；極低頻脈衝電磁處理顯著的促進創面癒合部位形成功能性的血管結構。 綜上所述，本項目從單細胞、細胞共培養以及三維組織三個層次來證實了極低頻脈衝電磁作用不僅可以促進血管內皮祖
