緩釋細胞因子的複合材料仿生膽管的構建研究

《緩釋細胞因子的複合材料仿生膽管的構建研究》是依託西安交通大學，由李建輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：緩釋細胞因子的複合材料仿生膽管的構建研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李建輝
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

膽管損傷後的修復與重建是膽道外科一道難題。人們一直在追求一種理想的膽管替代物，近年來，組織工程器官的研究蓬勃發展，但仿生膽管的研究明顯滯後。基於我們在醫學領域和材料學領域的前期研究，根據膽管組織解剖特點，研製可以緩釋誘導分化因子的PLGA/明膠基膽管支架，使其可緩慢釋放不同的細胞誘導分化因子，並研究其物理性能、緩釋性能、降解性能及生物相容性；體外培養骨髓間充質幹細胞並向膽管上皮細胞誘導分化，研究其分化機制及條件；最佳化膽管支架的結構、性能和骨髓間充質幹細胞向膽管上皮細胞的分化條件；將骨髓間充質幹細胞種植於構建的新型仿生膽管支架進行培養，體外構建仿生膽管模型並研究細胞與材料、細胞與誘導因子的相互作用機制；體內構建豬組織工程膽管，初步建立仿生膽管的動物模型。若本項目得到資助，將會在仿生膽管的構建、幹細胞向膽管上皮細胞分化條件和機制的研究中取得顯著成果，也期望為膽道修復重建帶來最理想的材料和方式。

結題摘要

醫源性膽管損傷的發病率居高不下，各種修複方式都存在著各自的弊端，越來越多的目光投向於組織工程膽管的研究。本實驗將大鼠的骨髓間充質幹細胞（BMSC）體外誘導分化為膽管上皮樣細胞，種植細胞於可以緩釋生長因子的生物可降解支架，使其在管狀支架內部存活、增殖並進一步成熟，為後期組織工程膽管的研究做理論基礎。隨後利用豬的同種異體BMSC培養在生物可降解支架內部，評估利用其進行肝外膽管重建的效果。利用貼壁培養法分離大鼠BMSCs，將分離所得的BMSCs貫續暴露於丁酸鈉及與肝臟胚胎髮生過程相關的細胞因子，使得BMSCs先後分化為肝前體細胞及膽管上皮樣細胞。檢測細胞表面抗原的表達、相關基因的表達。同時製備可以緩釋細胞因子的PLLC/PLGA管狀支架，將膽管上皮樣細胞與基質膠混勻，塗層在管狀支架內部，進行動態培養。檢測細胞的存活比例、細胞增殖抗原Ki67及膽管特異性抗原的表達。體內實驗方面，獲得成年公豬的BMSC，體外培養3周后與含生長因子的基質膠混懸並噴塗至支架內表面，動態培養。建立膽道缺損的動物模型，將同種異體的豬BMSC種植到支架表面，將支架間置於缺損兩端吻合。分別在觀察的1，3，4月對實驗豬進行體重測量、膽道造影、肝功能測定及組織學染色，檢測標本組織的SRY基因，以區分再生組織來源。誘導後的細胞可以在體外穩定增殖，並保持向肝、膽系子代細胞繼續分化成熟的功能。分別在形態學、蛋白和基因水平鑑定了分化所得的肝前體細胞和膽管上皮樣細胞。檢測發現膽管上皮樣細胞同時表達肝細胞及膽管上皮細胞表面抗原。將其種植於PLLC/PLGA支架並進行動態培養，發現活細胞的比例維持在85%以上，並使膽管上皮樣細胞得到進一步成熟。體內實驗方面，實驗組所有移植動物均在觀察期間保持存活並逐漸增長了體重，未表現出黃疸，在吻合區域，術中膽道造影未觀察到明顯的狹窄、結石、或膽道擴張。組織學檢測觀察到在移植後的1月和3月時，有不完全的膽管上皮再生，4個月時，修補區域的組織學形態接近正常膽道。SRY基因檢測量值表明，分化在移植後膽道再生起主要作用。體外實驗通過誘導方案使BMSCs體外分化為膽管上皮樣細胞。細胞表達膽管上皮細胞特異性抗原，並能在膽管支架上存活、增殖並進一步成熟，保證了組織工程膽管構建的理論基礎。體內實驗表明此膽道替代物在觀察期能夠達到完全的膽管再生，具有治療許多肝膽疾病的潛力。