《骨組織工程技術構建骨髓造血微環境的相關研究》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：骨組織工程技術構建骨髓造血微環境的相關研究
- 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,結題摘要,
中文摘要
我們的前期研究發現成骨誘導分化的骨髓間充質幹細胞（BMSCs）異位構建的組織工程骨伴有骨髓再生及造血功能，而未誘導分化的BMSCs則無此現象發生。進一步實驗發現，脂肪源性幹細胞（ASCs）及臍帶血間充質幹細胞（UCB-MSCs）可以作為骨組織工程種子細胞，但無異位成骨及再生骨髓的功能。本項目擬通過單細胞克隆培養、成骨定向誘導鑑定與基因組學的方法，將BMSCs分為具有成骨分化潛能和非成骨分化潛能的兩類細胞克隆群，全面比較兩者膜表面蛋白表達譜的差異，結合裸鼠皮下回植的體內實驗結果，篩選確定與成骨/骨髓分化潛能相關的膜蛋白。在此基礎上，通過流式細胞及免疫磁珠分選ASCs與UCB-MSCs的成骨細胞亞群，檢驗成骨誘導分化效果。開展特異性蛋白因子抑制實驗，確定膜蛋白表達與細胞信號通路的相關性，並套用RNA干擾技術驗證膜蛋白調控體內造血的功能，為建立穩定有效的骨組織工程構建造血微環境技術提供實驗依據。
結題摘要
成體幹細胞（骨髓間充質幹細胞BMSCs；脂肪源性幹細胞ASCs；臍帶血間充質幹細胞UCB-MSCs；肌肉來源幹細胞MDSCs等）均為由多種細胞亞群組成的混合細胞群體，其亞群分型、分子標誌與定向分化潛能等研究已成為組織工程與再生醫學領域的熱點內容。本課題立項以來，重點圍繞成體幹細胞特異性成骨潛能特性，開展了相關係列研究。運用組織工程技術體內模擬再造骨髓組織，證實早期（8周內）形成組織工程骨的成骨細胞來源於移植供體，之後供體細胞凋亡並為募集而來的宿主細胞替代；而新形成的骨髓造血細胞均來自宿主，並可在體記憶體在18個月以上。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ASCs複合珊瑚材料植入到顱骨標準缺損區，術後未發現CD4/CD8比值及其免疫相關細胞因子發生顯著改變。通過GFP標記技術證實有新生骨組織形成並保持穩定6個月以上，明確了ASCs在組織工程骨組織形成過程中的轉歸。在人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。課題組觀察了自體ASCs移植對雙側卵巢切除術後骨質疏鬆兔的影響，發現自體細胞移植治療12周后，兔股骨遠端骨小梁密度、數量、厚度及結構模型指數均明顯高於對照組，證實自體ASCs移植對兔骨質疏鬆有一定的療效。牛血清白蛋白（BSA）是胎牛血清中含量最高的蛋白成分，殘餘量過高會導致免疫排斥反應，進而影響組織工程骨植入人體的安全性。本課題研究表明：酶聯免疫法適用於組織工程骨中BSA 殘餘量的檢測；多孔支架材料較細胞更易吸附BSA，植入前的清洗程式對BSA殘餘量有顯著影響。在最佳化組織工程骨體內外成骨條件的基礎上，課題組證實ASCs條件培養液可通過旁分泌生長因子的方式促進兔眼表角膜化學損傷，探討了人眼眶ASCs體外增殖與分化能力隨年齡增長的變化規律，並首次從人眼輪匝肌中分離培養獲得MDSCs，其具有貼壁培養、體外擴增和多向誘導分化潛能。
