iPS細胞模仿胎兒無瘢痕癒合的實驗研究

《iPS細胞模仿胎兒無瘢痕癒合的實驗研究》是依託上海交通大學，由鄧辰亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：iPS細胞模仿胎兒無瘢痕癒合的實驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄧辰亮
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

無瘢痕癒合是傷口癒合的最理想目標。多項研究提示，胎兒無瘢痕癒合很可能歸因於大量胚胎幹細胞的存在。但可供研究的胚胎幹細胞的來源十分困難。源於逆分化技術的iPS細胞因其自身優勢，以及酷似胚胎幹細胞，為研究無瘢痕癒合帶來極大幫助。本研究擬通過最佳化細胞逆分化方法，向表皮幹細胞內轉導相關基因來獲得iPS細胞；將iPS細胞與透明質酸（HA）混合，移植於瘢痕動物模型中，模擬無瘢痕癒合。研究iPS細胞的免疫排斥性；觀察其致腫瘤性；進行瘢痕動物模型中創傷癒合過程大體觀察及組織學研究；並檢測iPS細胞引起的瘢痕模型中細胞因子、生長因子、細胞外基質等表達的變化；探索iPS細胞用於瘢痕治療的可行性。該研究如獲得成功，將為瘢痕的治療開闢新的途徑，並為闡明胎兒無瘢痕癒合機制提供幫助。

結題摘要

本研究設計向表皮幹細胞內轉導相關基因並通過最佳化細胞逆分化的方法來獲得iPS細胞；將iPS細胞與透明質酸（HA）混合，移植於瘢痕動物模型中，模擬無瘢痕癒合。研究iPS細胞的免疫排斥性；觀察其致腫瘤性；進行瘢痕動物模型中創傷癒合過程大體觀察及組織學研究；並檢測iPS細胞引起的瘢痕模型中細胞因子、生長因子、細胞外基質等表達的變化；探索iPS細胞用於瘢痕治療的可行性。但在研究中我們發現，iPS細胞的轉化效率非常低，體外培養、維持細胞表型都較為困難；而相對於需要較多細胞數量來進行組織構建，並且需要多次重複的實驗來說，iPS細胞來源受限。另外，由於iPS細胞類似胚胎幹細胞，又因為具有多向分化能力，以及分化的不確定性，iPS細胞植入動物模型體內後，常導致皮下畸胎瘤形成而無法觀察其對瘢痕癒合的影響。針對原設計方案中的問題，我們提出解決方法，即利用iPS細胞培養上清液 (iPS cell conditioned medium, iPSCM) 替代iPS細胞進行研究。 iPSCM作用體外培養的成纖維細胞後，我們發現a-SMA+細胞的表達率隨作用時間延長而降低；作為對照組的DMEM細胞培養觀察未發現此現象。我們在研究中還發現，iPSCM明顯抑制2ng/ml的TGF-beta所引起的成纖維細胞a-SMA表達升高。向張力牽拉形成增生性瘢痕的動物模型中連續注射iPSCM後發現，瘢痕動物模型的瘢痕組織切片，a-SMA免疫組化陽性細胞染色數量比例相對注射DMEM的對照組明顯降低；隨著iPSCM作用時間的延長，該現象持續存在；同時PCNA免疫組化陽性細胞染色數量比例相比注射DMEM的對照組也顯著降低;至瘢痕組織形成的第28天，注射iPSCM能明顯抑制體內瘢痕成纖維細胞增殖。體內於體外研究結果同樣顯示，PI3K/Akt等炎症反應相關信號傳導通路也能被iPSCM明顯抑制。綜上所述，iPSCM在促進組織再生抑制瘢痕纖維化以及局部炎症反應方面，具有類似iPS細胞的作用。