仿生技术构建小口径人造血管

目的：研究以改性猪小肠粘膜下层组织(SIS)为支架,利用仿生技术构建小口径人造血管的可行性。方法：自犬隐动脉分离出血管内皮细胞和平滑肌细胞,与胶原蛋白凝胶均匀混合,分别种植于改性SIS膜表面,制成3 mm 仿生三层人造血管为实验组;制成单层人造血管为对照组,分别植入修复15例犬双侧股动脉缺损,术后进行彩超、组织学检测和电镜检测鉴定。结果：植入12周,14个仿生人造血管保持通畅,通畅率93.3%,有血管样生物结构形成,管腔内壁有完整的内皮覆盖,管壁中层见大量平滑肌细胞;对照组通畅率60%,有少许内皮细胞覆盖。结论：仿生小口径人造血管具有良好的血液相容性,并能在体内保持良好通畅性, 修复动脉缺损效果满意。     

兔骨髓基质干细胞向血管内皮样细胞的诱导分化

目的:研究血管内皮细胞生长因子(VEGF)联合碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)促进兔骨髓基质干细胞向血管内皮样细胞的定向诱导分化,为血管化组织工程骨研究提供实验基础.方法:采集2周龄兔后肢长骨骨髓,用全骨骨髓贴壁法进行原代培养,将获得的第2代骨髓基质干细胞以1× 105/mL密度接种于内皮细胞条件培养基(含10 μg/L VEGF,10 μg/L bFGF,10％胎牛血清的DMEM/F12培养液)进行体外诱导培养,对诱导2周的细胞进行细胞形态观察和表型、功能鉴定.结果:经血管内皮细胞条件培养基诱导2周后的细胞呈扁平形,多边形,表达血管内皮细胞特异性标志CD31、VWF因子,细胞具有吞噬DiI-Ac-LDL和摄取FITC-UEA-1的功能,诱导的细胞可在BD基质胶内形成管腔样结构.结论:血管内皮细胞生长因子联合碱性成纤维细胞生长因子可以成功诱导兔骨髓基质干细胞为血管内皮样细胞,有希望作为组织工程骨的血管化的种子细胞.     

牛颈静脉组织工程带瓣管道实验研究

目的:培养犬骨髓间充质干细胞,标记后种植于去细胞牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道.方法:去除牛颈静脉细胞作为支架材料,评价去细胞效果.分离、培养和扩增犬骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为种子细胞,体外再细胞化牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道.结果:去细胞处理后,牛颈静脉辩叶及血管壁内皮细胞、成纤维细胞去除完全,细胞外基质纤维呈波浪状排列整齐,结构完整.由犬骨髓分离出的BMSCs,SH2、Vimentin、α-SMA呈阳性;对CD34、Ⅷ因子、Laminin呈阴性,能满足组织工程种子细胞的需求.采用Hoechst荧光标记的种子细胞,可传入子代细胞,其荧光亮度无明显衰减.种子细胞种植7d后,细胞已经贴附于去细胞牛颈静脉上,部分深入到瓣叶支架内部.结论:犬骨髓间充质干细胞Hoechst标记后种植于去细胞牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道,方法简单、可行.     

利用脱细胞血管基质体外构建小口径组织工程血管

目的探讨利用犬的间充质干细胞诱导分化种子细胞,以异种脱细胞血管基质为基础体外构建小口径血管移植物。方法采用密度梯度离心和贴壁培养的方法从犬骨髓中分离出间充质干细胞并体外培养,诱导分化成内皮样细胞和平滑肌样细胞;采用非离子型去垢剂和胰蛋白酶去除猪颈动脉血管壁结构细胞,对脱细胞基质进行组织学、力学检测及孔隙率评估。在生物反应器内采用旋转种植的方法将犬骨髓间充质干细胞诱导的内皮样细胞种植到脱细胞基质上,体外构建小口径组织工程血管。结果犬的骨髓间充质干细胞体外能够定向诱导分化为平滑肌样细胞和内皮样细胞,可以作为血管组织工程的种子细胞。经过脱细胞处理后,光镜和电镜观察证实血管壁的细胞成分完全去除。具有良好的孔径和孔隙率。支架在生物力学、孔隙率等方面符合构建组织工程血管支架的要求。在生物反应器内剪切力条件下可以初步构建出组织工程血管。结论小口径血管移植物可以将间充质干细胞诱导种子细胞,以异种脱细胞血管支架作为基质,在搏动性生物反应器内培养的方法进行构建。     

小鼠胚胎干细胞定向血管内皮和造血细胞分化体系的建立

目的:建立小鼠胚胎干细胞体外定向分化为血管内皮细胞和造血细胞的体系,并验证诱导后2种细胞的表面分子特征。方法:以小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层,首先在无血清培养基StemPro中加入骨形态发生蛋白4(BMP4)、激活素A、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-Basic)和血管内皮细胞生长因子(VEGF),诱导小鼠胚胎干细胞系R1/E 4 d后形成拟胚体;再将拟胚体消化后与OP9-DL1基质细胞共孵育,分别用干细胞因子(SCF)、VEGF和SCF、FLt3、白细胞介素3(IL-3)诱导向内皮和造血2个方向分化,并以CD31、CD45、CD144、Kit、CD201作为表面标志,流式检测诱导后细胞的表面分子特征和诱导效率;诱导10 d后免疫组化染色,进行内皮细胞的形态学鉴定。结果:诱导分化10 d后,免疫组化染色观察到多个内皮管状结构,流式检测CD31^+的内皮细胞比例为1.35%±0.05%,进一步分析CD31^+CD144^+CD45^-群体,有3.0%±0.2%的细胞表型为Kit^+CD201^+,提示该部分细胞可能是处于分化上游的内皮干祖细胞;CD45^+的造血细胞比例为35.0%±0.5%,其中0.35%±0.05%的细胞表达Kit和CD201,提示该部分细胞可能是处于分化上游的造血干祖细胞。结论:本研究将胚胎干细胞诱导为内皮细胞和造血细胞,并且能诱导出具有内皮、造血干祖细胞分子特征的细胞,可作为理想的体外诱导分化体系。     

鼠骨髓间充质干细胞的分离培养及定向诱导分化为内皮样细胞

目的：探讨体外大鼠骨髓间充质干细胞（rBMMSCs）的分离培养和血管内皮生长因子（VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）对其定向诱导为内皮样细胞（ELCs）的可行性。方法：采用Percoll（1.073g/ml）分离液分离骨髓单个核细胞,用含10%胎牛血清（FBS）的LG-DMEM培养基贴壁纯化培养,倒置显微镜、免疫细胞化学法、流式细胞仪、MTT法、透射电镜（TEM）联合对rBMMSCs形态、表型、生长曲线、细胞周期以及超微结构进行鉴定;诱导后的细胞,采用倒置显微镜观察细胞形态,免疫细胞化学法检测CD31、CD144（VE-cadherin）和CD34表达以及摄取Dil-ac-LDL、结合FITC-UEA-1的功能特点。结果：rBMMSCs呈长梭形,漩涡状排列。细胞生长曲线显示潜伏期、对数生长期和平台期,符合干细胞的生长规律。透射电镜结果表明：rBMMSCs有两种不同的形态结构,其中体积较小、核质比大、胞质内细胞器稀少者为处于未分化或分化较低状态的幼稚型rBMMSCs。细胞周期分析显示：第4代细胞G0/G1期为95.67%,表明绝大部分细胞处于非增殖状态;诱导后的部分细胞形态可见类似ELCs改变,表达血管内皮细胞（ECs）特异性表面标志CD31、CD34和CD144,具有摄取Dil-ac-LDL以及结合FITC-UEA-1的功能特点。结论：采用Percoll密度梯度离心与贴壁培养相结合的方法所培养的rBMMSCs在体外具有定向诱导分化为ELCs的潜能,可能成为血管组织工程理想的种子细胞来源。     

Tie-2单克隆抗体鉴定人骨髓间充质干细胞体外定向诱导分化的内皮细胞

目的:体外扩增和定向诱导成人骨髓间充质干细胞(MSCs)向内皮细胞分化,并探讨其可行性和条件.方法:利用Percoll(1 073 g/L)从正常成人骨髓中分离MSCs,用含10?S的LG-DMEM培养基进行纯化和扩增培养,流式细胞仪分析鉴定MSCs的纯度.用含VEGF(10μg/L)的HGDMEM培养基诱导MSCs向内皮细胞定向分化,Tie-2单克隆抗体的免疫组化法和透射电镜(TEM)鉴定其细胞的性质.结果:5.0×105个MSCs在体外扩增15代后,获得了8.0×1012个MSCs,扩增了约1.6×107倍.加入诱导培养体系培养14～21 d,光镜下可观察到内皮细胞呈典型的"鹅卵石"样:90%的细胞Tie-2免疫组化呈阳性反应;TEM下可观察到胞浆内有Weible-palade小体.结论:成人骨髓MSCs在体外具有定向诱导分化为内皮细胞的潜能,为构建心脏组织工程瓣种子细胞的来源提供了可能性.     

两种不同内皮祖细胞的分离培养与鉴定

目的:探讨从小鼠骨髓中分离、培养、诱导分化及鉴定两种内皮祖细胞的方法,为进一步研究和临床应用奠定基础。方法:密度梯度离心法分离小鼠骨髓单个核细胞,接种于内皮祖细胞条件培养基,通过贴壁培养法培养出早期内皮祖细胞和晚期内皮祖细胞,并在0 d、6 d、10 d流式鉴定早期内皮祖细胞,在第8周流式鉴定晚期内皮祖细胞。结果:通过体外贴壁扩增培养,从小鼠骨髓细胞中成功培养出EEPC(早期内皮祖细胞)和EOC(晚期内皮祖细胞),表达CD34+/CD133+/VEGFR2+的EEPC比例从最初的0.08%能够增长至70%;EOC大约出现于3-4周,5-8周时呈现指数增长,具有典型的内皮细胞鹅卵石样形态,表达CD31、VEGFR2等内皮细胞表面标志而不表达CD34、CD133等干细胞表面标志。结论:确立了内皮祖细胞体外分离培养和诱导分化的实验方法,为进一步研究奠定基础。     

骨髓基质细胞移植促进心肌梗塞后血管新生机制的研究

目的:通过研究不同时期心肌梗塞区血管生长因子的表达,探讨骨髓基质细胞移植促进心肌梗塞后血管新生的机制.方法:将急性心肌梗塞大鼠随机分为2组.实验组在梗塞后28 d,将同种异体骨髓基质细胞注射到心肌梗塞区.对照组仅注射无血清的培养液.在梗塞后的不同时期取标本动态观察梗塞区VEGF、bFGF的表达和血管新生状况.结果:骨髓基质细胞移植入梗塞区后主要分化为成纤维细胞和血管内皮细胞.实验组心肌梗塞区新生毛细血管数目较对照组明显增加(14±4.7/HPF vs 6±2.4/HPF P＜0.05).对照组梗塞区VEGF和bFGF的表达在梗塞后7 d达高峰,28 d开始下降,第42 d和56 d时表达明显下降.而实验组二者的表达在心肌梗塞后第42 d和56 d明显高于对照组.结论:骨髓基质细胞通过分化为内皮细胞以及促进梗塞区VEGF和bFGF的持续高表达,对血管新生起积极作用.     

旋转加压种植法在新型生物人工复合血管体外内皮化过程中的实验研究

目的：探讨在新型生物人工复合血管内腔面联合种植平滑肌细胞和内皮细胞的方法,比较研究旋转加压种植与普通灌注种植两种方法的内皮化效果,方法：先制备新型生物人工复合血管及获取培养鉴定平滑肌细胞和内皮细胞,再和旋转加压种植与普通灌注种植两种方法将平滑肌细胞和内皮细胞培养种植于新型复合血管内腔面,以光镜及扫描电镜等观察评价内皮化的效果。结果：旋转加压种植2小时末的复合血管腔内有大量内皮细胞,旋转加压种植9天后已形成完整的内皮细胞单层;普通灌注种植的复合血管内腔有内皮细胞附着,分布不均匀,未形成完整的内皮细胞层,结论：以旋转加压种植法在新型复合血管内腔面联合种植平滑肌细胞和内皮细胞效果满意,基本实现内皮化,可以满足复合血管内皮化的要求。