基于人成体毛囊干细胞的组织工程化动脉血管的构建及动物移植实验研究

以组织工程化动脉血管替代自体静脉，来移植治疗病变的心血管，可以从根本上解决心血管移植治疗过程中所面临的自体血管来源不足的实际问题。在前期研究工作中，我们应用自己的专利技术，从骨髓间充质干细胞中分离出血管平滑肌和血管内皮祖细胞，并以该细胞为种子细胞源，构建出具有生物医学功能的组织工程化静脉血管。我们最新研究发现人毛囊中含有类似于骨髓间充质细胞的多潜能干细胞(HF-MSC）。HF-MSC不仅表达骨髓间充质干细胞的表型，还能够分化为骨、软骨和脂肪等多种组织特异性细胞和造血干细胞。基于上述研究，我们提出如下假说：人成体毛囊干细胞中可能含有类似于骨髓间充质干细胞的、能够分化为血管平滑肌和血管内皮祖细胞的干细胞，可以作为种子细胞源，用于构建组织工程化血管。故本研究拟以人成体毛囊干细胞为种子细胞源，以去细胞化动物颈动脉为支架，构建组织工程化人动脉血管，为干细胞组织工程血管的临床应用提供可靠的实验基础。

本研究属应用基础研究。. 为解决血管移植治疗时存在着自体血管来源不足的问题，我们应用组织工程学原理和技术，以人毛囊中分离出多潜能间充质干细胞，并以该间充质干细胞为种子细胞、去细胞人脐带动脉为支架，构建出组织学结构、生理医学机能和生物力学特征与人类血管极为类似的组织工程血管移植，取得了如下重要进展：.1 从来源丰富、获取方便的人毛囊中分离出多潜能间充质干细胞，突破了毛囊原本属于上皮组织的界定，对毛囊的生物学地位重新定位。.2 发明了体外大量扩增毛囊间充质干细胞的专利技术（美国专利授权 US8,524,492），建立了世界上首个自体毛囊间充质干细胞库，为干细胞再生医学研究个应用提供了标准化自体种子细胞来源。.3 成功地诱导了毛囊间充质干细胞分化向血管平滑肌细胞分化，发现微小RNA（mIR18b) 通过直接作用SMAD2mRNA-3UTR负向调控毛囊间充质干细胞向血管平滑肌细胞分化。.5 制备了去细胞人脐动脉生物支架。人脐动脉去细胞前后仍保持其原有构型、组织结构、生物化学组成和生物力学特征，从而为组织工程血管的构建提供了来源丰富、获取方便且无创、人源性血管生物支架(中国专利)。.6 以上述毛囊间充质干细胞来源的平滑肌细胞和血管内皮细胞为种子细胞，去细胞人脐动脉为支架。构建出组织学结构、生物力学特征和生理学机能与天然人类血管极为类似的组织工程血管。.7 为获得全能自体干细胞，我们通过染色体重编程技术，在体外将人毛囊间充质干细胞重编程为诱导多能干细胞（IPS），从而为患者特异性疾病的治疗、组织的修复和器官的重建提供了重要的自体种子细胞来源。.8 为了拓宽人毛囊间充质干细胞应用领域，我们将释放可调控的胰岛素基因转导到毛囊间充质干细胞中，制备出转基因工程细胞。该转基因工程细胞持续表达胰岛素，但不释放胰岛素。只有在外来药物雷帕霉素作用下，释放胰岛素。释放胰岛素呈时间-反应和剂量-效应关系。转基因工程细胞移植到体内后，明显降低糖尿病小鼠血糖水平，维持糖尿病小鼠生存90天以上。而对照组未见血糖下降，并与50天内全部死亡。.上述研究发表SCI论文6篇。获美国发明专利1项。获国家科技进步二等奖1项。参加国际会议20人次，主体发言7次。参加国内会议12人次，主体发言6次。培养博士生6名，毕业3名。培养硕士生7名，毕业3名。