VEGF修饰的自体脂肪干细胞联合内皮细胞移植治疗兔激素性股骨头坏死

股骨头坏死的发病率日益增高。本病多累及青壮年, 致残率高,长期以来是困扰骨科医生的难题。近年来，细胞移植治疗早期股骨头坏死，防止疾病的进一步发展成为研究热点。已证实，骨髓干细胞移植能明显改善患者症状，促进坏死骨的修复，但移植细胞区内再血管化缓慢，限制了细胞移植的疗效。因此如何提高移植区的再血管化，最大限度促进股骨头坏死区成骨和再血管化的协调发展成为目前亟待解决的难题。在前期工作基础上，我们尝试利用自体ASCs作为内皮细胞和成骨细胞的共同来源，结合转基因技术，在体外培养出可分泌内源性VEGF的成骨性ASCs和ECs,并将二者共培养联合移植治疗早期激素性股骨头坏死，评价联合培养对细胞成骨和血管化的影响，分析移植细胞对股骨头坏死发展和转归的作用，并与以往的单种细胞移植治疗进行比较，为临床治疗股骨头坏死提供新的思路和方法。

本研究项目基本完成了原定的实验内容和预期目标。该研究以脂肪干细胞（ASCs）作为内皮细胞（ECs）和成骨细胞的共同来源，建立ASCs的提取、扩增、鉴定、VEGF基因转染及定向内皮细胞诱导的系统理论和方法，明确了ASCs和ECs联合移植的恰当比例；将Ad-VEGF165转染的ASCs与ECs联合移植治疗早期股骨头坏死，证实自体ASCs与ECs联合移植治疗早期股骨头坏死的有效性及安全性，观察股骨头坏死的再血管化及成骨变化规律，为临床实际应用提供可靠的实验依据。利用分子生物学、影像学等相关技术检测细胞移植后股骨头坏死区组织内生长因子，相关蛋白及基因的表达改变，阐明了两种细胞联合移植治疗股骨头坏死的机制。缺氧诱导因子（HIF-1α）是VEGF的直接上游调控基因，能调控细胞表达和分泌VEGF。我们尝试通过HIF-1α增加间充质干细胞（MSCs）的成血管能力。我们发现通过病毒转染HIF-1α不但能够增强MSCs成血管能力，还能够促进MSCs的成骨分化能力，从而促进局部骨组织的修复与再生。然而，慢病毒载体潜在的风险，如引起肿瘤、排除反应等，极大的阻碍了它的临床应用。二甲氧乙二酰甘氨酸（DMOG）能在常氧的情况下抑制HIF-PH的作用，上调细胞内HIF-1α基因的表达。因此，我们探索使用DMOG能在正常氧浓度下增强HIF-1α在MSCs中的表达，从而增强它的成血管能力。我们发现DMOG在体外能够剂量依赖性的增强HIF-1α的表达，分泌的VEGF比正常的MSCs明显增多。随后，我们尝试使用DMOG增强组织工程骨中BMSCs的成血管能力。通过使用DMOG处理的MSCs和β-TCP构建的组织工程骨移植修复大鼠的颅骨缺损，我们发现DMOG处理的MSCs比正常MSCs更加明显的促进组织工程骨在体内的血管化，从而改善组织工程骨的骨修复能力。通过本项目，我们不但证实了VEGF转染的ASCs和ECs共培养能促进坏死骨组织局部的血管化和骨再生，还探索了通过HIF-1α基因转染和DMOG促进MSCs的VEGF分泌，从而提高其成血管能力和骨修复能力。目前，相关实验数据已整理，发表3篇SCI论著，2篇SCI论著在投。