M2型极化巨噬细胞促复合胰腺脱细胞支架血管化的机制研究

Diabetes is one of the most serious threats to human health. Islet transplantation is an effective therapy for type I diabetes.Decellularized pancreatic scaffold provides a suitable support for the islets graft. But the problem of existing scaffolds is the reconstruction of functional blood vessels. Our previous results indicated that Vascular lumen can be found in the scaffolds in vivo and M2 type macrophages participate in remodeling of the scaffolds. However, how to promote the process of vasculariztion and the specific mechanism and the temporal and.spatial distribution of macrophage subpopulation during angiogenesis is not clear. Based on our previous researches on scaffolds and islet transplantation,we hypothesized that the porcine pancreatic scaffolds which crosslink of anti-CD34 antibody to bind with endothelial progenitor cells can be used to cure the type I diabetes rats combining with inducing macrophages towards M2 type. Immunochemial staining and ELISA will be used to detect its biocompatibility and immunogenicity; After seeded with islets, assessment of the viability of grafts, polarization of.macrophages and the angiogenesis will be done;The interaction between macrophages and endothelial progenitor cell and the underlying mechanism will be elucidated in vitro and in vivo. Our study can provide a new strategy for therapy of the type I diabetes.

糖尿病严重威胁人类健康，胰岛移植是治疗I型糖尿病的有效手段。胰腺脱细胞生物支架可为胰岛移植物提供良好的载体。但是现有的脱细胞生物支架面临移植后血管的再生问题。我们的前期研究结果证实脱细胞支架能够在体形成血管管腔，M2型巨噬细胞参与了支架移植物后期的重塑和血管新生。但是如何有效提高支架血管新生能力，及M2型巨噬细胞参与血管新生的具体机制及其时间和空间分布情况尚待研究。基于课题组的研究基础并结合目前热点，我们提出构建交联内皮祖细胞的血管化猪胰腺脱细胞生物支架，并诱导巨噬细胞的M2型极化改造支架血管新生的微环境，联合胰岛移植治疗I型糖尿病大鼠模型的假设。通过检测复合支架的生物相容性，免疫原性；将复合支架种植胰岛细胞后植入体内，评估移植物的存活情况，血管新生情况及巨噬细胞极化情况；体内外实验探讨极化巨噬细胞对血管内皮祖细胞调控及并阐明其分子机制验证上述假设。本研究可为治疗I型糖尿病提供新的思路。

胰岛移植作为治疗I型糖尿病的有效方案之一，在实际临床应用时面临的主要问题是缺少细胞外组织结构支撑，以及新生血管不足导致的移植物丢失。为解决以上问题，利用胰腺脱细胞支架作为胰岛移植的载体，天然的生物支架不仅促进移植胰岛功能，并且有利于移植物内血管新生，有效提高其成活率。在前期的研究中，我们利用大鼠肝脏脱细胞支架进行体内实验发现巨噬细胞可以通过分泌多种促血管生成的细胞因子，如TGFβ1，VEGF等参与生物支架的重塑及后期血管新生过程。如何最有效地促进脱细胞支架的血管化，是目前生物支架应用中亟待解决的难题。为解决以上问题，并探索巨噬细胞极化与血管内皮祖细胞在胰腺脱细胞支架上的作用，本课题在前期研究的基础上，制备交联血管内皮祖细胞的血管化复合生物支架，经过三种不同的方案得到小鼠胰腺脱细胞支架。NP-40方案无细胞残留，而且更好地保留胰腺超微结构，胰腺脱细胞支架Ⅰ型、Ⅳ型胶原，纤连蛋白、层粘连蛋白完整保存。NP-40的方法，细胞定居率更快。细胞凋亡率更少，细胞增殖能力更强。分离诱导小鼠骨髓来源的M2巨噬细胞及血管内皮祖细胞（EPCs），EPCs共表达CD309、CD133，并且具有体外管腔形成能力，表现出明显的内皮细胞形态特征。M2巨噬细胞与EPCs混合后通过灌注系统接种到交联SDF-1因子胰腺脱细胞支架中，并将脱细胞支架连接到灌流培养系统内动态培养。细胞由迁移至胰腺内，并伸展粘附于DPS中胶原纤维。NP-40 组 胰腺脱细胞支架在体内埋植 28天后新生血管数量明显更多。将M2巨噬细胞与EPCs共培养24h，培养上清中TGFβ1分泌增加，EPCs细胞CXCR4表达上升。蛋白水平实验表明M2型巨噬细胞分泌TGFβ1因子，促进内皮细胞表面受体CXCR4上调。结合课题组前期研究，SDF-1因子结合CXCR4可以介导内皮祖细胞的迁移和成熟，SDF-1-CXCR4相互作用影响内皮祖细胞成熟和迁移。