重编程人毛囊干细胞仿生构建小口径人造血管的实验研究

在细胞发育的过程中，不同类型的细胞产生不同的表观状态（epigenetic status）,从而决定开放或关闭某些特定基因。若能改变成熟细胞表观状态，则可为临床许多疾病提供治疗所需细胞。文献证实，供体细胞之细胞抽提物（包含细胞质及细胞核的可溶解成分）引入另一种受体细胞（成体干细胞或成纤维细胞）内，可使受体细胞表达供体细胞表型。此过程称之为重编程。本项目设想毛囊干细胞经体外分离纯化后，采用重编程技术，将人两种血管壁细胞（血管内皮与平滑肌细胞）抽提物引入人毛囊干细胞中，观察能否对后者进行重编程，将其分别诱导分化为血管内皮与平滑肌细胞，然后采用能模拟人体血液流体动力学环境的仿生装置辅助，体外构建具有完整内皮与平滑肌层的人造血管，并进行相关检测与性能评估。本项目如获成功，将以少量的毛囊组织形成一定力学强度的复合结构的小口径人造血管，为血管损伤与疾病的治疗提供新的思路与选择。

心血管疾病日益成为现代社会沉重的负担，因而寻找合适的外科血管替代物是急需解决的问题。组织工程为构建合适力学性能的血管替代物提供了新的方法。毛囊干细胞展现了在适宜条件下多向分化的潜能。与其它干细胞相比，它更易获得而且供体创伤较小有较高的获得率。本项目将人毛囊干细胞经体外分离纯化后，将其分别诱导分化为血管内皮与平滑肌细胞，并检测相关特征性指标，证实表达相关指标并具有一定功能后，采用能模拟人体血液流体动力学环境的仿生装置辅助，整个装置包括了循环系统、控制系统、监测系统与反应槽等几个部分。其中，作为主体的反应槽采用无毒副作用，化学性质较稳定的高分子材料聚碳酸脂制成，循环液体通过反应槽中位于其中间部位的硅胶管，对外周的PGA-细胞复合物予以力学刺激。流体的参数由控制系统调控，并保持稳定，显示了整个系统的可操作性。各个部分经连接组装后可置于培养箱内，使用前予以环氧乙烷熏蒸消毒。体外8周可构建具有完整内皮与平滑肌层的人造血管，动态组质地均匀，管腔圆润，厚度一致，触之弹性佳，管腔可恢复原状；静态组质地不均，管腔塌陷，厚度不一，触之弹性欠佳，管腔不可恢复原状。同时进行相关检测与性能评估。动态组肌纤维排列整齐，胶原分泌旺盛，有弹力纤维分布；静态组肌纤维排列紊乱，胶原与弹力纤维含量少。免疫组织化学检测进一步证实上述检测结果。生物力学缝线张力检测显示动态组达到正常血管50％，胶原含量检测显示动态组接近正常血管60％，明显由于静态组。本项目以少量的毛囊组织形成一定力学强度的复合结构的小口径人造血管，为血管损伤与疾病的治疗提供新的思路与选择。