肌源干细胞联合脂肪移植在复合组织缺损修复中的作用和分子机制

Complex tissue defect can result in unhealing, infection, even osteomyelitis. Because of limitation of commonly choosed method, there are insufficient in complex tissue defect. In the previous experiments of our study, we have confirmed that co-transplantation of muscle-derived stem cells (MDSCs) and autologous fat tissue improves the survival of the fat graft. Based on the multipotency of MDSCs, we hypothesize that co-transplantation of MDSCs and autologous fat tissue is potential to reconstruct complex tissue defect. To verify our hypotheses, we will evaluate the effect and molecular mechanisms of MDSCs in reconstruction of complex tissue defect in rat's hip back. In our subsequent study, we will demonstrate the molecular mechanisms of MDSCs from a novel angle. Futhermore, we will propose novel theoretical basis and treatment concept for therapy of complex tissue defect.

复合组织缺损可导致创面无法愈合，甚至发生骨髓炎。目前复合组织缺损的修复仍缺少理想的治疗方法，通常采用的修复方法都有其各自的局限性。本课题组在前期实验中已证实肌源干细胞（MDSCs）联合脂肪移植能够提高脂肪组织的存活率。基于MDSCs多向分化的潜能，我们推测MDSCs联合脂肪移植能够对复合组织缺损进行修复。为证实这一假说，我们将复制大鼠臀背部复合组织缺损模型，从组织学、分子生物学以及基因调控三个层面，观察MDSCs联合脂肪移植对复合组织缺损的修复作用及其机制。本课题将从新的视觉阐明MDSCs在复合组织修复中的分子机制，并为复合组织缺损的治疗提供新的理论基础及治疗理念。

目前，创伤后软组织的重建修复对于临床骨科是最重要的挑战之一。拥有完整血管网的自体复合组织皮瓣虽然是目前复合组织缺损的修复主要手段，但这项技术将导致潜在供体组织缺损，需要多重、复杂、昂贵的外科手术操作。 应用自体脂肪移植以来，自体脂肪组织移植就被用于软组织的重建。但由于缺乏血管形成而导致的移植物吸收，移植后脂肪组织发生坏死，脂肪移植的临床结果仍然不十分理想。本项目研究通过证明肌源干细胞具有多系统分化的潜能，通过移植肌源干细胞对复合组织损伤模型进行修复。提取及培养肌源干细胞后，采用不同的诱导液，使其分别向成脂、成骨、成软骨、成神经4个方向诱导分化与培养，并通过油红O染色法、茜素红染色法、细胞免疫荧光检测、流式细胞学检测及western-blot技术等方法检测诱导成果。尤其在诱导成神经细胞方面，采用施万细胞诱导液，成功诱导出类施万细胞,根据施万细胞的功能，可推断出其具备修复神经损伤的功能。可作为本课题以后研究的重点方向。建立复合组织损伤模型，从大体上可观察出MDSCs的移植成效。CD31已从多个领域证明与促血管生成相关，对组织切片进行CD31免疫组化染色验证MDSCs移植后的血管网较为丰富，同时从蛋白水平分析MDSCs在IL-1与TGF-β1两个细胞因子表达水平的关系及细胞因子对复合组织损伤模型修复所产生的影响，同时采用Western Blot方法及SABC法分别检测出肌源干细胞在复合组织损伤修复过程中IL-1因子与TGF-β1因子的表达水平，所得数据经统计学分析可得出实验结论：肌源干细胞可促进新生肉芽组织内TGF-β1因子的表达。通过两种细胞因子的生物学作用可得出结论：肌源干细胞可通过TGF-β1因子的高表达来间接抑制 IL-1因子的表达，从而达到促进细胞基质合成、调控细胞增殖、调节细胞分化、促进损伤修复、抗炎的效果。其结果可证明肌源干细胞辅助治疗复合组织缺损的临床应用的可行性。在对复合组织损伤模型进行分子生物学研究中我们发现黄芪甙、蒲公英甾醇、刺囊酸等物质可抑制IL-1在炎性反应中的不良作用，我们可以通过在复合组织损伤模型中加入这些物质来进一步强化肌源干细胞对复合组织损伤模型的修复作用。以上结论为临床所见的复合组织缺损的治疗提供新的理论基础及新的治疗理念。