应用iPS技术诱导小鼠脂肪干细胞向乳腺干细胞转化生成乳腺组织的实验研究

各种原因造成女性乳房缺失不仅严重的影响形体美，破坏泌乳功能，还给患者造成严重的心理负担。目前应用自体组织和假体重建乳房均存在缺陷，国内外研究主要集中于改善乳房的外观，对乳腺组织再生及生理功能重建的研究报道很少。乳腺的发育源于乳腺干细胞，其在乳腺增殖、损伤修复过程中发挥重要作用。我们初步研究表明乳腺干细胞提取分离成功率非常低，限制了相关研究的发展。本实验拟从小鼠脂肪组织中分离制备脂肪干细胞并重编程逆转为多能干细胞（iPSc），将其置入模拟乳腺发育微环境，探讨合适的诱导方式和条件培养基，使之能定向诱导分化为乳腺干细胞，从而完成由脂肪干细胞向乳腺干细胞的转变，使大量获取乳腺干细胞成为可能，进而生成乳腺组织。为今后进一步在体及离体对乳腺组织的发育、增殖、损伤修复过程进行进一步研究奠定良好的基础，同时为脂肪干细胞重建乳房的临床应用提供了基础性的研究支持。

本课题分三部分研究从脂肪组织中得到的脂肪干细胞(adipose stem cells, ASCs)来诱导分化乳腺上皮细胞，并形成有功能的乳腺管泡单位，为乳腺组织工程学研究提供实验室依据和理论基础：一，人脂肪来源干细胞的体外培养及其增殖与凋亡的相关研究；二，采用不同方法对脂肪干细胞进行定向诱导为乳腺上皮细胞；三， 在体外对经诱导分化的细胞进行三维培养，为后续动物模型的建立及体内实验作基础。所取得的研究成果为：（1）完成了脂肪干细胞的原代培养及体外扩增，采用各种实验技术检测细胞表面标志物和多向分化潜能鉴定所获细胞种属来源，检测细胞增殖、凋亡等生物学特性；（2）在体外成功构建人脂肪来源干细胞与正常乳腺上皮细胞株HBL-100Transwell间接共培养体系，诱导ASCs向乳腺上皮样细胞定向分化。其中加入人表皮生长因子(epithelial growth factor, EGF)，可提高共培养诱导分化的效率；（3）比较不同来源条件培养基：乳腺上皮细胞培养液（HBL-100）、人肥大乳房乳腺上皮的培养液对脂肪干细胞作用，筛选出了合适的条件培养基诱导脂肪干细胞向上皮细胞定向分化；（4）对经HBL-100条件培养基诱导分化的人脂肪来源干细胞体外进行三维培养，在细胞微环境作用下形成类似于体内正常的腺泡和导管结构，并细胞α-酪蛋白表达增加。熟练掌握了脂肪干细胞定向诱导分化所需要的相关技术要点及理论知识，为后期实验提供了充分的技术及理论支持。