低氧对组织工程肌腱形成成熟的影响和机制初探

肌腱损伤的治疗一直是手外科、整复外科面临的难题，组织工程技术的发展为修复肌腱缺损提供了新的途径。但目前组织工程肌腱与正常肌腱相比其胶原成熟度不高、力学性能仍不够理想。肌腱血管稀少，生理环境应处于低氧状态。我们的前期研究结果表明低氧培养可以明显促进肌腱细胞增殖，且MMP-1和IL-6表达低于常规培养，因此我们推测低氧环境可能更有利于组织工程肌腱的形成和成熟。为证实这一假说，我们拟在体外利用低氧环境（2%O2）先静态后动态构建组织工程肌腱、并在一定时间后植入裸鼠体内让其继续改建成熟，通过观察组织学形态和超微结构、检测MMP-1表达及活性、胶原和VEGF等表达、胶原交联、生物力学性能等，分析低氧对组织工程肌腱形成及成熟的影响并初步探究其影响机制，从而为组织工程肌腱构建开拓新思路。

组织工程技术的发展为修复肌腱缺损提供了新的途径，但目前组织工程肌腱与正常肌腱相比其胶原成熟度不高、力学性能仍不够理想。由于肌腱血管稀少，生理环境应处于低氧状态，并且我们的前期研究结果表明低氧培养可以明显促进肌腱细胞增殖，因此我们设计了本课题：利用低氧环境构建组织工程肌腱。本课题拟在体外利用低氧环境先静态后动态构建组织工程肌腱、并在一定时间后植入裸鼠体内让其继续改建成熟，通过观察组织学形态和超微结构、检测生物力学性能等，分析低氧对组织工程肌腱形成及成熟的影响并初步探究其影响机制，从而为组织工程肌腱构建开拓新思路。在课题执行过程中，由于部分客观条件改变，本课题取消了体外动态构建内容，改为单纯体外静态构建和体外静态构建结合体内构建两部分内容，结果表明单纯体外静态构建效果与对照组无明显差异，而结合体内动态构建的效果略优于对照组，即低氧在一定程度上可以利于肌腱构建，但最优化的条件仍需要继续探索。另外，本课题增加了低氧培养的肌腱细胞转录组学分析以初步探究低氧促进肌腱细胞增殖的机制，结果显示有少数基因在低氧环境中表达上调；但与短期低氧培养的细胞相比，涉及表达变化的基因较少，提示长期低氧培养促进细胞增殖可能涉及不同调控机制。目前已发表中文文章1篇，培养硕士研究生1名。