细胞外基质支架材料复合c-kit阳性唾液腺干细胞组织工程再生唾液腺

Salivary gland hypofunction resulting in xerostomia occurs as a result of various pathological conditions such as radiotherapy for head and neck cancers, Sjögren’s syndrome, or salivary gland tumor resection, and can induce a large number of problems, including dental decay, periodontitis, dysgeusia, mastication and swallowing difficulties, and reduced quality of life. Current therapies for xerostomia mostly focus on saliva substitutes, oral lubricants and medications which stimulate salivation from residual gland. However, these treatments are insufficient to restore gland secretory function. Tissue engineering based organ regeneration has emerged as a potential therapeutic alternative for end-organ.failure. The aim of this study was to investigate the generation of a decellularized, three-dimensional rat salivary gland extracellular matrix scaffold and evaluate whether this kind of scaffold could mediate salivary gland regeneration by fabricated with c-kit positive salivary gland stem cells both in vivo and in vitro, which provides an alternative treatment of salivary gland dysfunction in the future.

各种原因如放射损伤、干燥综合征以及增龄性改变等都会造成唾液腺功能减退，可引起唾液分泌量下降，导致明显的口干，从而引起咀嚼、吞咽、言语困难。然而，目前还没有特别有效的治疗口干恢复唾液腺功能的方法。随着再生医学的进步，器官再生成为了一种潜在的对器官功能衰竭的有效治疗手段。通过组织工程的方法再生器官可能在未来成为一种治疗和替代器官功能低下的有效方法。支架材料和干细胞是组织工程技术的核心要素之一，目前关于唾液腺组织再生支架材料和相关种子细胞的研究较少，本研究拟通过前期脱细胞处理大鼠颌下腺获得细胞外基质支架材料的研究基础上复合c-kit阳性唾液腺干细胞构建组织工程唾液腺，通过体内、外实验验证再生唾液腺的功能，从而为治疗唾液腺功能低下提供一种治疗思路。

项目背景：各种原因引起的唾液腺功能减退或丧失往往造成患者口腔及全身健康受损，组织工程再生唾液腺可能是目前解决上述问题的前沿研究之一。课题承担人前期研究表明通过脱细胞处理大鼠颌下腺获得保留了空间结构和生物活性蛋白成分的整体器官细胞外基质支架材料，该支架材料可以作为有效的唾液腺再生支架，但是尚无有效的种子细胞用于组织工程再生唾液腺。因此，分离c-kit阳性的唾液腺上皮干细胞并与前期制备成功的支架材料进行复合再生成为本研究的核心。主要研究内容：获得脱细胞处理的的大鼠颌下腺整体细胞外基质支架材料，分离获得c-kit阳性唾液腺干细胞并复合支架材料体外构建和培养组织工程大鼠颌下腺，对组织工程唾液腺再生及功能情况进行评估。重要结果及关键数据：经过本研究前期原创的脱细胞方法处理后，大体观及组织形态学显示腺体整体的解剖结构没有破坏，有明显的导管系统保留。免疫组化化学染色提示支架材料中细胞外基质成分与正常组织表达分布基本一致；DNA定量及胶原蛋白定量分析显示脱细胞基质料材与正常腺体没有差异。经过流式分选能成功分离并能够培养c-kit 阳性的唾液腺上皮干细胞，其阳性比例在4周龄大鼠约为16%，再细胞化的组织工程颌下腺体外培养后，组织学检测显示有腺泡样结构在脱细胞支架材料上再生。免疫荧光染色显示与唾液腺功能相关的分子在再生组织中呈阳性表达，透射电镜可以观察到再生组织内丰富的分泌颗粒以及紧密连接。科学意义：首次利用流式分选的方法分离培养c-kit 阳性的唾液腺上皮干细胞并复合整体器官的脱细胞基质支架材料可以有效的功能性组织工程再生大鼠唾液腺，为解决唾液腺功能不足或缺失提供了思路和研究基础。