iPSc复合纳米支架材料定向诱导分化与移植治疗视网膜色素变性的研究

The lack of effective means of treatment of retinal pigment cells of the retinal disease clinical cell transplantation is currently the most promising research in the treatment of such diseases, but so far there is still insufficient to improve cell induction efficiency and graft survival, its mechanism of actionneed to be further explored. Our pre-experiment results show that injection of retinal pigment epithelial (RPE) cells transplant can restore partially damaged pigment epithelium induced pluripotent stem cells (iPS) CS-PCL/PCL nanofiber scaffold complexes induced by directional differentiation RPE cells and growing well. To this end we propose assumptions: the iPS cells the composite CS-PCL/PCL nanofiber scaffold and directed inducing pieces of tissue containing the target cells used in transplantation in the treatment of, and explored the role of microRNA in regulation directed differentiation of iPS cells process. In this study, as seed cells, iPS cells CS-PCL/PCL nanofibers as a scaffold, using methods such as tissue engineering, will explore a more efficient stem cells induced for the treatment of a class of retinal disease clinical research experimental basis and new ideas.

临床上治疗视网膜色素上皮细胞萎缩缺乏有效手段，细胞移植目前是该类疾病治疗中最具前景的方法，但迄今为止在提高种子细胞的诱导效率和移植细胞的存活方面仍存在不足，种子细胞定向分化的作用机理也有待于进一步探讨。我们的预实验结果显示视网膜色素上皮细胞（RPEc）注射移植能够恢复部分受损色素上皮层的功能，同时诱导性多能干细胞（iPSc）通过定向诱导分化可以获得RPEc，与CS-PCL/PCL纳米纤维支架复合后RPEc生长良好。因此本研究拟将iPSc定向诱导获得目标细胞后，复合CS-PCL/PCL纳米纤维支架形成组织片应用于移植治疗，并初步探索mir-124、mir-9、mir-200b在调控iPSc定向分化过程中的作用。本研究将iPSc作为种子细胞，CS-PCL/PCL纳米纤维作为支架，利用组织工程的手段，将探索一种更为高效的干细胞定向诱导的方法，为治疗该类眼底疾病的临床研究提供实验基础和新思路。

临床上治疗视网膜色素上皮细胞萎缩缺乏有效手段，细胞移植目前是该类疾病治疗中最有前景的方法。课题组前期研究发现，视网膜色素上皮细胞注射移植后能够恢复部分受损色素上皮层的功能，且诱导性多能干细胞（iPSc）可以通过定向诱导分化成为视网膜色素上皮细胞（RPE），并在CS-PCL/PCL纳米纤维的支架材料上生长良好。但是预实验结果显示iPSc诱导分化率比较低，大量文献也显示了在条件培养下的分化率不足10%，且目前注射细胞移植的方法的都不是很理想。因此，如何提高种子细胞定向分化的诱导效率和移植细胞的存活率方面有待于进一步研究。在本课题的研究过程中，我们将GFP+小鼠iPS细胞株进行了体外扩增，并与小鼠RPE细胞分别用Transwell共培养、维甲酸（RA）诱导培养和RPE细胞来源的条件培养液三种方式分别培养，并对所获得的细胞进行免疫学的检测和鉴定，结果发现iPSc通过定向诱导的方法可以获得RPE样细胞，且Transwell共培养较RA诱导培养、条件培养液培养的效率高。在增殖分化过程中，mir-9的表达有所变化，具体表现为mir-9的表达上升时，iPSc的增殖会受到抑制。再进一步的材料研究中，我们将诱导获得细胞在多种人工构建的纳米材料上生长培养，结果发现诱导分化所得的细胞可以在纳米材料上良好的生长，并且增殖良好。在动物体内实验阶段，我们将复合细胞的组织片移植入动物模型眼内，未发现有严重的不良反应。综合以上体外与体内实验结果，我们得出结论，iPSc在共培养的条件下可以提高定向分化的能力，且随着细胞增殖分化的活跃，mir-9的表达出现变化，印证了mirRNA与细胞增殖分化调控有关的假设，并且人工构成的纳米材料可以成为iPSc来源的RPE存活和增殖的良好支架材料，并且可以形成组织片移植进入动物眼内。从而为干细胞高效的定向诱导分化和细胞移植治疗眼底疾病提供了实验依据。..论文发表方面：在此项目的资助下，课题组已经在《Scientific Reports》、《Macromolecular Bioscience》等SCI收录杂志发表论文3篇（均标注有本项目的资助编号，且本项目负责人为发表论文的通讯作者或者共同第一作者），总影响因子14分。..研究生培养方面：从事本项目相关研究的研究生共2人，毕业1名。