Laminin/nidogen功能单元调控UBM材料富集BMSCs的机制研究

The porcine urinary bladder matrix (UBM) can induce adult stem cell adhere, enrich and differentiate at the transplanting site and replaced by effective tissue without tissue erosion, so it would possible be the idea material for POP reparation surgery, but the mechanism of stem cell enrichment is unclear. We found in our prophase research, the basement of UBM that abundant of laminin/nidogen has enhanced affinity to BMSCs, which is one of the adult stem cell that engaged in tissue reparation, and the cross-link led to decreased affinity for the destruction of laminin's LG domain. considered the new advancement: nidogen is correlate closely to the stem cell adhesion ability of laminin, we introduced the presumption that "laminin/nidogen function unite is the regulation core of stem cell enrichment to UBM", and assumed that it educed enrichment function by positive feedback and space polymerization mechanism. In this study we plan to remove laminin/nidogen firstly from UBM, and combined with different variant type of laminin/nidogen, then observe the adhesion and enrichment of BMSCs on the UBM materials by vitro and vivo. We try to explain this mechanism, and to provide a new theoretical evidence for UBM enhancement and tissue-induced matirials development.

猪脱细胞膀胱基质无侵蚀性，能够诱导成体干细胞向植入部位富集、分化以达到有效组织替代的目的，故有希望成为盆底修复的理想材料。但其干细胞富集机制未明。我们前期发现：富含laminin/nidogen的UBM基底层对参与组织修复的BMSCs具有显著增强的亲和力，交联破坏laminin的LG域会导致这种亲和力的下降，结合最新进展：nidogen与Laminin的干细胞粘附能力密切相关，我们提出"laminin/nidogen功能单元是UBM干细胞富集机制的调控核心"的假说，推测其通过正反馈和空间聚合机制两方面发挥作用。本项目拟建立先经laminin/nidogen去除、再经不同laminin/nidogen及其变异体组合进行孵化的UBM材料，在体内外试验中引导BMSCs向其富集及粘附，以图阐明这一机制，为现有UBM材料的完善以及组织诱导性材料的开发提供理论依据。

本课题的研究背景：本研究前期发现猪脱细胞膀胱基质（UBM）材料具有最适合女性盆底特殊环境的生物特性：优良生物力学性能、抗菌性能、细胞亲和力以及最长的降解周期。在此基础上，进一步发现其基底层少量的Lamin/Nidogen分子可能是其优良细胞相容性的关键因素，在此基础之上，本研究对UBM进行Lamin/Nidogen分子的生物改性，以期获得具有自体诱导性能的组织工程盆底修复材料。.本研究大体分为三个阶段：.一、探讨UBM上的Laminin蛋白对负载BMSCs增殖及向平滑肌细胞分化中的作用研究。应用组织工程学的原理，将P3代BMSCs分别接种到UBM材料、Laminin复合UBM材料以及Anti-Laminin复合UBM材料上，构建三组负载BMSCs的组织工程化盆底修复材料，并通过LDH、CCK8，HE染色、免疫组化检测观察各组负载BMSCs的细胞活性、增殖、迁移以及向平滑肌细胞分化情况。流式细胞仪鉴定BMSCs CD29阳性表达率为98％，CD31阳性表达率为4．56％，CD34阳性率为3．30％。3种材料均能支持BMSCs生长，且随共孵育时间的延长，D(450)值逐渐升高，其中UBM+Laminin复合材料组细胞0(450)最高(P<0．01)。HE染色结果显示UBM+Laminin组细胞接种第3天形成黏附层，并向深部迁移，第14天可达材料致密层；UBM组第7天仅少许细胞向深层迁移，第14天未达基底层；UBM+Anti—Laminin组仅在支架表层生长。免疫组化检测显示UBM+Laminin组、UBM组、UBM+Anti—Laminin组细胞OL．SMA表达分别呈阳性、弱阳性和阴性。结论UBM材料上Laminin蛋白能促进负载BMSCs增殖、迁移、并有诱导其向平滑肌方向分化的作用。明确了UBM材料上Laminin蛋白的功能，对现有UBM材料进行完善，为构建组织诱导型材料的开发提供理论基础。.二、多巴胺表面桥接改性实验的初步研究：由于实验在将Laminin和Nidogen分子合成和固定在UBM材料中遇到技术难题，原有方法不能达到满意的固定，因此课题组在近期其它研究成果上，尝试实验了多巴胺分子材料表面固定技术，通过多巴胺分子在聚丙烯材料表面的修饰，能将脱细胞基质材料牢固固定在聚丙烯材料表面，并且发现明显的改善了聚丙烯材料的生物活性及抗菌性，并且诱导免疫原性向免疫适应方向