人沃顿胶间充质干细胞来源微囊促进组织工程膀胱神经再生和功能重建的实验研究

Nerve regeneration and functional reconstruction of bladder is the key point of bladder regeneration by tissue engineering approach. Microvesicle is an important media for neurodevelopmental, never regeneration and intercellular communication. Microvesicles from human Wharton-Jelly mesenchymal stromal cells, contain a variety of pro-nerve growth factor, can promote bladder nerve regeneration in vitro. In this study, enrichment microvesicles from human Wharton-Jelly mesenchymal stromal cells, combined with adipose derived stem cells and multi-layer scaffold (BAMG-silk), carried out a large area of bladder defect reconstruction in an experimental study. The study will focus on the impact of hWJMSCs derived MV for bladder nerve regeneration and functional reconstruction, clarifying the critical components of MV to promote bladder reinnervation, such as pro-nerve growth factors, miRNA and related signaling pathways, as well as the dominant receptor in neuromuscular junction and their pathway. This study will establish the clinical features of a new treatment of bladder reconstruction strategy, combined the microvesicles with tissue engineering techniques to explore bladder repair mechanisms. The ultimate goal of our study is to lay a theoretical and technical foundation for getting both morphological and functional close to normal bladder by tissue engineering approach.

神经再生和膀胱功能重建是组织工程膀胱修复重建的瓶颈。微囊（Microvesicles，MV）是神经发育、再生和细胞间交流的重要介质。人沃顿胶间充质干细胞（hWJMSCs）来源MV，含多种促神经生长因子，体外研究能促进膀胱神经再生。本研究将富集hWJMSCs来源MV，缓释修饰复层支架材料，并结合自体脂肪来源干细胞进行大面积膀胱缺损的动物研究。着重评价hWJMSCs来源MV对膀胱神经再生和功能重建的影响，阐明MV中的促神经修复的关键成分，如促神经生长因子、miRNA和相关信号通路，以及在神经-平滑肌接头占主导作用的受体及其作用途径。本研究将在我们前期工作的基础上，首次采用hWJMSCs来源MV，并结合组织工程和成体干细胞技术，为临床膀胱功能重建确立一种崭新的治疗策略；并探讨hWJMSCs来源MV促膀胱功能重建的相关机制，为最终获得形态和功能接近正常的组织工程膀胱奠定理论和技术基础。

神经再生和膀胱功能重建是组织工程膀胱修复重建的瓶颈。细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是神经发育、再生和细胞间交流的重要介质。人脂肪间充质干细胞（human adipose-derived mesenchymal stem cells，hASCs）来源EVs含多种促神经生长因子，体外研究已证实能促进膀胱神经再生。本研究分离并获得hASCs-Evs，设计并成功构建三层水凝胶复合生物支架，将hASCs-EVs包裹在其水凝胶层中，探究hASCs-EVs对于膀胱修复血管化、神经再生和功能重建的作用。我们研究发现hASCs-EVs有促进再生膀胱血管化和神经再生的作用，并且证实了hASCs-EVs通过SDF-1α/CXCR4信号通路增加VEGF分泌从而促进血管化的关键因素。并且，包裹有hASCs-EVs的三层水凝胶复合支架可以促进组织工程膀胱形态学再生及再生膀胱功能恢复。本课题在前期工作的基础上，采用hASCs-Evs，并结合组织工程技术，为临床膀胱功能重建确立一种崭新的治疗策略；并探讨了hASCs-Evs促膀胱功能重建的相关机制，为最终获得形态和功能接近正常的组织工程膀胱奠定理论和技术基础。