去细胞支架诱导肾脏再生模型中的血管再生机制

Despite a high incidence of kidney disease and poor prognosis, mammalian kidney is believed hard to be regenerated. Our previous studies have demonstrated that the rat kidney can be regenerated by using decellularized scaffolds to suture with partially hepatectomized kidney, but the exact mechanism is remained unclear. My research group has demonstrated that acellular scaffold retains a lot of cell adhesion promoting factors (PDGF, etc.) and angiogenic growth factors (VEGF, etc.). In preliminary experiments, we found that: after implanting graft, a significant increase in progenitor cell markers presented and a lot of angiogenesis detected. Therefore, we speculate that the role of adhesion and proliferation of endothelial cells scaffold / endothelial progenitor cells makes the junction between kidney and scaffolds to get a large number of endothelial cells / endothelial progenitor cells clustering. The latter by secreting kidneys paracrine factors, thereby promoting kidney cell proliferation, inducing kidney regeneration. We intend to prepare scaffolds mediated kidney regeneration animal model, then by using endothelial progenitor cells and scaffold three-dimensional mixed culturing, arterial three dimensional reconstruction, WB, ELISA, immunofluorescence, mass spectrometry and other techniques, prove our hypothesis with whole - cell - protein levels. Implementation of this study will enrich the theory of kidney regeneration, and provide new ideas and a new strategy for the treatment of renal injury.

肾病发病率极高且预后不良，而学者们普遍认为哺乳动物肾脏再生能力极其有限。我们之前的研究已证实，将大鼠肾脏细胞成分去除，将得到的支架与部分切除肾脏进行吻合可以实现大鼠体内肾脏再生，但其具体机制尚不清楚。本课题组已证实，去细胞肾脏支架内仍存有大量促细胞黏附因子（PDGF等）及促血管生成因子（VEGF等）。在预实验中，我们发现：支架移植后，移植物内大量血管生成，内皮祖细胞标志物大量增加。因此我们推测，支架对内皮细胞/内皮祖细胞的黏附和促增殖作用使得肾脏-支架交界处集聚大量内皮细胞/内皮祖细胞。后者通过分泌肾脏特异性旁分泌因子，进而促进肾脏细胞增殖，促使肾脏再生。我们拟制备支架诱导肾脏再生模型，应用内皮祖细胞与支架三维培养，动脉三维重建、WB、ELISA、免疫荧光、质谱分析等技术，从整体-细胞-蛋白层次证明我们的假说。本研究的实施，将丰富肾脏再生理论，并为肾脏损伤后的治疗提供新思路和新靶点。

背景：.课题组此前得出去细胞支架可诱导残肾再生，但并未阐明其再生机制，也未能合理解释支架促血管再生的机制。本研究立项目的在于阐明去细胞肾脏支架促血管再生机制，同时由于去细胞支架诱导残肾再生意义重大，有必要提交更多证据，完善证据链，如能找到引导残肾再生的关键因子，则更佳。.研究内容：.1、去细胞支架促残肾再生模型中肾小球计数；.2、去细胞支架促残肾再生模型中血管再生的研究；.3、去细胞支架促残肾再生模型中低氧诱导因子-1的作用；.4、整个肾支架移植后再生情况探索；.5、比较不同灌注方法获取肺支架的优劣；.6、制作去细胞骨膜交联加载阿霉素的明胶微球的复合材料；.7、内皮祖细胞促残肾再生模型中的血管再生。.结果：.1、去细胞支架促残肾再生模型中，实验组肾小球计数高于空白组，有显著性统计学意义；.2、残肾再生模型中，内皮细胞和内皮祖细胞均有显著性增加，血管密度计数显著性增加；.3、HIF-1a 在残肾再生模型中呈现高表达；诱导HIF-1a 高表达的DMOG给药至残肾模型中亦可促再生；.4、全肾支架植入体内后肾脏无法再生，但吻合部位的血管发生再生；.5、获取去细胞肺支架的两种方法比较中，经肺动脉灌注优于经气管灌注；.6、去细胞骨膜与明胶微球交联，微球上载药阿霉素，可实现阿霉素缓释；.7、残肾再生模型中，外源性EPC可归巢至损伤部位，并促进局部血管再生；..关键数据及其科学意义.去细胞支架促残肾再生模型中，实验组肾小球计数高于空白组，对残肾再生模型进行了确认，证实该模型确实可靠；确认了除斑马鱼之外的脊椎动物肾脏在干扰状态下也可实现较大范围的再生，鼓舞了科学家们寻求其他干扰手段促进残肾再生；.HIF-1a 在残肾再生模型中呈现高表达；诱导HIF-1a 高表达的DMOG给药至残肾模型中亦可促再生。本结果提示科学家们未来可对在其他再生模型中屡次扮演重要角色的低氧条件投入更大注意力。