脂肪干细胞在抗氧化应激作用的微环境中促进皮瓣成活及机制研究

Skin flap necrosis is always clinical problematic in wound repairing. Adipose derived stem cells (ADSCs) local therapy has been proved to be an effective approach for improving skin flap survival. However, a large number of the ADSCs are apoptosis as a result of the excessive reactive oxygen species (ROS) due to oxidative stress and lack of adhesion matrix in an ischemia microenvironment, which weakens the therapeutic potential of ADSCs. Our preliminary experiments found that modified hydrogel scaffold could improve the survival rate of ADSCs by providing adhesion matrix. On this basis, we propose to prepare a biological hydrogel scaffold with the function of antioxidant stress, at the same time of providing ADSCs adhesion architecture. This kind of hydrogel scaffold might strengthen the ability of ADSCs resistance ROS, which might improve the survival rate of ADSCs in ischemia microenvironment and skin flap survival. To further prove this hypothesis, we will use nude mouse ischemia flap model to discuss the protective effect of ADSCs by hydrogel loading drugs with the function of antioxidant stress and its regulation and control mechanisms as well as ADSCs improving the effect of ischemic skin flap survival rate in the hydrogel microenvironment by molecular, cellular, histological and animal levels study respectively.

皮瓣坏死是困扰创面修复的一个临床难题。研究表明脂肪干细胞（ADSCs）能够提高皮瓣的成活率。但在缺血微环境下由于氧化应激产生过量的活性氧自由基（ROS）和缺血区域缺乏粘附基质都会导致ADSCs凋亡，削弱了ADSCs的治疗效果。项目组预初研究表明经过修饰的水凝胶支架可以创造一个有利于ADSCs粘附的微环境并提高其存活率。在此基础上，我们拟构建在缺血微环境下具有氧化应激调控作用的水凝胶生物支架，在提供ADSCs粘附基质的同时，增强其抵御ROS的能力，提高ADSCs的存活率，促进缺血皮瓣的成活。为了验证这一假说，我们将通过裸鼠缺血皮瓣模型，从分子、细胞、组织以及动物活体水平多层次探讨具有氧化应激调控作用的载药水凝胶支架在缺血微环境下对ADSCs的保护作用，明确其调控机制，并探究在水凝胶微环境中的ADSCs对提高缺血皮瓣存活率的影响。

目的：任意皮瓣以其便捷可靠的修复功能为优点，是整复外科最常用的修复手段之一。但因缺乏轴心血管供血，术后皮瓣远端常发生部分坏死。近年来，大量研究通过应用药物促进皮瓣血管化降低皮瓣坏死率，但是药物的给药方式及释放速率不可控性等伴随的副作用使得这些治疗方式无法达到匹配皮瓣再生作用。本研究通过应用可局部注射的生物相容性材料运载芒果苷作为药物缓释系统，保护任意皮瓣同时促进局部血管化，实现匹配和促进皮瓣成活的目的。.方法：1，合成粘附性脂质体运载芒果苷，体外电镜观察、测试脂质体的药物缓释能力及粘附性。体外实验检测芒果苷对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的毒性、增殖和细胞血管化能力影响。流式、WB、RT-PCR、ELISA等方法检测芒果苷脂质体对缺氧损伤细胞的保护机制。大鼠任意皮瓣模型中利用血流动力学和组织学检测芒果苷脂质体对任意皮瓣成活的影响。2，在此基础上为了更好地控制芒果苷在局部的药物释放，同时减轻运载材料带来的局部炎症、感染等副作用，我们进一步合成银-硫配位的四臂聚乙二醇运载芒果苷脂质体的药物缓释系统，体外电镜观察载药材料支架，评估其自我修复能力、溶胀及降解能力。检测芒果苷脂质体在材料中的分散度及缓释能力。体外研究载芒果苷水凝胶对细胞血管化能力影响，流式及WB检测载芒果苷水凝胶对缺氧损伤的细胞保护机制。大鼠任意皮瓣模型中通过血流动力学和组织学检测载芒果苷水凝胶对任意皮瓣成活、血管化、抗炎及抗菌能力的影响。.结果：1，芒果苷脂质体具有良好的粘附性及药物缓释能力并能促进血管化，能通过调控PPAR-γ/NF-κB通路对抗缺氧导致的HUVECs的凋亡及炎症损伤，体内实验中能显著减少皮瓣的坏死率和局部炎症反应。2，载芒果苷PEG水凝胶具有良好的药物分散缓释能力及降解能力，能调控Bax/Bcl-2/caspase-3通路保护缺氧导致的细胞凋亡，体内实验中能显著降低皮瓣坏死率、局部炎症及细菌数并促进微血管形成。.结论：本研究初步证明了可注射水凝胶芒果苷载药缓释系统能够通过调控凋亡及炎症相关通路保护缺血皮瓣组织、促进皮瓣血管化，达到促进皮瓣成活的治疗效果。