低氧诱导脂肪干细胞复合BAMG-丝素蛋白支架修复尿道缺损及其旁分泌作 用促进上皮化、血管化的研究。

Tissue-engineered urethral reconstruction has vast potential for future development. In this technique, seed, matrices and angiogenesis are the three key points. We try to use BAMG-silk fibroin matrices as the scaffold, combining the advantages of the two materials. At the same time, we choose Adipose-Derived Stem Cells (ADSCs) as seed cells to be differentiated into smooth muscle cells and urothelial cells, which form a complete urethral tissue. Numerous studies have shown that human mesenchymal stem cells (hMSCs) or human Adipose-Derived Stem Cells (hADSCs) could have a better angiogenic, migration and tube formation potency after hypoxia. The hypoxia-preconditioned stem cell could also improve endothelial cells migration, proliferation, tube formation capabilities by its paracrine secretion. Therefore, we try to use the BAMG-silk fibroin matrices combined with hypoxia-preconditioned ADSCs for urethral reconstruction. Meanwhile, we try to explore the mechanism of urothelial cell migration, proliferation and tube formation through the SDF-1a-CXCR4/CXCR7 pathway in vitro, which is induced by the paracrine secretion of the hypoxia-preconditioned ADSCs.

利用组织工程技术修复尿道缺损具有广阔的临床应用前景,种子细胞、支架材料及血管的 诱导是该技术的三个关键点。我们尝试将BAMG和丝素蛋白复合,从而结合两种材料的优点获得 一种优秀的支架材料。同时,我们选取脂肪干细胞作为种子细胞,以期利用脂肪干细胞的多潜 能性将其诱导分化为平滑肌细胞和尿路上皮细胞,从而重建完整的尿道组织。大量研究均表明 人间充质干细胞/人脂肪干细胞经过低氧诱导后除了可显著提高血管化能力、促进同种干细胞 间的黏附、迁移、增殖外,还可以通过旁分泌作用提高内皮细胞的迁移、增殖分化、成管能力 。因此,我们尝试将低氧诱导后的脂肪干细胞种植于支架材料上,通过形态学、组织学等多方 面观察尿道修复的效果。同时,我们尝试通过体外实验来探索低氧诱导的脂肪干细胞通过旁分 泌作用对尿路上皮细胞的影响,并通过SDF-1a-CXCR4/CXCR7通路研究其尿路上皮细胞迁移、增 殖、成管的机制。

项目背景：组织工程是尿道重建的一个很有前途的选择，脂肪来源的干细胞(ADSCs)被广泛用作种子细胞。缺氧预处理可显著提高ADSCs的治疗效果。术后创面愈合环境属于低氧环境，对ADSCs发挥其功能有促进作用。本研究旨在探讨缺氧预处理的ADSCs结合组织工程尿道支架是否能较常氧预处理的ADSCs更好地促进尿道修复，并探讨其作用机制。.方法:体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVECs)时，分别加入低氧和常氧预处理的ADSCs分泌的旁分泌细胞因子，观察其功能。在动物实验中，低氧和常氧预处理的ADSCs被移植到多孔纳米纤维支架上，用于兔缺损模型的尿道修复。.结果:体外实验结果显示，低氧能增强ADSCs分泌VEGFA，低氧预处理ADSCs能增强HUVECs活力、增殖、迁移、血管生成和糖酵解(p < 0.05)。VEGFA沉默后，血管生成和糖酵解受到显著抑制(p < 0.05)。体内实验结果显示，低氧预处理ADSCs与支架联合后尿道管腔直径增大，尿道形态保留，血管生成增强(p < 0.05)。.结论:缺氧预处理ADSCs联合支架可通过上调血管生成和糖酵解作用，更好地促进尿道重建。缺氧预处理的ADSCs联合新型支架支架可能为尿道重建提供一种有前途的替代治疗方法。