自体腹膜间皮细胞构建复层人工尿道修复兔尿道缺损

尿道下裂和各种原因引起的尿道狭窄是泌尿外科常见疾病，由于尿道本身组织有限，理想的修复组织或替代物的缺乏一直是长段尿道缺损修复的主要难题。组织工程技术的发展为尿道缺损的修复带来了新的希望，但种子细胞来源问题一直是限制组织工程尿道研究与应用的主要瓶颈。腹膜间皮细胞(PMC)已被证实具有上皮及间叶细胞的双重潜能，有望同时解决尿道上皮和平滑肌的细胞来源问题。然而，PMC能否同时向上皮和平滑肌定向诱导、构建复合尿道样组织并修复尿道缺损国内外未见报道。我们前期研究初步证实，含PMC的移植物能成功修复尿道缺损，提示其有可能成为组织工程尿道的优良种子细胞。本研究拟在此基础上，利用PMC的多潜能特性，探讨应用单一种子细胞分别向上皮和平滑肌定向诱导后，与支架材料复合构建立体管状尿道样组织，并用于自体尿道修复重建的可行性，为这一新型种子细胞在组织工程尿道中的研究与应用提供实验依据和技术参数。

组织工程技术的发展为长段尿道缺损的修复带来了希望，但是种子细胞来源问题一直是限制组织工程尿道研究与应用的主要瓶颈。本项目组通过研究发现腹膜间皮细胞(PMC)具有取材方便，体外扩增能力强等特点，并可在体外合适的环境下诱导成平滑肌样细胞；同时将腹膜间皮细胞接种于支架材料表面(包括PGA和膀胱脱细胞基质),腹膜间皮细胞可成功黏附于支架表面，细胞与支架相容性好，并可分泌大量细胞外基质；构建形成的组织工程类腹膜样组织，可成功用于实验动物兔管状尿道缺损的修复治疗，术后1个月显示正常尿道组织和替代组织之间可见较明显界限；术后6个月修复的尿道无明显狭窄和尿道憩室形成，正常尿道组织和替代组织无明显界限，管腔黏膜完整。同期，考虑到血管化在组织工程尿道替代研究中的重要作用，研究内容中增加了一些促进组织工程腹膜样组织血管化的研究，探讨了人脐静脉内皮细胞（hUVECs）来源的微囊泡（MVs）促进大鼠腹膜间皮细胞（PMCs）增殖及促进组织工程腹膜样组织血管化的作用，通过PMCs 与hUVECs 来源的MVs 体外共培养，了解PMCs的增殖情况；应用ELISA方法对上清液中的VEGF蛋白水平进行了检测；应用RT-PCR方法检测细胞中VEGF的表达；体内实验方面，将PMCs种植在小肠粘膜下层（SIS）表面，分别用加入MVs 的培养基和单纯培养基对细胞支架复合物体外培养1 周后植入裸鼠皮下，2 周后取出移植物，观察微血管密度变化；结果显示hUVECs来源的MVs可明显促进PMCs 增殖；MVs 处理组中，PMCs和上清液中的VEGF 明显增高；MVs 处理组中的移植物新生微血管密度明显增高。考虑到干细胞在组织工程研究和应用中的重要价值，我们还进行了人脐带间充质干细胞能否向尿路上皮样细胞分化的研究，采用尿路上皮细胞的条件培养液（UC-CM）加表皮生长因子（EGF）进行细胞体外诱导，诱导14天后干细胞可表达人UPII 和cytokeratin18，提示在合适的体外环境条件下人脐带间充质干细胞具有向尿路上皮细胞分化的潜能,为尿道组织工程研究提供了一种新的可供选择的种子细胞。