人脐带间充质干细胞复合HGF缓释胶原支架修复子宫损伤的实验研究

Uterus is an important reproductive organ of female. It is the birthplace of both menstruation and fetal. But a variety of diseases may cause uterus injuries which form scar and lead to amenorrhea, infertility, and pregnancy loss. Thus, reconstruction of uterus is of great scientific value and clinical significance. The treatment difficulty lies in: lack of the function substitution cells, strong and lasting inflammatory response, and fibrosis replacing epithelial repairing. Mesenchymal stem cells can not only differentiate into epithelial cells in vivo, but also have the immune regulation effects, making them the ideal seed cells. In our previous studies, the collagen scaffold and the UCMSCs combined scaffold were used in rat full-thickness uterine injury models. As the result, we found the collagen scaffold is appropriate for the uterus, and these cells can further promote healing. But how to maintain cells in the localization of damage still need to study. Hepatocyte growth factor is a strong chemotatic factor of MSCs, and may inhibit inflammation and reduce fibrosis. The project here plans to build a collagen scaffold with HGF sustained-release function. The UCMSCs will be combined with the scaffold and transplanted into rat uterine injury model. We will assess the therapeutic effect, and further study the repair mechanism, especially the role of immune regulation. This work will provide the experimental foundation and theoretical basis for future clinical application of tissue-engineered uterus.

子宫是女性重要的生殖器官，子宫内膜是月经产生、胚胎着床及发育所必需，但又极易被损伤而造成宫腔粘连，乃至不孕。如何达到子宫内膜无疤痕修复、再造子宫具有重要的科学价值和临床意义。目前治疗难点在于：缺乏功能替代细胞，炎症反应强而持久，纤维化代替上皮化。间充质干细胞不仅可以在体分化为上皮细胞，且具有免疫炎症调节作用，是理想的种子细胞。本项目前期工作采用单纯胶原支架及脐带间充质干细胞复合胶原修复子宫缺损，结果显示：胶原支架具有良好的组织相容性和降解性，干细胞可促进功能愈合；但如何维持干细胞在损伤局部聚集仍需探索。肝细胞生长因子（HGF）具有较强的间充质干细胞趋化能力，且可抑制炎症、减少纤维化。本项目拟构建带有HGF缓释功能的胶原支架，再复合间充质干细胞修补子宫缺损，将在评估治疗效果的基础上，进一步探讨修复机理，特别是免疫调节功能在其中的作用。本项目旨在为将来的临床应用提供实验依据及理论基础。

子宫是女性重要的生殖器官，是人类繁衍所必需，但又极易受损而造成宫腔粘连、不孕。如何达到子宫内膜功能修复、再造子宫具有重要的科学价值和临床意义。治疗难点在于：缺乏功能替代细胞，炎症反应强而持久，纤维化代替上皮化。间充质干细胞不仅可以在体分化为上皮细胞，且具有免疫炎症调节作用，是理想的种子细胞。肝细胞生长因子（HGF）具有较强的间充质干细胞趋化能力，且可抑制炎症、减少纤维化。两者同时运用，有望进一步促进子宫损伤的功能修复。本项目拟构建带有HGF缓释功能的胶原支架，再复合间充质干细胞修补子宫缺损，将在评估治疗效果的基础上，进一步探讨修复机理。采用组织块贴壁法建立人脐带间充质干细胞系，脂质体法转染绿色荧光蛋白。构建带有多肽胶原连接结构阈（CBD）及HGF基因的质粒载体，在大肠杆菌中表达纯化、复性后与小牛筋膜提取物制成的线性有序胶原支架反应制成胶原-CBD-HGF支架材料。ELISA法检测显示该支架可稳定释放HGF；MTT法分析提示其对脐带间充质干细胞增殖能力有促进作用。构建大鼠子宫全层损伤模型，脐带间充质干细胞复合胶原-CBD-HGF支架修补损伤，胶原材料容受良好，可促进子宫修复；与其他各组相比该组无论是微血管密度、腺体数量还是内膜厚度改善均更明显；部分肌层出现与正常子宫相似的结构，妊娠率较高（80%以上）。移植细胞分布广泛，包括：血管壁、子宫内膜及肌层内。免疫染色亦显示存活细胞可表达血管内皮细胞（CD31）、上皮细胞（CK7）、基质细胞（Vimentin）、平滑肌细胞（α-SMA）表面标志。与正常组织相比移植后手术修补部位炎症因子IL-6、TNF-α、抗炎因子IL-10 mRNA表达及NF-κB活性均上升，但细胞复合CBD-HGF组IL-10升高更明显，而IL-6、TNF-α及NF-κB活性升高均弱于其它各组，与自然修复组及单纯支架组相比差异有统计学意义。细胞复合支架组及细胞复合CBD-HGF组CD3+/ CD4+细胞与CD4+/ CD8+细胞比例低于其它两组，但差异无统计学意义。这提示：移植细胞可以在体存活，并分化为不同细胞起到替代作用；也可通过调节局部免疫状态，抑制炎症反应，从而促进功能修复，但其是否影响全身免疫状态还需进一步研究。本项目部分研究内容现已在临床运用并取得了可喜的结果，项目研究为其提供了动物实验基础，也为进一步提高治疗效果及临床推广提供了理论依据。