生物电对表皮干细胞促进创面愈合作用的影响

  本文关键词：生物电对表皮干细胞促进创面愈合作用的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前研究人员认为创面修复是创伤修复的重点,大面积及难愈性创面的修复是临床治疗的难点。如何促进创面愈合、减少并发症的发生、达到功能修复是目前创面修复亟待解决的问题。干细胞治疗和组织工程学的兴起给创面修复带来了新的治疗思路和策略,如何获得满意的“种子细胞”是其关键。表皮干细胞是皮肤及其附属器发生和再生的重要来源,在皮肤创面修复中发挥重要作用。研究显示表皮干细胞具有巨大的临床应用前景,但表皮干细胞位于表皮基底层,仅占基底细胞中的1%~10%,甚至更低。目前采用的分离培养方法分离得到的细胞数量较少,且培养周期长,多次传代培养后细胞不可避免的出现克隆形成率明显下降、细胞逐渐分化、增殖活性降低等缺点。体外培养时,如何快速扩增表皮干细胞,甚至在提高表皮干细胞扩增速度的同时维持表皮干细胞的干细胞特性,已成为表皮干细胞临床应用亟待解决的问题。创面的正常愈合离不开创面内生物电场的调控作用,创面不同区域内上皮细胞增殖程度与伤口内生物电场强度分布呈正相关。本课题组前期研究发现,大鼠皮肤创面存在从创面中心向创缘流动的外向性电流,并且增强该电流可促进创面愈合;体外实验研究发现,生物电刺激表皮干细胞后,表皮干细胞K14、K19、α6-integrin和β1-integrin的表达增强,提示一定强度的生物电刺激,可维持甚至增强表皮干细胞的干性;表皮干细胞K10表达减弱,说明一定强度的生物电刺激,不会促使表皮干细胞发生分化;表皮干细胞干性转录因子mRNA表达无明显减少,提示一定强度的生物电场在维持表皮干细胞干性特征方面具有保护作用。这一结果让我们意识到,生物电或许能够成为解决表皮干细胞体外快速扩增,同时保持其干细胞特性的关键。因此本研究探讨了生物电对体外培养表皮干细胞生物学特性的影响,进而研究了生物电对表皮干细胞促进创面愈合作用的影响。本研究中,我们首先建立了内源性生物电场模拟平台。随后我们将分离培养的1代表皮干细胞接种于内源性生物电场模拟平台中培养,观察不同强度生物电(100m V/mm、200 mV/mm)对表皮干细胞增殖、迁移的影响。最后我们观察了经生物电刺激后的表皮干细胞应用于创面移植后对创面修复的效果。本研究的主要发现如下:1、采用Ⅳ型胶原差速贴壁法筛选纯化表皮干细胞(EpSCs),K-sfm培养基培养的方法能够成功的在体外培养表皮干细胞。2、体外培养时,适当强度的生物电刺激能够促进表皮干细胞增殖。3、体外培养时,生物电能够引导表皮干细胞向阴极定向迁移,迁移速率随着电场强度增强而增快。4、表皮干细胞应用于创面移植治疗能有效地加速创面上皮化,提高创面愈合率,缩短创面愈合时间,改善创面修复质量、结局。5、生物电刺激后的表皮干细胞移植治疗显示出较单纯表皮干细胞移植更好的促愈效果和修复结局。为临床表皮干细胞移植治疗提供了一种更为有效的处理手段。

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