可显著提高下肢缺血性疾病干细胞移植效率的新型细胞移植体系研究

发布时间：2018-01-28 22:58

本文关键词： 下肢缺血性疾病干细胞移植水凝胶滞留率存活率　出处：《重庆医科大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：背景：下肢缺血性疾病是老年人的常见疾病,也是世界上致残率最高的疾病之一。目前的治疗方法主要包括传统的药物治疗和动脉旁路术,疗效仍不理想。近几年,干细胞移植作为一个新兴的治疗手段开始应用于下肢缺血性疾病的治疗。它使用可分化,可自我更新的干细胞来代替死亡的肌肉细胞。干细胞治疗的疗效直接取决于注射后滞留在肌肉中的细胞的数量和存活率。但国内外研究表明移植干细胞在肌肉中的滞留率和存活率极低,造成干细胞治疗依然集中在动物实验和临床试验阶段,难以在临床上应用。所以提高移植干细胞滞留率和生存率是目前干细胞移植治疗领域亟需解决的科学问题。移植干细胞的载体是影响干细胞滞留率的一个主要因素,目前国内外尚无理想的应用于干细胞移植的专用载体,因此亟需创建一种新型高效的细胞载体。移植干细胞的生存率低是影响干细胞移植临床应用的又一个主要因素。缺血肢体处于一个低氧、低营养的状态,移植细胞极易死亡,故而造成移植细胞的大量丧失,因此要真正实现下肢缺血性疾病干细胞治疗的临床应用,就需要创造出可大幅提高干细胞存活率的微环境,但目前国内外仍无有效解决该问题的文献报道。目的：拟制备出温敏、pH敏感且机械性能适宜的水凝胶作为干细胞移植的载体,提高移植干细胞的滞留率,将氧气释放微球引入该载体,以期达到提高移植干细胞及周围的肌肉细胞在缺血、缺氧环境下的存活率,从而促进肌细胞再生,且尽量多的保留原有的肌细胞,并观察这种新型的干细胞移植体系的治疗效果；利用本课题组制备的新型水凝胶作为干细胞移植的载体,提高移植干细胞的滞留率,将bFGF引入该载体,以期促进一部分移植干细胞向血管内皮细胞分化,进而促进缺血肢体尽早到达血运重建,改善肢体缺血状态,提高肌肉功能,并观察该体系对小鼠下肢缺血的治疗效果。探讨新的移植体系可干预的影响移植干细胞功能的其他靶点,为进一步改善干细胞移植体系提供思路。方法：制备出水凝胶,建立新型细胞移植体系,并利用dsDNA浓度测定、活细胞荧光成像、免疫荧光染色、实时聚合酶链反应等方法体外验证该体系对干细胞生存及分化的影响；建立小鼠下肢缺血模型,利用活细胞荧光成像、免疫荧光染色、实时聚合酶链式反应、蛋白印迹法、苏木精-伊红染色、梅森三色染色、多普勒血流检测、跑步测试等方法体内验证该体系对干细胞在小鼠体内的存活分化的影响,以及该体系对小鼠缺血下肢血运重建及恢复肌肉功能的效果。用成管实验、细胞粘附实验、细胞迁移实验、蛋白印迹法探讨肢体缺血状态影响干细胞功能的机制。结果：引入氧气释放微球的干细胞移植体系,体外检测,dsDNA浓度测定随时间增加而增高,且明显高于阴性对照组(P0.05),与活细胞荧光成像结果一致,证实新的移植体系能大大提高干细胞的生存率；免疫荧光染色、实时聚合酶链反应也证实ORM组干细胞向肌肉细胞及血管内皮细胞方向分化更多；在小鼠下肢缺血模型中,活细胞荧光成像也证实此移植体系能大大提高干细胞的生存率；免疫荧光染色证实ORM组干细胞向肌肉细胞及血管内皮细胞方向分化更多；苏木精-伊红染色、梅森三色染色、多普勒血流检测、跑步测试等方法证实此体系有效的改善了缺血肢体肌肉萎缩情况,有助于肌肉功能的恢复。引入bFGF的干细胞移植体系,体外检测,dsDNA浓度测定随时间增加而增高,且明显高于阴性对照组(P0.05),与活细胞荧光成像结果一致,证实此移植体系也能提高干细胞的生存率；免疫荧光染色、实时聚合酶链反应也证实bFGF组干细胞向肌肉细胞及血管内皮细胞方向分化更多；在小鼠下肢缺血模型中,活细胞荧光成像也证实此移植体系能大大提高干细胞的生存率；免疫荧光染色、蛋白印迹法证实bFGF组干细胞向肌肉细胞及血管内皮细胞方向分化更多；苏木精-伊红染色、梅森三色染色、多普勒血流检测也证实此体系有效的促进缺血肢体尽快血运重建,极大改善肌肉萎缩情况。成管实验、细胞粘附实验、细胞迁移实验证实PA对EPCs功能有明显抑制作用；蛋白印迹法证实PA诱导的神经酰胺对EPCs的抑制作用是通过Akt/eNOS信号转导通路实现的。结论：新建立的干细胞移植体系能大大提高干细胞的滞留率和生存率,并能有效的分化成所需细胞系,改进干细胞治疗下肢缺血性疾病的效果。进一步的机制探讨为改进此新型干细胞移植体系提供了靶点。
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【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R543.5

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