基于灵长类动物的"异种AVM-自体MSC"组织工程血管构建及BMP2促血管生成机制研究

The sources shortage of clinical alternative blood vessels seriously restricts the development of clinical vascular reconstructive surgery. Constructing tissue engineering blood vessels(TEBV) with high biocompatibility will be an effective way to solve this problem. In the early study, we successfully constructed " alloacellular vascular matrix (AVM) - autologous (MCS)" TEBV, and achieved good results of transplantation in vivo. On this basis, to against the shortcoming of the source shortage in Allo -TEBV, the project intended to use sheep as the source of AVM with the MSC of macaque to construct" Xenogeneic AVM-autologous MSC"TEBV and do functional assessment in vivo. We further focus on immunogenicity and biocompatibility of this kind of TEBV; Using MSC immune suppression characteristics and immunosuppressive agents to achieve full integration; The TEBV as the platform to study the angiogenesis mechanism of BMP2 in order to improve the formation rate of xenogeneic TEBV. This project aims to construct a new TEBV with a wide range of source and potential clinical application, the results of which will provide a reliable theoretical basis and technical support for clinical use of animal stent vascular tissue engineering.

自身"可替代血管"来源不足严重制约临床血管重建手术的开展。构建高生物相容性的组织工程血管将是解决这一难题的有效方法。本课题组前期成功构建"自体脱细胞血管支架（AVM）-自体间充质干细胞（MCS）"组织工程血管（TEBV），体内移植取得良好效果。本项目在此基础上，针对自体AVM来源受限的缺点，拟以绵羊作为异种AVM来源，用灵长类动物猕猴的MSC构建"异种AVM-自体MSC"TEBV并进行体内功能性评价。本课题将重点研究该异种AVM-TEBV的免疫原性和组织相容性、寻找利用MSC的免疫抑制特性以及免疫抑制剂使其在受体内完全自体化的可行方案，同时以该种TEBV为平台，研究BMP2等蛋白或细胞因子的使用方案及作用机制，提高异种TEBV生成率。本项目旨在构建一种来源广泛、具有潜在临床应用性的新型组织工程血管，研究结果将为临床动物支架组织工程血管的实现提供可靠的理路依据和技术支撑。

利用干细胞作为种子细胞，利用异种脱细胞组织支架，构建包括组织工程血管在内的组织工程器官或者组织，是解决临床供体器官或组织短缺的途径。其中最核心的问题是脱细胞支架的构建和免疫原性、干细胞的诱导分化、细胞在支架上的植入以及功能检测。围绕这些关键核心问题，经过4年的刻苦攻关，我们优化了异种脱细胞血管支架的方法，并且成功获得了脱细胞心脏支架；评价了脱细胞支架的免疫原性；评价了诱导多能干细胞（iPSC）来源器官或组织的免疫原性，以及作为种子细胞的可行性；成功利用间充质干细胞和异种来源脱细胞支架构建了可跳动的有初步功能的组织工程心脏；明确了间充质干细胞和内皮细胞作为组织工程器官种子细胞时共培养过程中的相互作用以及机制；明确了组织工程器官构建中，加入适量的间充质干细胞可以抑制移植后免疫排斥反应的发生，有助于移植物的植入。已发表SCI论文5篇，整理中SCI论文4篇。培养博士研究生4名，硕士研究生4名。通过这些研究，不仅可以为将来临床组织工程器官的实现提供强有力的理论依据及技术支持，也为优化组织工程器官构建方法和机制的良好平台，同时也为将来心脏、肾脏等大器官组织工程技术的研发提供新的技术支持。