腱基质对MSCs的分化调控及对前交叉韧带重建中腱-骨愈合的影响

腱-骨不愈合是ACL重建术后的常见问题，常导致移植物松弛甚至重建失败。而目前ACL重建后腱-骨不愈合的原因并不明确，因此临床上还没有合适的方法解决。我们之前的研究发现，细胞胞外基质的微环境影响干细胞骨化，而肌腱由有序排列的胶原纤维构成，肌腱的基质成分和有序排列的结构可以直接抑制干细胞骨化作用。因此本研究假说：改变腱基质微环境中基质成分及拓扑结构可以调控骨通道中MSCs的骨化作用，并促进ACL重建后的腱-骨愈合。研究拟利用前期研究成果，进一步深入探讨纤维拓扑结构和腱基质成分对MSC骨化的影响及其作用机制，以此将移植肌腱进行基质改性及重塑，达到符合腱-骨结构要求的微环境。研究发现将为腱-骨愈合提供新的实验数据和基础知识，并为解决腱-骨不愈合的难题提供新的方向。最终通过干细胞和组织工程化技术，构建出组织工程腱-骨移植物，以期为临床提供可移植的组织工程腱-骨复合物。

腱-骨不愈合是ACL重建术后的常见问题，常导致移植物松弛甚至重建失败。而目前ACL重建后腱-骨不愈合的原因并不明确，因此临床上还没有合适的方法解决。我们之前的研究发现，细胞胞外基质的微环境影响干细胞骨化，而肌腱由有序排列的胶原纤维构成，肌腱的基质成分和有序排列的结构可以直接抑制干细胞骨化作用。因此本研究假说：改变腱基质微环境中基质成分及拓扑结构可以调控骨通道中MSCs的骨化作用，并促进ACL重建后的腱-骨愈合。本研究首先对肌腱脱细胞基质进行表面重塑，成功制备了具有不同表面拓扑结构的肌腱脱细胞基质；其次，进一步研究了不同拓扑结构对间充质干细胞的增殖，分化的影响；最后检测了不同拓扑结构对骨-韧带连接处的修复效果。体外实验发现，较之平行对照组，表面拓扑结构为无序的实验组具有更强的软骨，骨诱导能力。根据相关基因的表达变化推测，表面拓扑结构改变了表观基因的表达。体内实验，我们利用前交叉韧带缺损重建模型发现，较之平行对照组，无序组在骨和韧带连接的股骨骨通道中形成了更多的骨组织结构。总之，本研究探索了腱基质微环境对间充质干细胞分化调控的影响及调控机理，利用组织工程化的肌腱脱细胞基质进行了动物实验研究，为最终的临床应用提供实验数据和研究基础。