脂肪源干细胞结合双重生物活性纳米纤维构建功能性组织工程膀胱壁的实验研究

Both congenital or acquired disorders such abnormalities, cancers ,injures and so on can lead to progressive loss of baldder wall.Tissue engineering is a promising therapeutic strategy for replacement of urinary bladder..Adipose derived stem cell(ADSC) is abundant-source ,obtained-easily and new alternative of stem cell ,and possess multilineage potential to differentiate in vitro into varieties of mesoderm cells such as adipogenic, chondrogenic, osteogenic and smooth muscle cells. It was also proved recently that ADSC can be transdifferentiated into no-mesoderm cell and tissue such as urothlium derived from .ectoderm. Poly(L-lactide)/Poly(ε-caprolactone) (PLCL) was prepared with blend of L-lactide(LL) and ε-caprolactone(CL) and ,is pliable and degradable biomaterail..This project, on the basis of our previous study, is proposed to induce ADSC to differentiate into two directions :smooth muscel cells and urothlium cells , and then incorporated with PLCL nanofiber scaffold loaded wity bioactive factors（vascular endothelial growth factor ，VEGF and Nerve Growth Factor，NGF） ,to construct a tissue engineering patch to repair bladder wall defect of a rat model.This project aims to explore the possbility of ADSC, supported by this dual-bioactivity PLCL patch ,attaching ,proliferating ,differentiating and the promotion of the angiogenesis and innervation of the new bladder wall by this bioactive scaffold.

先天畸形或后天疾患如恶性肿瘤等常造成膀胱壁的大部分、甚至整体的丧失。组织工程的膀胱替代是最有前景的治疗策略。脂肪源干细胞（ADSC）来源丰富、提取简单，是较新颖 、颇具潜力的成人干细胞之一。研究证实，ADSC不但可分化为同胚层来源（中胚层）的的各种组织，如脂 肪、骨、软骨、平滑肌等，也具有跨系分化为不同来源胚层组织的潜力（如来源于内胚层的尿路上皮）；PLCL由乳酸（LL）和已内酯（CL）共聚而成，是柔韧性较强的可降解生物材料。本项目在原有的工作基础 之上，诱导ADSC向平滑肌和尿路上皮双向分化，并结合负载生长因子（血管内皮生长因子和神经生长因子）具有双重生物活性的PLCL纳米纤维，构建组织工程膀胱壁补片，修补大鼠膀胱缺损模型，探讨ADSC在这种双重生物活性的PLCl纳米细胞支架的支撑下，粘附、增殖、向平滑肌和尿路上皮双向分化的能力及生物活性细胞支架对新生膀胱壁的血管和神经再生促进作用。

组织工程是泌尿系修复及重建的解决途径之一，组织工程两大研究热点为：种子细胞和细胞外基质材料。脂肪源干细胞（ADSC）是当前应用较广泛的种子细胞之一，我们前期研究证实，ADSC可以分化为同胚层的脂肪、骨、平滑肌等组织。ADSC诱导分化平滑肌（AD-SCM）是膀胱修补的理想种子细胞，然而由于其诱导时间较长，限制了AD-SCM应用价值。我们通过改良诱导培养方案，引入17β-雌二醇（E2），在保证成肌诱导效果的前提下，大大缩短了诱导时间，完成了种子细胞优化的诱导。. 如何提高种子细胞和细胞外基质材料的亲和作用是当前组织工程亟需解决的一个问题，透明质酸（hyaluronic acid HA）是膀胱平滑肌细胞重要的细胞外基质，有研究表明HA可以促进平滑肌细胞的增殖和迁移。HA的水溶液为粘弹性流体，填充在细胞与胶原纤维空间之中且覆盖在某些表皮组织上。在机体内其主要功能为：保护及润滑细胞，调节细胞在此粘弹性基质上的移动，稳定胶原网状结构及保护它免于受到机械性的破坏。我们设想将HA构建到PLCL纳米支架内，这样不仅可以增加细胞的黏附性，而且种植到动物体内后遇水发生膨胀、溶解，增加支架的三维空间结构，促进细胞渗透性生长。但是HA溶液的表面张力较大，其自身不能进行电纺，所以我们将其负载到双重结构纳米纤维的外壳，可以得到“核-壳”结构明显，粗细均匀的纺丝。经过生物相容性验证，发现其可促进AD-SMC的增殖、黏附及迁移，其细胞及组织相容性较好。. 本项目通过优化种子细胞的培养方法，提高了AD-SCM的临床应用价值，同时构建了与AD-SCM亲和性较高的HA-PLA双重结构纳米电纺丝，为泌尿系组织工程的研究提供了一个新的选择。