FOSL1基因修饰骨髓间充质干细胞优化组织工程肝脏仿生血管网络的构建

The construction of three-dimension vascular network is one of the key problems in research of tissue engineering solid organs. Based on the previous National Natural Science Foundation projects about tissue engineering construction of bionic liver vascular network, this project will transport FOSL-1（FOS like antigen-1) into bone marrow mesenchymal stem cells by adenovirus carrier, promoting the cells vitality, adhesion, migration, proliferation and anti-apoptotic ability as well as the tubulation of endothelial cells differentiating from them. Normal vascular images of human livers will be acquired with accurate orientation and diameter measurement on each transverse sections. The Poly（EC-CL）and vascular endothelial growth factor will be electrospun together to establish degradable scaffold membrane. Then high precision laser will drill holes on degradable membranes accroding to these cross-sectonal orientation. We pile up these membranes with laser boring in proper sequence and construct bionic three-dimension vascular network of human liver with implantation of FOSL-1 tranfected mesenchymal stem cells. If it succeeds. it will optimize the construction procedure of bionic vascular network for tissue engineering solid organs.

三维血管网络的构建是组织工程实质器官研究中需要攻克的一个重要难点。本课题是在"计算机辅助构建肝脏仿生三维血管网络"的国家自然基金的基础上将FOSL1基因转染骨髓间充质干细胞作为种子细胞，提高其细胞活力、迁移、粘附、抗凋亡能力以及分化成内皮细胞后的成管能力。利用CT采集的肝脏各血管不同断面进行精确定位和直径测定，用静电纺技术将Poly（EC-CL）与血管内皮生长因子共纺成可降解组织工程支架膜片。而后采用高精度激光在可降解膜片上进行精确定位打孔。按顺序堆叠膜片后植入修饰的间充质干细胞共培养来构建组织工程人肝脏仿生三维血管网络。研究如获成功，将为组织工程实质器官的研究进一步提供构建仿生血管网络的优化方案。

三维血管网络的构建是组织工程实质器官研究中需要攻克的一个重要难点。以往的研究发现单纯将骨髓间充质干细胞（BMSCs）诱导分化出来的内皮细胞作为种子细胞来构建组织工程三维血管网络存在细胞活力不足，增殖迁移能力较差的缺点。于是本课题成功构建了携带FOSL1的基因的腺病毒载体，体外转染到大鼠的骨髓间充质干细胞中。体外检测FOSL1修饰后的BMSCs的细胞活力、增殖抗凋亡以及迁移能力明显增强。同时鉴于目前组织工程领域细胞打印技术日趋成熟。为此项目组及时和相关的课题组联系合作，将前期BMSCs诱导分化并进行培养的内皮细胞和成纤维细胞利用3D 打印技术定向控制细胞沉积和输出，初步制作了不同形态的管状组织工程血管。在此基础上又成功将FOSL1修饰后的BMSCs细胞培养液混合凝胶作为生物墨水打印出细胞凝胶微粒，其中活性细胞的平均比例在80%以上。证实有望将这种FOSL1基因修饰的BMSCs细胞作为种子细胞利用生物打印技术一体化制作三维血管网络。.本研究成功将将FOSL1基因转染骨髓间充质干细胞，增强了其作为种子细胞的活性和增殖迁移能力，并证实可将此类细胞制作生物墨水，用3D打印制作组织工程血管，有望为组织工程实质器官进一步提供构建仿生血管网络的优化方案。 .在课题研究中，发表论文五篇，其中SCI论文三篇，参加国内会议三次并大会发言三次。培养博士生和硕士生各一名。