干细胞亲和多肽修饰的葡甘聚糖微球构建的干细胞输送系统用于关节运动损伤治疗的研究

Konjac glucomannan microsphere was modified by stem cell affinity peptide to construct a stem cell delivery system for mesenchymal stem cell aspiration, purification, amplification and delivery to repair articular injury。 By evaluating the influence of chemical and physical properties of microsphere to the biological character of stem cell, we optimize and build a stem cell affinity modified microsphere for stem cell therapy. And stablish a protocol for stem cell therapy suitable for this microsphere, including bone marrow aspiration, stem cell purification and amplification with the microsphere inside a sealed bioreactor, and finally injection into the injured cartilage or Achilles tendon of rabbits the efficiency of repairing were measured by histological, molecular biological, and mechanical methods.

利用干细胞亲和多肽修饰的葡苷聚糖微球构建一个干细胞输送系统，用于骨髓干细胞的抽提、纯化、扩增培养，并输送到体内，修复关节软骨、韧带损伤。评估微球不同的生化、理化特性对干细胞生物学功能的影响，优化微球载体输送细胞用于干细胞治疗的效果。建立一个干细胞输送用于临床治疗的实验流程，从髂骨提取骨髓，与多肽修饰的微球孵育，使骨髓内的干细胞粘附在微球上，反复洗脱后，在一个封闭的生物反应器内，对干细胞进行微球培养，并注射到家兔软骨损伤或跟腱断裂部位，使其发挥修复功效，从组织学、分子生物学以及力学强度多个方面评估干细胞亲和多肽修饰微球介导的干细胞治疗效果。

本研究拟利用干细胞亲和多肽修饰的葡苷聚糖微球构建一个干细胞输送系统，用于骨髓干细胞的抽提、纯化、扩增培养，并输送到体内，修复关节软骨、韧带等运动损伤。通过前期的研究，我们已证实干细胞亲和多肽修饰的微球与对照组相比具有良好的干细胞特异性粘附和募集功能，能够有效促进细胞增殖和细胞的活性，已证实该微球具有良好的干细胞筛选、纯化、募集和特异性性立体培养功能；机制方面，我们进行了更加深入的研究，证实了E7多肽能够促进BMSC黏附、增殖等相关基因的表达，尤其能够促进干细胞成软骨分化和促进软骨特异性的细胞周围基质分泌的功能；该作用机制是通过lncRNA-H19来调控col2、acan以及SOX-9的基因表达来实现的。在微球制备和可控降解方面，我们也展开了相关的研究，通过化学降解法和微波降解法实现了对葡甘聚糖微球的可控降解，为后续制球工作奠定基础。我们还对微球的理化特性进行了进一步的精确控制，包括：微球的硬度、直径、粒径的均一性以及微球与多肽修饰的比例等，通过对理化特性的调控，更加优化了干细胞微球立体培养、扩增的条件。