基于脂肪干细胞的同种异体肌腱缺损修复及机制

种子细胞来源问题长期制约着组织工程肌腱的发展，现有的种子细胞主要局限于自体肌腱构建与缺损修复，而临床应用和产业化发展亟待开发同种异体工程化肌腱。脂肪干细胞（Adipose-derived stem cells, ADSC）来源广泛、可大量扩增，前期研究证实ADSC具有低免疫原性和成肌腱潜能，但其能否用于同种异体肌腱移植尚不明确。本项目拟首先论证成肌腱诱导后的ADSC是否仍然维持低免疫原性；以此为依据重点研究基于同种异体ADSC的肌腱缺损修复，通过监测植入异体后的免疫反应，进一步论证成肌腱诱导后的ADSC用于异体移植的可行性；同时以转基因GFP兔为模型，直观观察植入细胞的存活和宿主细胞的替代，探索工程化肌腱组织在体内的形成和转归等重要科学问题；并从力学/组织学/超微结构/分子标志等多方面综合评价移植修复效果和长期塑形后的功能重建，最终阐明ADSC构建肌腱修复同种异体肌腱缺损的可行性及机理。

种子细胞来源问题长期制约组织工程肌腱的发展，现有的种子细胞主要局限于自体肌腱构建与缺损修复，而临床应用和产业化发展亟待开发同种异体工程化肌腱。脂肪干细胞（Adipose-derived stem cells, ADSC）来源广泛、可大量扩增，前期研究证实ADSC具有低免疫原性和成肌腱潜能，但其能否用于同种异体肌腱移植尚不明确。本项目研究发现成肌腱诱导后的ADSC仍然能够维持较低免疫原性；以此为依据进行基于同种异体ADSC的肌腱缺损修复的研究，通过监测植入异体后的组织成肌腱能力及局部免疫反应，并与自体ADSC构建肌腱、不接种ADSC单纯支架材料进行肌腱缺损修复相比较，发现成肌腱诱导后的ADSC不仅能够修复自体肌腱缺损，还能用于异体移植，而不通过细胞介导的单纯复合支架材料在体内植入经过长期塑形后也具有修复小肌腱缺损的能力；这一现象在基于转基因GFP兔皮肤成纤维细胞的异体肌腱缺损修复的同型实验中同样得到证实；与此同时，在对植入材料进行改进以缩短体外构建周期的研究中，发现早期以胶原膜片作为基质包绕支架材料，可以介导ADSC在自体、异体体内均早期快速参与组织形成，从而大大缩短体外构建时间，对于将来临床应用可大大缩短患者等待时间；观察发现植入的GFP兔细胞在异体内不再显示绿色荧光，推测其在体内逐步被宿主细胞替代，而构建的工程化肌腱组织经过体内长期塑形后，其大体观、力学、组织学均显示能够形成与正常肌腱非常相似的肌腱组织，虽然超微结构显示构建的肌腱组织胶原纤维尚未能达到正常肌腱组织的Bi-polo结构，但足以显示自体、异体ADSC构建肌腱移植均能达到一定的修复效果和功能重建，未来很可能能够用于临床肌腱缺损修复。