用大鼠原代心肌细胞构建工程化心肌组织的研究

目的探索用大鼠原代心肌细胞构建工程化心肌组织的方法。方法用胶原、M atrigel、2倍DMEM分别与含0.04?TA的0.25%胰酶制备的乳鼠原代心肌细胞(实验组)和0.1%胰酶制备的原代心肌细胞(对照组)混合,注入环形槽内形成心肌条带,一周后行力学拉伸继续培养一周。常规HE染色等对组织工程化心肌组织,即心肌条带进行评价。结果心肌条带出现自发性跳动,HE染色显示与正常成年大鼠心肌组织类似,电镜结果显示条带中的心肌细胞含有丰富的肌原纤维,肌小节结构和Z带清晰可见。用含0.04?TA的0.25%胰酶制备的原代乳鼠心肌细胞构建的心肌条带,拉伸后第4天形成一致性跳动。免疫组化检测提示肌钙蛋白阳性细胞数多于对照组。电镜观察显示,条带的心肌细胞中肌原纤维较对照组明显增多。结论这一方法可构建工程化心肌组织,心肌细胞制备方法的改进以及液态Ⅰ型胶原浓度的精确测定,可显著提高构建心肌条带的成功率及条带的生理功能,使其更接近正常心肌组织。     

形状对构建组织工程化心肌组织的影响

目的探索形状(片层及条带)对构建工程化心肌组织(EHT)的影响.方法原代心肌细胞与液态胶原,Matrigel,2×DMEM混合,注入环形槽内形成心肌条带,注入方形槽内形成心肌片层,条带和片层培养1wk后行力学拉伸,继续培养1wk,行HE染色,鞣酸多彩(mason)染色,免疫组化染色以及激光共聚焦检测等对EHT进行评价.结果拉伸前,心肌片层和心肌条带均可见点状自发性跳动,心肌片层拉伸后2d出现肉眼可见的一致性节律性跳动;心肌条带拉伸后4d形成肉眼可见的一致性跳动,14d后心肌条带仍然能维持长时间的跳动,形状和大小无明显改变,而心肌片层在去除力学拉伸后,发生明显的回缩,收缩力量减弱.HE染色,mason染色,免疫组化以及激光共聚焦检测结果显示,EHT拉伸后内部细胞均匀分布,沿拉伸方向伸展,细胞核完整,呈长梭形,含有丰富肌丝,与正常成年大鼠心肌组织类似.结论片层和条带对构建EHT各有利弊.心肌片层易于构建,容易移植,但构建后生理性能不稳定,而心肌条带构建后生理性能较稳定,但构建成功率低.     

以胶原凝胶为支架构建可植入工程化肝组织的实验研究

目的探讨肝细胞与液态Ⅰ型胶原复合构建可植入的工程化肝组织的可行性。方法SD大鼠肝细胞与液态Ⅰ型胶原及DMEM复合,形成肝细胞／胶原凝胶复合物。该复合物被接种在培养板中培养,采用相差显微镜和HE染色方法对培养肝细胞形态特征进行观察,并采用MTT法和免疫组化染色方法分别对肝细胞的活性和功能进行检测。肝细胞／胶原复合物同时被植入皮下腔中观察肝细胞的分化及工程化肝组织的形成情况,采用HE染色和免疫组织化学染色方法对植入的工程化肝组织进行评价。结果肝细胞与液态Ⅰ型胶原复合后形成凝胶状复合物,可见肝细胞均匀分布在整个复合物中,呈三维立体生长。在整个体外培养过程中,肝细胞始终保持圆形的形态;肝细胞在培养初期活性稍有下降,直至第7天时仍然保持活性的87％,之后随培养时间延长而活性逐渐降低。经过2周培养,肝细胞仍具有白蛋白的合成功能。皮下植入后1周,肝细胞／胶原复合物形成工程化灶性肝组织,免疫组化染色证实这种工程化的肝组织具有白蛋白的合成功能。结论采用胶原凝胶作为肝细胞生长和分化的支架可在体内构建类肝样的工程化肝组织。这种可植入的工程化肝组织提供了一种基于肝细胞治疗的新途径,并有望用于损伤肝组织修复和重建。     

黑色素细胞与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化皮肤

目的 探讨构建含有黑色素细胞组织工程化皮肤的方法.方法 从人包皮组织中获取黑色素细胞,从人骨髓中获取骨髓间充质干细胞(BMSCs),以二者为种子细胞,按照1:10的比例混和培养,并与I型胶原膜复合体外构建组织工程化皮肤,对裸鼠创面进行修复.通过大体标本观察、4,6-联脒-2-苯基吲哚(DAPI)体内示踪标记、HE染色、免疫组织化学检测及透射电镜观察等方法,观察组织工程化皮肤修复裸鼠皮肤创面缺损及黑色素细胞的分布情况.结果 裸鼠创面皮肤生长良好,DAPI体内示踪标记、免疫组织化学检测S-100蛋白及透射电镜观察可以发现黑色素细胞以正常的组织结构形式分布于创面皮肤.结论 黑色素细胞与BMSCs通过适当的比例及体外条件培养,与I型胶原膜复合可以在体外构建出具有黑色素细胞的组织工程化皮肤.     

生物反应器内再造组织工程化心肌的实验研究

目的：在体外模拟以微策略条件下构建心肌细胞-胶原复合体,探索组织工程化心肌组织体外再造的可行性。方法：采用顺序消化及差速贴壁法从1-2d龄新生大鼠的心肌组织中分离心肌细胞,并将其与多孔胶原复合形成复合体。复合体在旋转生物反应器（rotary cell culture system,RCCS）中进行培养,观测复合体内心肌细胞的生长状况、超微结构、细胞代谢率及细胞组分的变化,并将其与正常心肌和常规培养的复合体进行比较。结果：在RCCS中培养的复合体内的细胞具有心肌细胞的特殊超微结构,免疫组化显示其中的α-横纹肌肌动蛋白染色呈强阳性,与静止培养的复合体细胞相比,细胞代谢更加旺盛。结论：采用组织工程技术可以在RCCS中培育出组织工程化心肌组织。     

小肠黏膜下层复合骨髓间充质干细胞体外构建心肌组织薄片的实验研究

目的 探讨利用小肠黏膜下层（SIS）复合骨髓间充质干细胞（BMSCs）体外构建心肌组织薄片的可行性。方法 将自大鼠骨髓分离培养的BMSCs经5-氮胞苷（5-Aza）诱导培养3周后种植在经脱细胞处理的SIS浆膜面,在体外动态条件下共培养2周,构建组织工程心肌组织薄片,并进行病理组织学、超微结构和免疫组织化学染色观察。结果 与BMSCs体外共培养2周的SIS经苏木精-伊红（HE）染色显示,细胞在SIS上不只局限于材料表层,呈多层分布,部分细胞逐步向深层迁移和渗透。扫描电子显微镜观察发现,细胞较好地在SIS上黏附、生长和迁移,细胞分泌大量的细胞外基质。免疫组织化学染色结果显示,SIS上的细胞为表达α-actin、cTnⅠ和connexin-43的心肌样细胞。结论 在体外将SIS复合经5-Aza诱导的BMSCs,成功地初步构建出组织工程化心肌组织薄片。SIS是一种良好的心肌组织工程生物支架材料。     

组织工程化皮瓣的构建

目的应用脂肪组织来源干细胞(ASCs)在体外构建组织工程脂肪并与已构建的复合皮组装培育,试构建出含脂肪层的组织工程化皮瓣。方法(1)构建组织工程脂肪从脂肪组织中分离培养ASCs并进行三系分化诱导鉴定。ASCs与胶原凝胶混合并进行体外成脂诱导,诱导15 d后分别进行倒置显微镜、油红O染色及HE染色观察。(2)构建复合皮从包皮组织中分离培养表皮细胞(Kc)和成纤维细胞(Fb)。Fb与胶原凝胶混合后培养5 d,将Kc接种到含有Fb的凝胶表面,在液面下培养4 d后移至气-液界面继续培养10 d形成复合皮。(3)构建含皮下脂肪组织的3层结构的皮肤复合组织将培养的复合皮与脂肪组织按正常皮肤结构顺序组装后继续培养3 d并行HE染色观察。结果(1)ASCs具有成脂、成软骨和成骨分化能力。ASCs凝胶复合物体外成脂诱导15 d后,可见细胞内充满圆形脂滴,呈单房或多房形,油红O染色及HE染色均显示为成熟脂滴。(2)经过气-液界面培养后,Kc成层分化,形成基底上层。(3)组装培育后的皮肤复合组织分3层,表层Kc成层分化并形成基底上层;中层和底层连接处细胞聚集;成脂分化的ASCs位于底层。结论分别应用Kc、Fb和ASCs三种细胞,在体外构建出组织工程化脂肪和复合皮,且按序组装培育,可构建出组织工程化皮瓣。     

骨髓间质干细胞体外预构组织工程化肌腱的实验研究

目的 探讨骨髓间质干细胞与胶原-聚羟基乙酸的细胞相容性，为构建组织工程化肌腱寻求理想方法。方法 以贴壁法分离、培养骨髓间质干细胞，并检测CD44。在实验组中将骨髓间质干细胞置入含胶原-聚羟基乙酸的DMEM培基中培养；在对照组中将骨髓间质干细胞置入DMEM培基中培养。通过MTT方法比较两组的细胞活性和生长情况，并对实验组进行超微观察。以骨髓间质干细胞为种子细胞，以胶原-聚羟基乙酸为支架在体外预构组织工程化肌腱。结果 以贴壁法原代培养骨髓间质干细胞，11天细胞即汇合成片，检测CD44示阳性。骨髓间质干细胞接种于胶原一聚羟基乙酸中混合培养后14天生长良好，始终保持89％VA上的细胞活力，与对照组比较无显著差别；实验组细胞数未发生明显改变．而对照组从第4天开始即发生增殖。透射电镜示实验组细胞培养14天后仍保持旺盛的分泌功能。体外预构的组织工程化肌腱具有良好的形态，细胞伸展成梭形，沿聚羟基乙酸缝线大致平行排列。结论 骨髓间质干细胞与胶原-聚羟基乙酸的细胞相容性好。以骨髓间质干细胞为种子细胞，以胶原-聚羟基乙酸为支架可在体外初步预构组织工程化肌腱。     

骨髓间质干细胞体外预构组织工程化肌腱的实验研究

目的探讨骨髓间质干细胞与胶原-聚羟基乙酸的细胞相容性,为构建组织工程化肌腱寻求理想方法.方法以贴壁法分离、培养骨髓间质干细胞,并检测CD44.在实验组中将骨髓间质干细胞置入含胶原-聚羟基乙酸的DMEM培基中培养:在对照组中将骨髓间质干细胞置入DMEM培基中培养.通过MTT方法比较两组的细胞活性和生长情况,并对实验组进行超微观察.以骨髓间质干细胞为种子细胞,以胶原-聚羟基乙酸为支架在体外预构组织工程化肌腱.结果以贴壁法原代培养骨髓间质干细胞,11天细胞即汇合成片,检测CD44示阳性.骨髓间质干细胞接种于胶原-聚羟基乙酸中混合培养后14天生长良好,始终保持89%以上的细胞活力,与对照组比较无显著差别;实验组细胞数未发生明显改变,而对照组从第4天开始即发生增殖.透射电镜示实验组细胞培养14天后仍保持旺盛的分泌功能.体外预构的组织工程化肌腱具有良好的形态,细胞伸展成梭形,沿聚羟基乙酸缝线大致平行排列.结论骨髓间质干细胞与胶原-聚羟基乙酸的细胞相容性好.以骨髓间质干细胞为种子细胞,以胶原-聚羟基乙酸为支架可在体外初步预构组织工程化肌腱.     

旋转式生物反应器内构建组织工程椎间盘

目的:探讨旋转式生物反应器(RCCS)对髓核细胞功能表达和组织工程髓核结构的影响。方法:将体外扩增培养的兔髓核细胞接种于聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)支架上。治疗组在RCCS内培养,对照组静态培养。培养4周后取出细胞与支架复合物,行大体标本观察、组织学和免疫组织化学染色观察。结果:RCCS下构建的组织工程髓核的厚度、大小及组织弹性好于对照组,Ⅱ型胶原免疫组化染色面积百分比明显高于对照组(15.0±4.6比6.5±2.2),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:旋转式生物反应器能促进髓核细胞增加Ⅱ型胶原的分泌,有利于在体外构建组织工程髓核。     

心肌细胞自噬在尿毒症心肌病中的作用及其分子机制研究

目的：探讨尿毒症时心肌细胞是否存在自噬现象、自噬与尿毒症小鼠心肌病发生发展的关系及尿毒症时心肌细胞自噬可能的细胞内信号调控机理。方法建立小鼠尿毒症心肌病动物模型,于建模12周后处死小鼠取心脏标本,通过透射电镜观察心肌组织中的自噬体,并采用免疫组织化学染色及蛋白印记法（Western-blot）检测心肌细胞自噬及自噬相关蛋白的表达情况。结果造模组小鼠12周后透视电镜下观察到心肌组织中具有双层膜结构的自噬体,免疫组织化学染色显示心肌细胞 Ubiquitin、Cathepsin-D、Rab 7表达尿毒症小鼠较对照组明显增强。尿毒症小鼠心肌组织中自噬相关基因 LC-3、Beclin-1,相关细胞因子表达较对照组明显增强。结论心肌细胞自噬与尿毒症小鼠心功能改变密切相关。     

兔膀胱移行上皮细胞构建组织工程尿道的初步研究

目的 探索以膀胱移行上皮细胞为种子细胞构建组织工程尿道的可行性。方法 取兔膀胱移行上皮细胞，体外培养传代后作为种子细胞与自制胶原膜体外联合培养并行裸鼠体内移植，通过对复合物扫描电镜、HE染色及角蛋白免疫组化检测，了解细胞在材料上的生长情况。结果 2h后移行上皮细胞在胶原膜上贴附生长，复合物移植体内20d后，移行上皮细胞分化成层，层厚1～5层。结论 该方法获取的膀胱移行上皮细胞是构建组织工程尿道的良好种子细胞，与胶原膜构建的复合物在体内形成了尿道类似物，有望成为替代尿道的组织工程材料。     

牛心包脱细胞基质的研制

目的为组织工程学方法研制生物瓣提供适合的基质材料。方法用去污剂-酶联合四步法脱除牛心包组织中的细胞,并对处理后组织的理化性质进行分析、测试。结果脱细胞效果良好,且能较好地保持胶原纤维和弹性纤维的排列分布。脱细胞后的牛心包组织的厚度、抗拉负荷、抗拉强度、断裂伸长率和热皱缩温度无明显变化。组织中可溶性蛋白含量无显著变化,而作为结构成分的胶原蛋白和蛋白聚糖得到了较好的保存。结论去污剂-酶联合四步法能有效地制造牛心包脱细胞基质材料。     

心房颤动对肺静脉肌袖结构影响的研究

目的：探讨心房颤动（atrial fibrillation，AF）时肺静脉肌袖结构的变化及其意义。方法：健康杂种犬17只，随机分为心房颤动组（11只）和对照组（6只），应用快速心房起搏建立慢性房颤动物模型，通过HE染色、Masson 染色研究犬右上肺静脉的结构变化。结果：与对照犬相比，AF犬肺静脉肌袖内心肌细胞增大、排列紊乱；细胞核大小不甚规则，核异型性明显，细胞内可见肌纤维断裂；心肌纤维之间连接组织积聚，使心肌细胞之间的间隔增宽。从左心房到肺静脉方向，心肌袖组织逐渐变薄，末端肌束被纤维组织隔离。心肌袖内可见肌纤维方向突然改变，心肌细胞在长轴切片上显示为横断面，而在短轴切片上显示为纵切面。AF犬肺静脉肌袖内胶原组织较对照犬明显增多，排列紊乱，分布不均匀，围绕单个心肌细胞的胶原纤维网减少或断裂。结论：肺静脉肌袖结构的特殊性及其结构重构可能是形成肺静脉局部微折返的组织学基础，是AF发生和维持的重要机制。     

Ⅱ型胶原糖胺聚糖复合支架对 hUCM SCs成软骨诱导的实验研究

目的：探讨以人脐带间充质干细胞（hUCMSCs）作为软骨组织工程种子细胞,Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料作为细胞载体及其细胞‐支架复合体成软骨的可行性。方法制备Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖多孔支架,电镜观察测定支架材料的孔径、孔隙率和亲水性,对支架材料进行相应的组织学分析。培养鉴定 P3代的hUCMSCs ,将hUCMSCs混悬液接种到Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架上,不加诱导剂进行培养,3周后取出样品行甲苯胺蓝、番红精O染色,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及扫描电镜观察。结果第3代hUCMSCs高度表达CD29、CD105等间充质细胞标志,几乎不表达CD34等内皮细胞、造血细胞标志。Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料呈白色多孔泡沫状,孔隙率为（91．8±2．17）％,孔径110～230μm ,分布均匀,相互贯通。吸水膨胀率为（213．71±1．31）％,亲水性良好。甲苯胺蓝、番红精O及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性。细胞‐支架复合体在培养过程中可观察到有软骨样组织形成并逐步增多,甲苯胺蓝、番红精O及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均呈阳性,电镜观察显示细胞在支架上增殖活跃,与材料黏附紧密,可见软骨样细胞及其周围大量交错连接的胶原纤维。结论 hUCMSCs与Ⅱ型胶原复合糖胺聚糖支架材料复合,可在体外不经诱导而初步构建组织工程软骨,为软骨损伤的修复奠定了一定的实验基础。     

髓核去细胞基质复合骨髓间充质干细胞体外构建组织工程髓核的研究?

目的：体外培养兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)-髓核去细胞基质支架(NPAMS)复合体(rBMSCs-NPAMS)构建组织工程髓核。方法制备若干 NPAMS,接种 BMSCs 至 NPAMS 体外培养分为 NPAMS 组、实验组和正常对照组(正常髓核)。肉眼及显微镜观察复合体形态变化,并行扫描电镜(SEM)、苏木素-伊红(HE)染色、免疫组织化学、实时定量 PCR(qRT-PCR)、支架的生物力学等检测。结果肉眼下 rBMSCs-NPAMS 形态接近正常髓核;SEM 显示细胞在支架表面大量黏附、并向深部迁移,表面细胞密度比横截面细胞密度大;HE 染色表明随时间延长,rBMSCs-NPAMS 内细胞量递增,分布更广泛;免疫组织化学显示细胞外基质2型胶原(CollagenⅡ)分泌量随时间递增,且实验组 CollagenⅡ表达量大于 NPAMS 组,小于正常对照组;qRT-PCR结果：NPAMS 组未提取到 mRNA,实验组 CollagenⅡ、聚集蛋白聚糖(Aggrecan)mRNA 相对表达量呈时间依赖性递增,但均小于正常对照组(P <0.01),支架与正常髓核在相同位移下的压缩载荷差异无统计学意义(P >0.05)。结论采用髓核体外 NPAMS复合 rBMSCs 可成功构建组织工程髓核。     

大鼠心肌急性缺血再灌注Fos蛋白表达及其意义

目的:探讨急性心肌缺血再灌注早期不同时间心肌细胞内Fos蛋白表达的变化,为心肌早期缺血再灌注损伤致死死后诊断提供新方法。方法:在32只SD大鼠建立心肌早期缺血再灌注损伤模型,另外40只大鼠分为正常与缺血对照组。用免疫组化SABC法结合图象分析研究心肌细胞核Fos蛋白的累积情况。结果:缺血30min再灌注30min后,再灌注区有部分心肌细胞核呈弱阳性着色,以后随缺血时间延长核阳性增强。缺血90min再灌注30min后核棕褐色染色最强,180min后又开始减弱。正常和单纯缺血组心肌细胞核未见有阳性反应。HE染色无明显病理改变。结论:Fos蛋白表达高峰在缺血90～180min之间,FosSABC染色法可诊断缺血30min再灌注30min或更长时间的损伤。免疫组化染色法检测心肌细胞核Fos蛋白的表达有望成为急性心肌缺血再灌注死后诊断的一种有意义的手段。     

沙棘总黄酮改善心肌肥大的分子药理机制

目的 探讨沙棘总黄酮改善高血压及慢性心力衰竭等疾病造成的心肌肥大的分子药理机制。方法 用机械牵张负荷离体培养大鼠心肌细胞，使心肌压力超负荷，造成肥大；并通过免疫组织化学方法观察不同浓度沙棘总黄酮对牵张诱导的心肌组织NF－κB激活的影响。结果 牵张离体培养心肌细胞10h后，NF－κB被激活；沙棘总黄酮抑制牵张诱导的心肌细胞NF－κB的激活，其抑制作用与沙棘总黄酮存在浓度依赖关系。结论 沙棘总黄酮通过抑制NF－κB信号传递系统的激活，引起细胞内相关分子表达调控机制改变，从而发挥其药理作用。