本文選題：肌腱組織工程 + 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：肌腱韌帶損傷占運(yùn)動(dòng)損傷的50%,但其自我修復(fù)能力差,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,是骨科和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)治療中公認(rèn)的難題。目前,臨床上對(duì)肌腱損傷的治療手段主要包括理療、手術(shù)縫合以及組織移植,然而修復(fù)后肌腱的組織形態(tài)和功能特性與正常肌腱相差甚遠(yuǎn),且力學(xué)性能差,伴隨肌腱粘連、疤痕組織形成。因此,肌腱再生修復(fù)新手段亟待開(kāi)發(fā)。近年,隨著干細(xì)胞與組織工程的發(fā)展,組織修復(fù)進(jìn)入了再生的新階段。然而,肌腱組織工程應(yīng)用仍需要解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:1)明確促進(jìn)干細(xì)胞向肌腱系分化的物理環(huán)境;2)找到體外種子細(xì)胞表型維持及肌腱系分化的調(diào)控手段;3)構(gòu)建生物誘導(dǎo)活性的三維支架。因此,本論文針對(duì)待解決問(wèn)題,以誘導(dǎo)多能干細(xì)胞為模型,開(kāi)展了成體系的研究,旨在促進(jìn)肌腱修復(fù)和再生。本研究發(fā)現(xiàn):(1)程序性替換基質(zhì)物理特性能將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分階段定向分化為肌腱細(xì)胞。體外將iPSCs從MEF飼養(yǎng)層轉(zhuǎn)移到光滑平面可以誘導(dǎo)iPSC分化為間充質(zhì)干細(xì)胞樣多能細(xì)胞(iPSC-MSCs),該細(xì)胞在克隆形成、三系分化和表面標(biāo)志物方面與MSCs極為類似。隨后,將iPSC-MSCs種植在平行納米支架上可成功被誘導(dǎo)向肌腱細(xì)胞分化,表達(dá)肌腱特異性基因。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)平行支架可以通過(guò)integrin介導(dǎo)的力學(xué)通路促進(jìn)iPSC-MSCs體外肌腱系分化并抑制其骨系分化。大鼠原位跟腱修復(fù)實(shí)驗(yàn)證明平行納米支架復(fù)合iPSC-MSCs構(gòu)建的組織工程肌腱對(duì)肌腱損傷修復(fù)具有促進(jìn)作用。(2)在追蹤肌腱干細(xì)胞體外培養(yǎng)表型丟失的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)肌腱干細(xì)胞體外培養(yǎng)存在連續(xù)的去分化和失功能過(guò)程,組蛋白去乙�；诖诉^(guò)程中發(fā)揮了作用。在P3及以前通過(guò)HDAC(histonedeacetylase)抑制劑TSA或VPA可以顯著逆轉(zhuǎn)Sex表達(dá)并維持肌腱干細(xì)胞的表型和功能,且此效果通過(guò)提高細(xì)胞中組蛋白乙酰化水平及抑制HDAC1/3表達(dá)起作用。(3)結(jié)合以上結(jié)果構(gòu)建HDAC小分子抑制劑修飾的平行纖維支架,發(fā)現(xiàn)該復(fù)合支架可協(xié)同調(diào)控細(xì)胞組蛋白乙�；�,促進(jìn)肌腱干細(xì)胞腱系分化與成熟,促進(jìn)肌腱再生。本研究的成果和發(fā)現(xiàn)為肌腱組織工程的種子細(xì)胞來(lái)源、質(zhì)量和誘導(dǎo)性生物材料提供了新的理論依據(jù)和技術(shù)手段,為肌腱損傷治療提供了新的種子細(xì)胞和支架。
[Abstract]:Tendon ligament injury accounts for 50% of sports injuries, but its self-repair ability is poor, which seriously affects the quality of life of patients. It is a recognized problem in orthopedics and sports medicine treatment. At present, the clinical treatment of tendon injury mainly includes physiotherapy, surgical suture and tissue transplantation. However, the tissue morphology and functional characteristics of the repaired tendon are very different from the normal tendon, and the mechanical properties of the tendon are poor, accompanied by tendon adhesion. Scar tissue is formed. Therefore, tendon regeneration and repair of new means need to be developed. In recent years, with the development of stem cells and tissue engineering, tissue repair has entered a new stage of regeneration. However, The application of tendon tissue engineering still needs to solve three key questions: 1) the physical environment to promote the differentiation of stem cells into tendon system clearly.) to find out the regulation of seed cell phenotype maintenance and tendon differentiation in vitro and to construct a three-dimensional scaffold for biological induction activity. Therefore, in order to promote tendon repair and regeneration, a systemic study was carried out on the model of induced pluripotent stem cells. It was found that the physical properties of the induced pluripotent stem cells could be differentiated into tendon cells in stages. In vitro transfer of iPSCs from MEF feeder layer to smooth plane could induce iPSC to differentiate into mesenchymal stem cell-like multipotent cells (iPSC-MSCs), which were very similar to MSCs in clone formation, three-line differentiation and surface markers. Subsequently, iPSC-MSCs implanted on a parallel nano-scaffold could be successfully induced to differentiate into tendon cells and express tendon-specific genes. Furthermore, it was found that parallel scaffolds could promote the differentiation of tendon system and inhibit the differentiation of bone system of iPSC-MSCs through the mechanical pathway mediated by integrin. In situ Achilles tendon repair experiment in Rats demonstrated that the tissue engineered tendon constructed by parallel nano-scaffold combined with iPSC-MSCs could promote tendon repair. (2) the thin tendon stem was found in the process of tracking the phenotype loss of tendon stem cells cultured in vitro. Cell culture in vitro has a continuous process of dedifferentiation and defunction. Histone deacetylation plays a role in this process. The expression of Sex and the maintenance of phenotype and function of tendon stem cells were significantly reversed by TSA or VPA at P3 and before by HDA histonede acetylase inhibitor. By increasing the level of histone acetylation and inhibiting the expression of HDAC1/3, we constructed the parallel fiber scaffold modified by HDAC small molecule inhibitor. It was found that the composite scaffold could regulate the level of histone acetylation in combination with the above results. Promote the differentiation and maturation of tendon stem cells and promote tendon regeneration. The results and findings of this study provide a new theoretical basis and technical means for the source, quality and inductive biomaterials of tendon tissue engineering, and provide new seed cells and scaffolds for the treatment of tendon injury.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R873;R318.08

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本文編號(hào)：1934756