一种以牛跟腱胶原蛋白和间充质干细胞上清液为原料的皮肤创伤修复液的研发

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皮肤创伤是动物临床常见的一种疾病,不仅破坏皮肤的屏障功能,严重时还可导致患病动物死亡,使动物主人遭受不同程度的经济损失。目前临床上治疗皮肤创伤的方法均有一定的局限性。牛跟腱胶原蛋白(Collagen)是一种天然的生物材料,具有低毒性、低免疫原性、良好的生物相容性等优点,近年来在生物医用材料等方面的应用越来越备受关注。间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,具有来源广泛、免疫原性低、易于获得等优点。MSCs在培养过程中,向培养液中分泌的外泌体(exosomes)和多种细胞因子具有促进机体创伤修复的能力。因此,近些年来间充质干细胞外泌体作为一种新型的无细胞疗法在皮肤创伤修复中的应用引起广泛关注。由于含有外泌体的MSCs上清液流动性较强,无法长时间停留于伤口部位,使外泌体很难完全发挥作用。本研究通过将人脐带间充质干细胞上清液与牛跟腱胶原蛋白结合制作混合剂,通过体外细胞划痕试验和小鼠皮肤创伤试验,研究该混合剂是否具有促进伤口愈合的作用,以研发一种新型的皮肤创伤修复液,为治疗皮肤创伤提供新的治疗方法。主要结果如下:(1)使用醋酸与胃蛋白酶结合法从牛跟腱中提取的胶原蛋白,并使用SDS-PAGE凝胶电泳鉴定该牛跟腱胶原蛋白的类型,结果显示提取的牛跟腱胶原蛋白属于I型胶原蛋白。使用BCA蛋白浓度试剂盒检测牛跟腱胶原蛋白的浓度,结果显示,采用该方法提取的牛跟腱胶原蛋白浓度介于1.25-2.8 mg/m L范围内。(2)将人脐带间充质干细胞(Human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)接种于浓度为0.2 mg/mL牛跟腱胶原蛋白包被的24孔板中,进行成骨和成软骨诱导分化,结果显示牛跟腱胶原蛋白对HUCMSCs的成骨和成软骨分化潜能无影响。将HUCMSCs接种于牛跟腱胶原蛋白包被的24孔板中进行生长曲线试验,结果显示牛跟腱胶原蛋白对HUCMSCs的生长增殖无显著影响。(3)使用MTT细胞毒性试剂盒检测牛跟腱胶原蛋白对HUCMSCs、人皮肤成纤维细胞、人皮肤角质形成细胞的细胞毒性作用,结果显示提取的牛跟腱胶原蛋白对以上三种细胞具有良好的生物相容性,无细胞毒性作用。(4)在用牛跟腱胶原蛋白包被的6孔板中进行人皮肤成纤维细胞和人皮肤角质形成细胞的细胞划痕试验,结果表明牛跟腱胶原蛋白对两种细胞的划痕愈合具有促进作用;而HUCMSCs上清液抑制人皮肤成纤维细胞划痕愈合,促进人皮肤角质形成细胞划痕愈合。(5)使用牛跟腱胶原蛋白和HUCMSCs上清液制作混合剂治疗小鼠皮肤创伤,结果表明在第15 d时,与对照组相比,混合剂可显著促进小鼠皮肤伤口愈合。
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