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皮肤覆盖人体表面,是人体最大的器官,具有感觉、分泌、排泄、吸收、体温调节的重要功能。深度皮肤缺损创面的修复在烧伤、创伤、慢性皮肤溃疡、瘢痕整形等的治疗中具有重要作用。既往大多采用自体皮移植、异体皮混合移植等方法,而这些方法均存在诸多不足。组织工程的出现和发展为该类病人的救治提供了一条崭新的途径。近几年来,皮肤组织工程取得较大进展,并初步应用于临床,目前已有人工全层皮肤的出现,但由于真皮层血管化速度慢,数量少,移植的组织工程化皮肤不能及时建立血供而发生坏死,最终导致移植失败,因此,真皮血管化是关系到移植成功与否和保证创面修复效果的一个重要问题,寻找合适的种子细胞构建真皮内血管是皮肤组织工程的关键和重点。
目的:
针对当前皮肤组织工程中真皮层血管化存在的问题,本课题欲探讨小鼠卵黄囊间充质干细胞的培养及其生物学特性,并将其诱导成血管内皮样细胞,以提高人工皮肤移植的存活率。
材料和方法:
1、选取孕10天的ICR小鼠,断颈处死,无菌条件下取出子宫,放入备有预冷的无菌PBS(内含105U/L青霉素和105U/L链霉素)中,并用PBS冲洗,取胚胎,解剖显微镜下分离卵黄囊,0.1%I型胶原酶,置于37℃恒温摇床上消化1h,过滤,离心,收集细胞,进行原代和传代培养,相差显微镜下观察小鼠卵黄囊间充质干细胞(YS-MSCs)形态;透射电镜观察YS-MSCs的超微结构;流式细胞仪检测YS-MSCs表面标志和细胞周期;钙钴法测定YS-MSCs碱性磷酸酶(AKP)活性;细胞组织化学检测YS-MSCs化学变化;成脂诱导观察YS-MSCs分化成脂肪细胞的潜能。
2.选择生长状态良好的第一代(P1代)细胞作为实验对象,实验分诱导组和对照组,诱导组细胞加诱导培养液(H-DMEM培养基+20%胎牛血清+105U/L青霉素和105u/L链霉素+10ng/ml VEGF+5ng/ml bFGF),对照组仍为基础培养液(H-DMEM培养基+10%胎牛血清+105U/L青霉素和105U/L链霉素),诱导14天后,相差显微镜下观察血管内皮细胞形态;透射电镜观察血管内皮细胞的超微结构;免疫荧光观察FLK1(血管内皮生长因子受体2)的表达。
结果:
1.相差显微镜下,可见YS-MSCs大多数呈梭形;透射电镜下YS-MSCs表面有微绒毛,胞浆中细胞器丰富,含有线粒体、粗面内质网、高尔基体、核糖体和糖原颗粒,核大,形态不规则;流式细胞术分析YS-MSCs免疫表型分析显示,原代和第一代YS-MSCs均为CD44、CD105阳性,CD34也有少量表达;细胞周期分析显示,67.4%处于Go/G1期,13.9%处于S期;细胞化学YS-MSCs PAS-过碘酸雪夫氏染色阳性,苏丹黑-B(SB)及碱性磷酸酶(AKP)染色阴性;YS-MSCs经成脂诱导后,胞浆中有脂滴形成,经油红O染色脂滴染鲜红色。
2.诱导后,相差显微镜下,1周可见YS-MSCs细胞由原来梭形或多角形渐变为圆形或椭圆形,仍呈集落状生长,2周后逐渐成上皮细胞样铺路石状排列生长;诱导两周后透射电镜显示诱导细胞表面有指状、球状或绒毛状突起,胞浆内可见大量的吞饮小泡,胞内亦可见较多的线粒体、粗面内质网;免疫荧光染色可见诱导组中大量血管内皮生长因子受体2(FLK1)染色阳性的细胞呈圆形,阳性颗粒位于细胞浆内,对照组仅有少量阳性细胞。
结论:
1.小鼠卵黄囊间充质干细胞的生物学特性与成体问充质干细胞相似,且更为原始,是比较理想的皮肤组织工程真皮组织的种子细胞来源。
2.小鼠卵黄囊间充质干细胞在体外具有定向诱导分化为内皮细胞的潜能,为成功进行人工皮肤的移植提供了更大的可能性。