肌腱损伤是最常见的运动性损伤之一,是骨科和运动医学中公认的治疗难题。统计表明,全球每年至少有3000万的肌腱损伤病例,严重影响患者的生活质量,并断送了许多优秀运动员的职业生命。目前,临床上对肌腱损伤的治疗主要停留在理疗、手术缝合以及移植阶段,虽有一定效果,但是疗效有限。肌腱修复后的组织和功能特性与正常肌腱相距甚远,常伴随有腱粘连、组织形态不佳(形成疤痕组织),力学差(最多达到40%强度),易二次损伤。因此,寻找肌腱再生修复新手段具有重要的临床意义。近年来,干细胞与组织工程技术的发展为提高肌腱等软组织的修复质量带来了全新的机会,人们开始尝试采用肌腱组织工程技术来治疗和修复肌腱缺损。种子细胞是组织工程的关键要素之一。当前肌腱组织工程研究中备受关注的种子细胞包括胚胎干细胞(ESCs)、间充质干细胞(MSCs)和肌腱干细胞(TSPCs)等。然而目前研究发现以干细胞作为种子细胞修复后的肌腱在力学性能上与正常肌腱仍有显著区别,在微观结构上表现为生成大量的小直径的胶原纤维,而这些小直径胶原纤维正是导致愈后肌腱力学性能低下的直接因素。这些结果表明目前的组织工程手段仍然只能部分提高肌腱的修复质量,尚缺乏有效手段使干细胞完全分化为功能性肌腱细胞,达到肌腱完全再生。本论文立足于本研究室前期研究发现——胚胎干细胞可作为肌腱种子细胞,开展胚胎干细胞定向分化为MSCs后进行肌腱组织工程研究以及寻找肌腱早期发育的重要调控因子用于促进肌腱分化和修复,最终目的为调控胚胎干细胞的肌腱分化,构建组织工程肌腱,促进肌腱修复和再生。本论文研究内容包含：第一部分是胚胎干细胞构建组织工程肌腱用于肌腱修复的研究。通过运用胚胎干细胞来源的间充质干细胞(ESC-MSCs)与网状-蚕丝胶原复合支架构建组织工程肌腱,用于肌腱修复。第二部分是肌腱分化相关重要基因筛选的研究。通过发育生物学研究,我们首次将肌腱发育、成熟分为不同的阶段,评估肌腱正常发育过程中的组织形态与内在分子信号改变,结合生物芯片数据进行筛选,发现fos基因在肌腱阶段性分化过程中发挥着重要调控作用,并进一步通过基因过表达和基因沉默实验得到验证。第三部分是fos基因用于胚胎干细胞向早期肌腱分化的研究。通过在胚胎干细胞来源的间充质干细胞中过表达fos基因,促进细胞向早期肌腱分化。本研究的成果和发现为利用胚胎干细胞修复再生肌腱提供了新的实验依据和分化知识,并根据肌腱发育提出肌腱阶段性分化作为肌腱组织工程诱导的手段,为未来肌腱损伤治疗带来新的种子细胞和技术手段。