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研究背景与目的: 男性不育,是指夫妇不采用任何避孕措施生活1年以上,由于男方因素造成女方不孕者。目前,全球约有1/6已婚夫妇受到不孕不育的困扰,而其中由于男性因素造成的不孕,达到了50%。据不完全统计,在我国男性不育症影响了大约6%的男性,而在这6%的不育男性患者中,有10%表现为无精子症。在目前临床中,对于梗阻性无精子症患者,一般可以采用手术解除梗阻,或者通过睾丸活检获得精子进行辅助生殖技术助孕;而对于非梗阻性无精症(NOA,non-obstructiveazoospermia)患者,会采用显微外科取精术(m-TESE,microsurgicaltesticularspermextraction)和卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI,Intracytoplasmicsperminjection),但这仅能帮助少部分NOA患者获得子代。近年来,在组织工程领域,以去细胞生物支架为材料基础的各种实质器官的重塑的研究不断推进,在一些结构相对简单的组织如皮肤、气管等取得了飞速发展,但在实质性器官由于结构更为复杂,细胞类型更为多样,所以实质器官的去细胞工程的研究脚步则缓慢了许多。如果能够成功构建一个可移植的人造器官,构建一个适合植入体的微环境,能够诱导相关细胞长期生长增殖、分化发育、具备正常表达,这将会是为急慢性器官衰竭、坏死的患者的治疗提供新思路。目前,已经有研究通过新生啮齿类动物的睾丸组织体外培养,成功完成整个体外精子发生过程,形成有功能性的精子,但培养方法较为复杂繁琐,要求高且效率低。因此,我们借鉴各器官的去细胞支架制备方法,通过运用SDS溶液制备大鼠睾丸去细胞生物支架,通过组织学染色、免疫组化、扫描电镜等方法鉴定所得支架。然后,也借鉴其他实质器官的再细胞化方法以及啮齿类动物体外精子发生的培养方法在去细胞睾丸支架中重新接种乳鼠睾丸细胞进行体外共培养,通过流式细胞术分析培养后不同时间的DNA倍体的变化,从而分析是否有细胞进行分化发育。 研究方法: 1.取250g-300g的成年大鼠雄鼠的双侧睾丸,去白膜后,运用1%SDS溶液浸泡,置于37℃水浴摇床中24h,转速控制在75-80rpm,制备出大鼠睾丸去细胞生物支架,再用PBS和去离子水交替清洗其内残留的SDS和DNA碎片,每次30min,总共2h。HE染色、DAPI染色、免疫组织化学染色等观察睾丸去细胞支架内细胞成分清除情况、胶原蛋白情况以及ECM结构是否完整;检测支架内DNA残留情况、SDS的残留量;扫描电镜观察去细胞睾丸支架ECM三维结构的完整性。 2.成功分离出了SD大鼠新生5-7d的乳鼠的睾丸细胞,并对其进行了睾丸去细胞支架的共培养,作为实验组;直接将SD大鼠新生5-7d的乳鼠的睾丸组织碎片进行体外培养,作为对照组。通过流式细胞术检测对照组与实验组体外培养不同时间0、1、3、5、7、9天后,细胞的DNA倍体的变化情况。 实验结果: 1.睾丸组织随着去细胞时间的增加,睾丸组织的颜色逐渐变成白色;HE染色和DAPI染色观察到支架内无明显细胞残留,而细胞外基质结构基本保存完好;地衣红染色和VanGieson染色观察到睾丸支架的弹性纤维和胶原纤维成分保存尚完整;免疫组织化学染色观察到胶原蛋白I和胶原蛋白IV保留;扫描电子显微镜观察到睾丸支架的三维结构完整;睾丸支架(n=10)内残留DNA量为(227.01±67.27)ng/mg,远远低于正常组织(n=10)的DNA量(2307.85±374.85)ng/mg;睾丸支架震荡浸泡48h的溶液中的SDS残留量为(8.24±3.55)μg/ml。 2.成功分离了新生乳鼠的睾丸细胞,并与去细胞支架进行共培养。通过流式细胞术对实验组和对照组在体外培养不同时间后进行细胞的DNA倍体分析,目前的实验数据暂时尚不能分析出细胞有减数分裂,进行分化发育。 研究结论: 运用SDS浸泡加震荡法能够制备大鼠睾丸去细胞支架。支架内的细胞成分基本清除,同时细胞外基质和三维空间结构保存完整。去细胞支架对睾丸细胞有良好的生物相容性,这为构建一种良好的天然的大鼠睾丸组织工程材料提供可能。