本课题将利用MSC(骨髓基质干细胞)作为种子细胞,去细胞猪主动脉瓣作为支架构建TEHV(组织工程心脏瓣膜)。MSC在体外诱导分化为肌成纤维细胞及血管内皮细胞,肌成纤维细胞体外转染Fn(纤维连接蛋白)基因。依先后顺序分别将两种细胞成分种植于去细胞猪主动脉瓣支架上,静态构建的TEHV经自行研制的脉动流反应场预适应后,分别移植于绵羊主、肺动脉区,考察在体瓣膜细胞存留、组织结构改建和功能的变化。转染Fn基因的MSC作为种子细胞可望能够解决构建TEHV的两大难题──种子细胞获取不易及难以抵抗高压血流冲刷问题,从而为TEHV步入临床应用打下基础。新型人造瓣膜的研制成功既能提高广大心脏瓣膜病患者的生存质量,又能改变目前我国人造心脏瓣膜大多依赖进口的现状,为国家节约大量资金。另外,骨髓干细胞在心脏瓣膜外科的应用还将为干细胞研究开辟新的领域,进而推动"干细胞改造"系统工程的发展。
背景种子细胞在支架材料上的黏附是构成组织工程心脏瓣膜研究的核心。方向探索行之有效的增强组织工程心脏瓣膜种子细胞黏附力的方法。主要内容原核表达、提取和纯化纤维连接蛋白羧基端细胞结合域(FnCBD64), FnCBD64基因重组腺病毒载体,并转染骨髓间质干细胞(BMSCS)。观察预涂FnCBD64及转染FnCBD64基因以及肝细胞生长因子(HGF)协同Fn增强骨髓间质干细胞黏附力的研究。重要结果及关键数据: Ad.FnCBD64转染BMSCS后有明显的FnCBD64蛋白表达、分泌。BMSCS转染Ad.FnCBD64后, BMSCS在去细胞瓣叶上紧贴瓣叶表面呈复层生长,形成连续细胞层,黏附的BMSCS数量明显增加。整体构建的TEHV当经受体外脉动高速流体冲刷后,BMSCS残留较对照组明显增多。BMSCS的黏附呈时间依赖性,剂量范围为8-128ng/ml。HE染色和免疫组化显示细胞重构。科学意义首先预涂FnCBD64能明显促进BMSCs在去细胞猪主动脉瓣膜上的黏附和增殖,转染Ad.FnCBD64效果更好。其次,HGF和Fn的联合应用能促进去细胞瓣膜的早期内皮化和细胞重构。