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《第三军医大学》 2004年
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真皮来源成体多能干细胞的生物学性状与促进创伤修复的实验研究

史春梦  
【摘要】:干细胞具有自我更新能力和多向分化潜能,是再生医学领域的理想细胞。成体干细胞是存在于发育成熟个体组织中的可自我更新和分化为源组织所有细胞类型的未分化细胞。近年来,研究发现在成体组织中还存在具有向多胚层组织细胞发育潜能的多能干细胞,并已显示出良好的治疗前景。皮肤是人体最大的器官,由上皮组织和和真皮组织组成,包括来源于三个胚层的多种不同的组织细胞,自我更新和再生修复速度快,是成体干细胞分离和研究的良好对象。基于目前对皮肤上皮干细胞(包括表皮干细胞和毛囊干细胞)的研究进展和皮肤上皮组织和真皮组织在发育来源、解剖结构与生物学功能等方面的密切关系,可以推测在真皮组织中也存在干细胞。20世纪90年代,真皮组织干细胞的研究取得了重要进展。国内外的几个研究小组均报道从真皮组织中分离获得了成体多能干细胞,并证实这些细胞具有较强的增殖和分化潜能,可以分化为平滑肌细胞、成纤维细胞、脂肪细胞甚至神经细胞等多种组织细胞,从而为真皮多能干细胞的存在提供了直接的证据。研究还表明,真皮多能干细胞与骨髓基质来源的另一种成体多能干细胞——间充质干细胞在细胞表型等生物学特性方面具有一定差别,因此可排除所研究的真皮多能干细胞为经血循环迁移至皮肤的骨髓间充质干细胞的可能,进一步支持真皮多能干细胞的客观存在。真皮组织来源方便,且可取用自体组织,有望成为细胞移植、基因治疗和组织工程中成体干细胞的一个新来源。 创伤愈合是一个复杂的过程,是在多种不同的细胞成分和局部微环境的相互作用下完成的。在创伤愈合的过程中,不同的细胞成分被微环境激活,然后在损伤局部迁移和增殖,参与组织修复。目前的研究表明,体内局部组织特异性的微环境决定了干细胞的可塑性。真皮主要由成纤维细胞和其分泌的富含胶原的细胞外基质成分组成,具有重要的生理功能,同时为皮肤提供支持和营养。鉴于创伤愈合中成纤维细胞的来源仍存在争议,我们设想真皮组织中的多能干细胞可能是成纤维细胞的祖细胞,在创伤后被激活,通过增殖、迁移和分化而参与修复过程。至今为止,关于创伤后表皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的激活过程已经被广泛研究,但对于真皮多能干细胞在爱创伤愈合中的作用和调控机制则所知甚少。同时,作为又一种具有良好前景的成体多能干细胞的来源,真皮多能干细胞是否和目前研究最深入的骨髓间充质干细胞具有类 第三军医大学博士学位论文 似的功能特性也是值得关注的问题。 在本研究中,我们先从人和大鼠的真皮组织中分离鉴定了多能干细胞,进而筛选 获得了一纯化的可体外大量扩增的多能干细胞克隆,然后通过一系列实验来揭示其重 要生物学特性和在多种不同创伤模型中促进创伤修复与造血恢复的作用。研究结果显 示,真皮多能干细胞可以参与创伤修复,并具有促进造血恢复的作用:进一步在放创 复合伤动物模型中发现真皮多能干细胞移植可以同时实现提高存活率,促进造血与创 面愈合的多重治疗作用,为复合伤和多发伤等严重创伤的治疗提供了新的思路和途径. 在实验中,我们还发现了体外培养条件下,真皮多能干细胞发生自发恶性转化的现象。 鉴于干细胞的恶性转化与其安全应用密切相关,因此对真皮多能干细胞体外自发恶性 转化后重要的生物学性状的改变及其发生机制作了进一步研究。本研究取得的主要结 果和结论如下: 1、真皮多能细胞的分离、鉴定和生物学性状研究。采用贴壁筛选的方法,从新生 大鼠背部和成人包皮与毛囊真皮组织中分离鉴定了成体多能干细胞,经多向分化诱导 实验证实其具有多向分化潜能,提示人和大鼠的真皮组织中均含有多能干细胞;在此 基础上,采用低密度连续稀释法,从新生大鼠真皮组织中成功获得一纯化的可体外培 养扩增的多能干细胞克隆,并对其生物学性状和功能特性进行了研究。免疫细胞化学 和流式细胞技术检测细胞表面标志分子结果显示:真皮多能干细胞表达CD44、CD59、 CD90、ICAM一1、VCAM一1、I型胶原和m型胶原等分子,但不表达上皮细胞、血管内 皮细胞和造血细胞特异性的pan一eytokeratin、eytokeratinlg、Factor Vlll、cD31、CD45 和CD34等分子,也不表达CD4分子。在成骨、软骨、脂肪和神经细胞特异性诱导体 系作用下,真皮多能干细胞表达成骨细胞(碱性磷酸酶和钙盐染色)、软骨细胞(n型 胶原和细胞外基质染色)、脂肪细胞(脂滴合成和油红染色)和神经细胞(nestin和NF一200 染色)特异性的标志分子,提示多能干细胞具有多向分化潜能,支持筛选的细胞克隆 为多能干细胞。体外培养过程中,细胞增殖迅速;细胞周期检测结果显示:约90%细 胞处于GO/GI期,10%处于S期,提示只有少数细胞处于增殖期。传代培养后,细胞 呈贴壁状态均匀生长。细胞群体平均倍增周期约40小时,体外培养8一10天即可进入 生长的平台期;传代培养至20代,细胞的增殖能力和分化潜能未见明显改变。应用基 因芯片对体外培养真皮多能千细胞的基因表达谱进行了研究,检测结果表明:真皮多 能干细胞表达多种细胞类型特定的转录子,包括骨细胞、肌肉、成纤维细胞、上皮细 胞、血管内皮细胞、胰腺细胞、肝脏细胞、神经细胞、造血细胞等
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R329.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘启;严坚;熊南山;胡岳军;刘涛;;人工细胞愈合膜配合表皮生长因子治疗皮肤缺损临床观察[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
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8 李志;邓文玲;李绍堂;曹波;;芪榆油膏对肛瘘术后创面肉芽组织中毛细血管含量的影响[A];贵州省中西医结合学会肛肠学会第四届学术交流会暨新技术学习班论文汇编[C];2010年
9 李春霞;陈倩;申惠文;;创伤伤口护理的新进展[A];2013年河南省外科现代护理理论与循证实践新进展学习班——创伤急救护理学组分会场论文集[C];2013年
10 熊建生;陈自力;宋景春;黄薇;李剑;张昕;;多发伤血小板计数变化与预后的关系[A];江西省中西医结合学会重症医学专业委员会成立大会暨第一届长城危重病论坛论文汇编[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈朝晖;复方紫归膏在大鼠创口皮肤愈合中的作用及机理研究[D];成都中医药大学;2010年
2 黄德铨;熊珍膏促进大鼠皮肤创面愈合的机理研究[D];成都中医药大学;2011年
3 何德才;复方芪竭膏对大鼠创伤模型愈合影响的实验研究[D];成都中医药大学;2011年
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6 楚元奎;胎猪胰岛间充质干细胞分离鉴定及向胰岛素分泌细胞分化的研究[D];西北农林科技大学;2011年
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8 李相运;小鼠胚胎干细胞多能性研究[D];西北农林科技大学;2001年
9 陆群;牙髓干细胞分离培养鉴定和体外诱导分化的研究[D];第四军医大学;2002年
10 严军;碱烧伤后角膜修复的初步研究[D];第三军医大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺荔枝;复方明珠软膏促进肛瘘术后创面愈合的临床观察[D];湖南中医药大学;2010年
2 徐威;龙血生肌膏对大鼠失神经支配创面愈合过程中表皮干细胞分化影响的实验研究[D];浙江中医药大学;2010年
3 李志;芪榆油膏对肛瘘术后创面肉芽组织中EGF和VEGFmRNA表达的影响[D];贵阳中医学院;2010年
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5 高恒清;硝苦汤促进兔背部人粪污染创面愈合及其预防创面过度瘢痕化的实验研究[D];泸州医学院;2011年
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8 宋广明;补肾活血汤结合骨髓基质干细胞复合体修复兔膝关节软骨缺损[D];北京中医药大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 史春梦,程天民;大鼠真皮多能间充质干细胞的分离培养[J];第三军医大学学报;2001年09期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 丁国斌;人胎儿表皮干细胞的分离培养、基因转染及向毛囊的定向分化[D];第四军医大学;2004年
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3 张慧茹;仔猪胰腺干细胞的分离鉴定[D];西北农林科技大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董智勇;以毛囊干细胞作为种子细胞构建组织工程表皮的研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 鲁茂森;真皮多能干细胞复合丝素蛋白—聚乳酸支架修复兔关节软骨全层缺损的实验研究[D];兰州大学;2008年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 姚海雷;张文成;王思涵;李保伟;张锐;习佳飞;周军年;吕洋;曾泉;施双双;何丽娟;南雪;李艳华;岳文;裴雪涛;;诱导脐带血来源的CD34+细胞重编程获得诱导性多能干细胞(iPS cells)[A];第12届全国实验血液学会议论文摘要[C];2009年
9 李恩琴;金润铭;;儿童诱导性多能干细胞的建立与造血分化[A];中华医学会第十七次全国儿科学术大会论文汇编(上册)[C];2012年
10 剧世强;芮荣;;MicroRNA在多能干细胞的表达与功能[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十六届学术研讨会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 记者 叶青;体细胞“变身”机制明确了[N];广东科技报;2010年
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5 钱洛滢 记者 王春;乳腺中发现多能干细胞[N];科技日报;2014年
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9 常丽君;吸脂术去除的脂肪含新型多能干细胞[N];科技日报;2013年
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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