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巴马香猪皮肤比较生物学特性及其无细胞真皮的研究

陈俊颖  
【摘要】: 为寻找人类皮肤研究合适的动物模型,科学家们研究了多种动物的皮肤,发现猪的皮肤在解剖、生理等方面与人类皮肤最为接近。但由于普通商品猪遗传背景不清晰,个体差异大,生长速度快,不适于用作实验动物。巴马香猪是我国独特的小型猪种之一,体型小,操作容易,遗传稳定,个体差异小,是一种理想的实验动物。但其缺乏与人的比较医学生物学系统基础资料,制约了巴马香猪在医学生物学中的应用。 无细胞真皮作为一种有效的临床用生物材料,具有重要的临床应用价值。但国内目前仅有人无细胞真皮产品面世,且价格昂贵。随着国家人体器官移植技术临床应用管理暂行规定的正式实施,人组织器官的应用将面临来源、伦理、法律等一系列问题,而且还具有传染HIV、HBV等血液传播性疾病的危险。因此,以标准化实验用小型猪无细胞真皮替代人无细胞真皮具有良好的应用前景。 为了推广巴马香猪在医学生物学中的应用,评估巴马香猪作为人皮肤模型动物在创伤修复领域的应用价值,同时为了开发巴马香猪皮肤来源的异种移植生物材料,本课题从比较医学的角度,对巴马香猪与人皮肤对比进行了组织学结构、免疫组化反应特点、超微结构、皮肤胶原蛋白理化特性等的系统研究;同时,制备了巴马香猪无细胞真皮,与人无细胞真皮对比进行了安全性有效性评价,以期利用巴马香猪无细胞真皮替代人无细胞真皮而应用于创伤修复领域,为其产品研发形成基础,同时也进一步比较巴马香猪皮肤与人皮肤在应用特性方面的相似性。全文主要结果及结论如下: 1.本课题对巴马香猪皮肤的组织学结构、免疫组化反应特点、超微结构、胶原蛋白理化特性等进行了系统研究,发现巴马香猪的皮肤结构除汗腺结构与人不同外,其它结构及其特点与人极为相似。其4月龄小型猪皮肤发育程度最接近于成人皮肤,各层厚度及结构都与成人皮肤相似。上述研究结果表明,巴马香猪可作为研究人类皮肤的模型动物。 巴马香猪在皮肤厚度、分层、真表皮的高低起伏的连接方式、发达的浅表血管系统以及皮肤的超微结构都与人类皮肤相似;皮肤中所含细胞种类和成纤维细胞、血管内皮朗格罕细胞、肥大细胞的密度也与人类皮肤相近;具有与人类Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白、中间丝相关蛋白相似的抗原决定簇,可与抗人血清发生交叉反应,且分布特点与人类皮肤相似;真皮中主要的胞外基质构成成分-Ⅰ型胶原的结构及理化特性也几乎与人类Ⅰ型胶原相同。但巴马香猪皮肤中的汗腺为顶泌汗腺,而人类皮肤中主要为外泌汗腺;另外,巴马香猪皮肤中的色素细胞在身体的不同部位差异很大;巴马香猪皮肤缺乏与抗人CD34、ICAM-1、S-100等抗体对应的抗原决定簇。 2.优化了无细胞真皮的制备方法,制备了巴马香猪无细胞真皮,对其与人无细胞真皮对比进行了生物学特性与安全性有效性评价研究。对巴马香猪与人无细胞真皮对比进行了胞外基质的种类和分布、微生物学检测、致敏实验、淋巴细胞增殖实验、细胞毒性实验、组织学相容性实验、单纯无细胞真皮移植实验以及结合大鼠自体皮的复合移植实验等实验研究。实验结果表明,巴马香猪无细胞真皮与人无细胞真皮的形态结构、抗原性、生物相容性、血管化速度及动物实验效果无显著差异,显示巴马香猪无细胞真皮可望替代人无细胞真皮应用于创伤修复领域。 经0.25%胰酶4℃处理过夜,0.5%Triton X-100室温振荡处理12h制备而成的巴马香猪无细胞真皮,具有如下特点:成功去除了引起强烈免疫排斥反应的表皮和细胞成分,完整保留了基底膜,与抗原性有关的胞外基质结蛋白和波形蛋白也得到有效的去除;保留了Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白等与细胞粘附、生长相关的胞外基质;具有与人无细胞真皮相似的无菌、无致敏反应、生物相容性好、抗原性低、血管化速度快等优良的生物学特性;将其与大鼠自体刃厚皮复合植入大鼠创面后,巴马香猪无细胞真皮与人无细胞真皮组的移植皮片存活率、创面收缩率相似,且与大鼠同种无细胞真皮组的移植皮片存活率和创面收缩率无明显差异,未引发明显的免疫排斥反应。表明巴马香猪无细胞真皮可望替代人无细胞真皮应用于创伤修复领域。


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