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组织工程学的发展与展望
组织工程学是一门新兴的学科,它融合了工程学和生命科学的基本原理、基本理论和技术方法,尝试在体外构建一个有生物活性的移植物,并植入体内以达到修复组织缺损、重建组织和器官功能的目的.早在上世纪80年代,美国华裔科学家冯元桢(Fung YC)提出了组织工程学的命名.1987年美国国家科学基金会根据他的建议采用了"tissueengineering(组织工程学)"来描述这一新兴的领域[1].作为21世纪生命科学领域的重大前沿课题,组织工程学在过去的20余年里,在种子细胞、生物材料、组织构建、临床初步应用和产品标准化等方面已经取得了许多重要的成果,并展现出良好的产业化前景.
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间充质干细胞与组织工程血管
间充质干细胞在再生医学领域中具有重要的应用价值,其增殖能力强,免疫原性低,具有良好的分化潜能,是理想的组织工程血管种子细胞.本文系统总结了应用间充质干细胞构建组织工程血管的研究进展,介绍了间充质干细胞分离纯化和鉴定方法,分类阐述了间充质干细胞构建组织工程血管的几种方法,并探讨了其优缺点.
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HCV干扰素敏感决定区"基因盒"的构建,体外表达及功能探讨
目的:构建对干扰素敏感和不敏感的丙型肝炎患者的干扰素敏感决定区(ISDR)基因;在体外表达含ISDR的丙型肝炎病毒(HCV)NS5A蛋白,探讨表达的NS5A蛋白是否通过ISDR与干扰素诱导的RNA蛋白激酶(PKR)结合来影响干扰素的抗HCV作用.方法:采用合成寡核苷酸,PCR,分子克隆等方法构建ISDR基因"盒",包括3个对干扰素敏感的丙肝患者ISDR及1个对干扰素耐受的丙肝患者ISDR,将含不同ISDR的NS5A基因克隆进原核表达载体PRSET,转染BL21(DE3)细胞后由IPTG诱导表达,获得蛋白过柱纯化及透析去掉高盐后,与经体外转录和翻译系统获得的PKR进行蛋白结合试验.结果:经测序证实获得4个不同ISDR基因,包括1个对干扰素不敏感基因和3个对干扰素敏感基因;体外表达的含ISDR的NS5A蛋白约58 000,体外试验初步证实,无论对干扰素敏感或不敏感的ISDR均可与PKR结合.结论:体外构建的含不同ISDR的NS5A蛋白能在原核细胞系统中获得较好表达;研究显示,ISDR影响干扰素抗病毒作用可能不是由ISDR与PKR直接结合导致的.
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细胞因子信号转导抑制因子在呼吸道合胞病毒感染支气管上皮细胞免疫失衡中的表达
呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)是婴幼儿下呼吸道感染的重要病原体之一,流行病学调查发现,婴幼儿期患过RSV毛细支气管炎的患儿中50% ~ 70%可发生反复喘息,甚至支气管哮喘(简称哮喘)[1].Th1/Th2失衡是哮喘患儿气道炎症和气道高反应性发生和发展的关键[2],细胞因子信号转导抑制因子(suppressor of cytokine signaling,SOCS)与Th1/Th2分化有密切关系[3].本研究通过在体外构建RSV持续感染人气道上皮细胞(human bronchial epithelial cells,HBEC)的模型,并与淋巴细胞共培养,观察干扰素-γ(IFN-γ)和IL-4以及SOCS3和SOCS5的表达,为RSV感染引起Th免疫失衡的机制及SOCS与Th分化的关系提供证据.
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生物人工肾小管辅助装置体外构建及研究进展
近年来,随着血液净化技术的进步,肾衰竭患者的总体预后大为改善,但是血液净化技术仍局限于肾小球功能的替代.随着组织工程、生物材料技术、细胞技术的发展,生物人工肾小管辅助装置通过生物学与工程学的结合能够模拟肾小管的生理功能.本文介绍了生物人工肾小管辅助装置的构建及研究现状.
关键词: 生物人工肾小管辅助装置 体外构建 生物学评价 -
BALB/C小鼠4T1乳腺癌细胞混合肽诱导特异性免疫应答的研究
本研究采用细胞冻融法获取BALB/C小鼠4T1乳腺癌细胞抗原肽,在体外构建热休克蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)抗原肽复合物(HSP70-peptids complex,HSP70-PC)并观察该复合物对BABL/C小鼠脾细胞的激活与增殖作用及增殖后脾细胞对4T1细胞的杀伤作用;并进行体内实验观察HSP70-PC对BALB/C小鼠的免疫保护作用.目的在于为乳腺癌的免疫治疗探索一条新途径.
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组织工程化气管研究的技术策略
成人气管切除1/2,小儿切除1/3的长度后,可行端端吻合;如缺损超过此长度,则必须使用替代物进行气管重建[1].气管替代物包括同种异体气管、自体组织和人工气管假体等,但并不能满足临床的实际需要.自Vacanti和Upton[2]1994年在体外构建出组织工程化气管,并在动物体内进行气管重建以来,气管组织工程取得了重要进展,并呈现出较好的应用态势;但再血管化和上皮再生仍是气管组织工程研究的难点.
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脊髓损伤基因组织工程治疗学研究进展
高速高能量创伤所致脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)严重威胁患者生命安全,影响患者生活质量.随着对脊髓损伤治疗的深入研究,脊髓再生与基因组织工程技术结合越来越紧密,通过体外构建组织细胞并利用基因技术对其进行多种改造,使其适应生物体内营养环境及生物力学因素刺激,并使置入体与受体组织界面发生良好的重塑性,促进宿主受损脊髓再生.现对SCI基因组织工程治疗的研究现状综述如下.
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槐耳清膏联合氟尿嘧啶抑制肝癌生长转移的实验研究
槐耳清膏的主要活性成分是多糖蛋白[1](polysaccharide of trametes robiniophila murr,PS-T),能诱导人直肠癌细胞株(HR8348细胞)发生凋亡[2],对血管内皮细胞体外构建新生血管有抑制作用[3].但槐耳清膏对肝癌在体内的生长和转移的干预作用尚无报道.本研究利用裸鼠人肝癌转移模型LCI-D20[4]进行了抑制肿瘤生长和转移的动物实验,现报道如下.
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动力性三维细胞培养骨髓基质成骨细胞
成骨细胞在载体中贴附生长的数量和分布情况,将直接影响体内移植后骨组织产生的数量和质量.通常采用静止细胞培养的方法,体外构建细胞-载体复合物.静止细胞培养方法的主要限制是细胞数量不足和细胞分布不均匀.本研究采用动力性三维细胞培养方法,旨在改良细胞-载体复合物体外构建的培养方法,促进成骨细胞在三维多孔钙磷陶瓷载体内部生长和三维分布.
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改良骨髓基质细胞-钙磷陶瓷复合物体内移植成骨观察
通常采用静止细胞培养方法体外构建细胞-陶瓷复合物,陶瓷中成骨细胞数量少,影响体内移植产生骨组织的数量和质量[1].本研究采用一种动力性细胞培养方法,改良细胞-陶瓷复合物体外构建,观察移植体内骨组织生成情况.
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复合皮移植中动物移植架的建立及应用
含表皮细胞层的复合皮的体外构建与移植是皮肤组织工程研究中的热点.在复合皮移植的实验研究中,通常以裸鼠为移植受体,敷料难以固定,在移植及术后敷料交换中极易因机械损伤而导致复合皮移植失败,而且由于创面周边的上皮爬行,影响移植效果的观察.针对上述问题,我们进行了建立动物移植架的实验研究,取得了满意的效果.
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干细胞--心脏组织工程瓣种植细胞的新来源
心脏组织工程瓣(tissue-engineering heart valve,TEHV)的研究是组织工程和"再生医学(regeneration of medical science)"的一个分支领域.TEHV的先决条件是种植类似于天然瓣膜的内皮细胞(endothelial cells,ECs)和成纤维细胞,由于ECs具有强烈的同种异体免疫原性[1],因此种植细胞来源应是宿主的自体细胞.寻找一种经济、便捷、有效地获取种植细胞的方法,是TEHV体外构建应首先解决的核心问题.
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骨髓诱导分化内皮细胞构建组织工程心脏瓣膜的实验研究
骨髓基质干细胞(BMSCs)在特定培养条件下能够诱导分化为内皮细胞[1,2],是构建组织工程心脏瓣膜(TEHV)较有前景的种子细胞来源.我们研究探讨应用BMSCs诱导分化的内皮细胞和猪去细胞瓣膜支架体外构建TEHV的可行性.
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SD大鼠原代颌下腺细胞体外培养的生物学特征研究
组织工程化涎腺的体外构建首先需要获得增殖活跃、有功能的种子细胞.我们通过本实验进行颌下腺腺细胞的体外培养,并对其在体外的增殖和分化进行了研究.
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毛乳头细胞诱导毛囊形成的研究现状
从美容角度讲毛发是不可缺少的,但目前仍然没有很好的方法治疗来由于外伤、疾病等各种原因导致的毛发缺失,这类患者遭受着极大的精神痛苦.如何诱导新毛囊的形成尤其能够在体外构建毛囊成了解决毛发缺失这一问题的关键.众所周知毛乳头是毛囊的重要组成部分,由毛球部包裹的一团间充质细胞组成,毛乳头细胞与上皮的相互作用决定着毛囊的形成、生长发育、毛发生长以及毛囊周期调控 [1-3] .
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组织工程在心血管病治疗中的应用
组织工程学是将细胞生物学和材料学、工程学相结合进行体外构建组织或器官的新兴学科.其基本原理是将体外培养、扩增的,具有特定生物学功能的种子细胞与可降解材料相结合,形成细胞-材料复合物,在体外培养一定时间后植入体内用以修复替代病损的组织器官.
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毛乳头细胞在组织工程毛囊构建中的应用
各种原因导致的毛发缺失较常见,目前除了毛发移植外尚无有效的处理方法.由于毛发移植仅是对原有毛发的重新分配和布局,并没有产生新的毛囊,所以不适于较大面积毛发缺失的治疗.如果能够诱导出新的毛囊,尤其能够在体外构建出毛囊的话,那么这一问题将迎刃而解.
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RGD肽联合转化生长因子-β1对组织工程瓣膜构建的影响
细胞对支架的黏附和生长是构建组织工程心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)的关键环节.去细胞瓣被认为是一种较理想的TEHV支架[1,2],本实验率先采用RGD肽(精-甘-天冬氨酸,Arg-Gly-Asp)表面修饰以促进细胞黏附[3,4],联合种植转化生长因子-β1(TGF-β1)基因转染细胞以促进细胞及细胞外基质(ECM)增生,观察两种生物活性分子对去细胞瓣体外构建TEHV的影响.
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软骨组织工程生物反应器的研究进展
体外软骨构建是软骨组织工程产业化发展及临床应用的重要手段.然而,采用现有的体外构建技术无法构建功能接近正常的软骨.生物反应器能够在一定程度上模拟体内环境,有望弥补现有体外构建技术的弊端.研究发现,流体剪切力、静态液压力和直接压缩力是体内软骨发育和成熟的重要力学因素,常用软骨生物反应器均据此设计而产生.由于不同类型生物反应器各具特点,研究和开发新型复合式生物反应器将成为未来的发展方向.对目前软骨组织工程生物反应器的研究现状做一综述.