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皮肤是人体最大的器官,皮肤除了表皮、真皮结构以外还有毛囊、汗腺、皮脂腺等皮肤附属器官,构成了机体与外界接触的机械屏障,具有多种重要的生理功能。当皮肤遭受严重烧伤、创伤、感染及各种原因导致的皮肤损伤时,大面积皮肤缺损的快速修复成为棘手的问题。组织工程概念的提出为大面积皮肤损伤的修复提供了新的思路。组织工程皮肤中种子细胞的研究一直是研究的热点。毛囊是皮肤组织中的附属器官,毛囊中存在有高增殖活性和多分化潜能的干细胞即毛囊干细胞(Follicle stem cells FSC)。FSC作为一种新型的皮肤种子如何在体外大量增殖,关键在于筛选出快速获取FSC的分离技术,优化种子细胞的培养微环境,这已经成为组织工程皮肤种子细胞研究亟待解决的问题。研究目的:1.建立高效、快速的FSC分离和培养技术,优化FSC体外培养微环境。2.观察体外培养的FSC生物学特征及传代培养的FSC的细胞周期分布。3.比较FSC和表皮干细胞(Epidermal stem cells ESC)生物学特征。4.观察真皮来源的成纤维细胞(Fibroblast FB)对FSC增殖和分化潜能的影响。为FSC成为一种新型皮肤种子细胞提供实验依据。实验方法:1.分离、纯化兔触须部FSC,比较“快速分离法”和“两步酶”法的差异,通过CK19、β1整合素免疫组化染色鉴定FSC:2.采用MTT法考察FSC增殖活性,流式细胞仪分析传代FSC各周期细胞的分布;3.倒置显微镜下观察血清浓度对FSC黏附的影响,采用MTT法和细胞外LDH检测血清对FSC增殖活性的影响,比较FSC对不同浓度血清的依赖作用;4.分离、培养人头皮来源FSC,进行CK19、整合素免疫组化染色鉴定:5.比较FSC和ESC体外贴壁时间、贴壁率、贴壁后形态结构、生长曲线和表皮干细胞活性的差异,配对t检验分析比较FSC与ESC增殖活性的差异;6.分离培养FB,建立FB与FSC共培养技术,采用酶化学法检测培养体系中LDH活性,间接反映成FB对FSC活性的干预作用。通过FSC形态学的改变,研究真皮来源的FB对FSC多分化潜能的影响。实验结果:1.两种分离方法比较显示:“两步酶”法可以获取大量β1整合素、CK19表达阳性具有高增殖活性的FSC;2.传代FSC接种24h后含10%胎牛血清(Fetal Bovine Serum FBS)的K-SFM培养环境中细胞几乎全部贴壁:无血清的K-SFM中细胞未完全贴壁;MEM中细胞贴壁率最低且细胞均呈圆形,少数贴壁细胞的折光差。不同浓度FBS培养环境对FSC增殖影响结果显示:不同血清浓度各组间方差分析比较,差异有统计学意义(P<0.05),FSC适宜培养环境为含10%胎牛血清的K-SFM的培养环境。3.FSC体外生长曲线显示:细胞3天后开始迅速增殖,一周后进入缓慢增殖期,随后进入长达30天的生长平台期。且发现在长期培养过程中细胞与细胞之间无明显的接触性抑制现象,流式细胞仪分析细胞周期结果显示:传代后的FSC处于增殖的G1期细胞占为73.6%,G1期细胞变异指数CV为3.9,获取的细胞均一性好。4.“两步酶”分离法同样可以从人头皮组织中获取大量CK19、β1整合素表达阳性的FSC;5.与ESC生长曲线相比,FSC具有更高的增殖活性且有一个相对较长保持高增殖活性的生长期。ESC中只有部分细胞表达β1整合素,FSC均表达β1整合素,细胞阳性率几乎100%;6.FB与FSC共培养后细胞外LDH检测结果显示:共培养的FSC增殖活性增强,单纯毛囊干细胞与共培养比较,统计学分析显示:差异有统计学意义(P<0.05)。共培养后的FSC形态由短棒样梭形细胞变为表皮样细胞形态。实验结论:1.“两步酶”法是一种高效、快速获取CK19、β1整合素阳性表达的FSC的分离方法。2.获取的FSC具有高增殖能力,细胞均一且能够长期在体外扩增形成复层结构。3.血清提高加强K-SFM对FSC粘附和增殖作用,FSC适宜的培养环境是含10%FBS的K-SFM。4.与ESC相比,FSC不仅高表达β1整合素,且能较长时间在体外扩增,是一种比ESC更具优势的皮肤种子细胞。5.真皮来源的成纤维细胞对FSC增殖具有促进作用,FSC在与真皮来源的成纤维细胞共培养的条件下可能表现出多分化潜能。研究结果提示:FSC不仅获取容易,而且具有高增殖活性和多分化潜能的特点,是一种极具潜力的组织工程皮肤种子细胞。