利用人類臍帶靜脈內皮細胞與臍帶血間葉幹細胞片建立可促進血管新生之心肌補綴片

Engineering a Pro-angiogenic Cardiac Patch Using Sheets of Human Umbilical Vein Endothelial Cells and Cord-blood Mesenchymal Stem Cells

李亭瑩

指導教授 ： 宋信文

國立清華大學/工學院/生物醫學工程研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2014.00416

摘要

成人心肌組織缺乏再生能力，梗塞壞死的部位會被纖維組織所取代，嚴重影響心臟功能。本實驗室過去曾利用去細胞牛心包膜組織工程支架，結合多層間葉幹細胞片以做為心肌補綴片，並用來修補壞死的心肌組織。然而在植入體內後，由於短時間補綴片內部的血管新生程度不足，使得部分幹細胞會因為無法獲得充分的氧氣與養分而死亡，嚴重限制其治療效果。為了改善補綴片內的血管新生情形，本論文將含有人類臍帶靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cell, HUVEC)與臍帶血間葉幹細胞(cord-blood mesenchymal stem cell, cbMSC)的細胞片夾附至前述之多孔性去細胞牛心包膜支架內，以加快移植後補綴片內部的血管新生與組織再生。在體外實驗中，我們建立含有HUVEC/cbMSC細胞片後，藉由分析血管新生基因的表現量，找出最佳的HUVEC/cbMSC比例。免疫螢光染色結果顯示，細胞片可保存大量的細胞外間質，且部分cbMSC已開始表現平滑肌細胞(smooth muscle cell)或是周細胞(pericyte)的結構蛋白。將HUVEC/cbMSC細胞片夾附至多孔性去細胞牛心包膜支架內部以建立心肌補綴片後，可發現隨著體外培養時間的推進，培養基內的生長因子濃度有逐漸上升的趨勢。體內實驗部份，我們將上述之補綴片植入裸鼠背部的皮下組織，並以表面種有細胞之補綴片與不含細胞之補綴片做為控制組，於手術後第14天進行正子造影與取樣病理分析。實驗結果顯示，夾附至補綴片內部的細胞片可促進宿主細胞遷入支架內層，並刺激支架周邊與內部的血管新生。此外，我們亦發現部分人類細胞可被整合至宿主的血管中，直接參與血管的生成。以上實驗結果顯示，將HUVEC/cbMSC細胞片夾附至補綴片內部，可有效促進移植後補綴片內部的血管新生，改善支架內部細胞的存活情形。

關鍵字

組織工程 ； 細胞片 ； 心肌梗塞 ； 血管新生

參考文獻

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