中国医科大学组织工程学教学的回顾与展望

组织工程学作为一门新兴的边缘学科和交叉学科，从1987年美国国家科学基金会正式确立这一概念到现在已经有近30年的发展历程。这期间组织工程学的发展经历了量的积累到质的飞跃，相关的研究论文呈井喷之势增长，截止到2015年10月底，Pubmed上可检索到118000多篇研究报道。此外，组织工程皮肤、角膜等产品的获批和上市为成千上万的患者带来了希望和福音，并极大地鼓舞了研究者的信心。笔者就这些年本教研室的教学方式和方法改革进行了总结。

大鼠脂肪源性干细胞与三维打印明胶支架的相容性

目的通过观察大鼠脂肪源性干细胞(ADSCs)与三维打印(3DP)及戊二醛交联的明胶支架的相容性,筛选出最适合细胞生长的支架孔径,为进一步构建组织工程化组织或器官提供实验依据。方法采用酶消化法分离提取大鼠ADSCs,并用流式细胞术和多向诱导分化的方法进行鉴定;然后与不同孔径的3DP明胶支架复合培养,并用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察其超微结构,细胞活力分析仪检测其存活率;用MTT法检测二维(2D)与三维(3D)培养对ADSCs细胞活力的影响。结果获得的ADSCs具有多向分化潜能,具备干细胞的基本特征。接种ADSCs到3DP明胶支架后,扫描电子显微镜可看到细胞呈椭圆形或纺锤形,区别于传统二维培养的梭形形态;透射电子显微镜可看到细胞在支架空隙内散在分布,细胞核、细胞器等结构清晰,表明其与支架的相容性良好;90μm孔径的支架细胞存活率最高;3D培养的方法更有利于维持ADSCs的活力。结论 ADSCs与3DP明胶支架的相容性良好,90μm孔径的支架最适合ADSCs的生长。

3D打印人体器官的构建

3D打印（3D printing）技术即3D快速成型（3D rapid manufacturing）技术或增材制造（additive manufacturing）技术，是20世纪90年代中期出现的，是制造业领域飞速发展的一项新兴技术，公认为“具有工业革命意义的制造技术”。

脂肪来源干细胞复合3D打印支架构建工程化组织的研究进展

目的综述脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)复合3D打印支架在脂肪、骨、软骨、血管、肝细胞等组织工程领域的研究进展。方法广泛查阅近年国内外与ADSCs复合3D打印支架构建工程化组织研究相关的文献,并进行总结分析。结果研究表明,ADSCs可在3D打印支架中分化成多种组织细胞,参与促进各种损伤修复再生,但相关研究尚处于早期阶段。结论利用ADSCs与3D打印支架构建工程化组织有望修复脂肪、骨、软骨等损伤组织器官结构并重建功能。

工频电磁场对小鼠海马神经元细胞系HT22增殖、凋亡及磷酸化JNK、ERK表达的影响

目的研究不同强度的工频电磁场对体外培养的小鼠海马神经元HT22细胞增殖、凋亡及磷酸化c-Jun氨基末端激酶(p-JNK)和磷酸化细胞外信号调节激酶(p-ERK)表达的影响,探索工频电磁场的生物安全性。方法将正常培养的HT22细胞随机分成4组,其中1组为对照组,不作任何处理,其余3组为实验组,分别曝露于强度为10 mT、20 mT和30 mT的工频电磁场,20 min/d,连续3 d。MTS法检测各组细胞增殖情况,Annexin V-FITC/PI及流式细胞术检测各组细胞凋亡情况,Western blotting检测各组p-JNK和p-ERK的表达情况。结果与对照组相比,实验组均促进细胞增殖,其中20 mT组促进增殖作用最强(P<0.01);与对照组相比,实验组未见明显凋亡情况;实验组p-JNK和p-ERK表达均高于对照组,其中20 mT组p-JNK和p-ERK表达显著增高(P<0.05)。结论10 mT、20 mT和30 mT工频电磁场曝露可以促进HT22细胞增殖,增殖率与电磁场强度呈非线性关系,其机制可能是通过JNK和ERK的磷酸化水平进行调节。

Klotho对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨延缓衰老基因Klotho对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖和分化的影响。方法 体外条件下培养大鼠骨髓间充质干细胞,构建分泌型Klotho(s KL)过表达的BMSCs。Western blotting检测细胞及培养基中s KL的表达;MTT法检测细胞增殖能力;Western blotting检测衰老标志物P53、P21蛋白的表达。利用成骨诱导液定向诱导BMSCs向成骨细胞分化,应用碱性磷酸酶(ALP)染色鉴定成骨效果;利用成脂诱导液定向诱导BMSCs向脂肪细胞分化,应用油红O染色鉴定成脂效果。结果 Western blotting结果显示,s KL组细胞和培养基中s KL蛋白表达显著上调(P<0. 05),P53、P21表达显著下调(P<0. 05);MTT结果显示,各组细胞吸光度值(A值)差别无显著性(P>0. 05),s KL组成骨及成脂能力明显强于对照组(P<0. 05)。结论 s KL增强了大鼠BMSCs的延缓衰老能力,对BMSCs的成骨分化和成脂分化产生一定的促进作用,而对BMSCs的增殖无显著影响。

PM2.5对阿尔茨海默病的影响及作用机制

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种年龄相关的神经退行性疾病,发病机制尚不明确。多项研究表明,PM2.5可能是增加AD患病风险的潜在因素。PM2.5风险是可预防的,因此阐明PM2.5与AD之间的联系及关键作用机制,对AD的防治具有重要意义。现系统阐述PM2.5与AD发病之间的流行病学及解剖学证据,并总结PM2.5诱发AD的潜在机制,包括血脑屏障通透性改变、神经炎症、Aβ沉积及Tau蛋白过度磷酸化、线粒体功能障碍及氧化应激、神经毒性、表观遗传以及脑-肠轴等,为更好地理解PM2.5与AD之间的关系提供参考。