调节ALK5受体活化水平优化间充质干细胞的内皮分化及组织工程血管的应用

【目的】目前干细胞分化内皮细胞(EC)用于血管治疗受限于分化率,既往研究提示转化生长因子β1(TGFβ1)参与内皮分化的调控,其作用因受体途径及分化阶段而不同。本实验即研究TGFβ1主要Ⅰ型受体ALK5活化水平与间充质干细胞(MSC)的内皮细胞分化效率间的关系及分化内皮细胞应用组织工程血管的研究。【方法】采用差速贴壁及流式分选获得大鼠骨髓CD31-MSC,以含VEGF、bFGF及EGM-2的培养基内皮诱导2周组作标准对照组,实验组为分阶段添加TGFβ1活化ALK5组、SB431542抑制ALK5组;免疫荧光检测分化中内皮细胞标志蛋白vWF、KDR动态表达;诱导14 d后通过流式细胞术分析各组CD31+百分率比较诱导效率,并检测诱导细胞体外血管形成功能,最后将分化的内皮细胞体外种植于脱细胞基质血管表面构建组织工程血管。【结果】基于KDR、vWF表达变化,间充质干细胞分化以第7天为界分为间充质干细胞分化血管祖细胞及血管祖细胞分化内皮细胞两期。早期活化ALK5(VFT组)、后期抑制ALK5组(VFS组)其CD31+百分率分别为(9.65±2.75)%、(2.28±0.20)%,较标准组提高7.7倍(P=0.006)、1.8倍(P=0.013),差异具有统计学意义;诱导细胞具有体外成血管功能并可应用组织工程血管内膜层重建。【结论】ALK5受体途径在骨髓间充质干细胞分化内皮细胞中呈阶段相关性:间充质干细胞分化血管祖细胞阶段活化ALK5促进内皮分化,血管祖细胞分化内皮细胞阶段则抑制ALK5促进内皮分化;提高内皮分化效率的细胞可应用组织工程血管内皮化。