中国心肌组织工程研究特点

构建具有神经支配的工程化心肌组织的初步研究

DOC格式论文，方便您的复制修改删减

构建具有神经支配的工程化心肌组织的初步研究

（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）

作者：王静，郭立国，冯金升，任红茹

【摘要】探索神经生长因子诱导的交感神经元样PC12细胞作为组织工程化心肌组织神经支配研究模型的可行性。用含0.04%EDTA的0.25%胰酶分离新生大鼠原代心肌细胞,然后与NGF诱导的交感神经元样PC12细胞在液态的Ι型胶原中共培养，通过光学显微镜观察、常规H.E.染色、免疫组织化学染色和透射电镜观察等对其进行评价。在三维共培养模型中，NGF诱导的交感神经元样PC12细胞长出神经突起，突起及其上的膨体能够到达跳动的心肌细胞表面，神经突起随心肌细胞一起跳动。说明采用神经元样PC12细胞作为组织工程化心肌神经支配的模型是可行的，神经细胞与心肌细胞可能有支配关系。

【关键词】组织工程；心肌细胞；PC12细胞；共培养；神经支配；神经生长因子

Abstract：To investigate the possibility of neuronal PC12 cells DOC格式论文，方便您的复制修改删减

being used as models to investigate the innervation of

tissue-engineered cardiac tissue.Neonatal rat primary

cardiacmyocytes isolated with using 0.25% trypsin containing

0.04%EDTA were cocultured with the NGF induced sympathetic

neuron-like PC12 cells in liquid type I collagen liquid . After that ,

祖细胞-又称前体细胞,它居于干细胞和成体细胞之间

祖细胞-又称前体细胞，它居于干细胞和成体细胞之间

祖细胞-又称前体细胞，它居于干细胞和成体细胞之间。与能分化成各种类型细胞的干细胞不同，祖细胞的分化方向已比较确定，通常只能分化成特定类型的细胞。新发现的被称为“Isl1”的心脏祖细胞具有分化为心肌、心血管等细胞的能力，这种心脏祖细胞可分化成多种主要的人类心脏细胞，称得上是“全能心脏祖细胞”。

学术术语来源——

在心肌组织工程构建中的心肌干细胞：认识现状与预测未来

文章亮点：

1 此问题的已知信息：一直以来人们认为心肌细胞的特殊之处是：自动物出生之日起，心肌细胞就作为永久细胞通过体积的增大而代偿，不能通过数目的增多而再生。各种多能干细胞的发现并应用于心血管疾病再生治疗，似乎给大家带来了曙光。

2 文章增加的新信息：近期，科学家们发现了人的心脏中有可分化为所有主要心脏细胞的干细胞。心肌干细胞可以自我增殖，并能够分化为心肌细胞、内皮细胞等心脏主要细胞参与心脏损伤修复，改善心功能。这些具有再生潜能的心肌干细胞数量较少。科学家现已研究出一些心肌干细胞的表面标记物，但对心肌干细胞的分离纯化、培养鉴定，并扩增为满足再生医学和组织工程的需要的心肌细胞还有待于进一步研究。

3 临床应用的意义：心肌干细胞的发现为自体心肌细胞移植治疗由于缺血、炎症等原因导致心肌缺血缺氧性坏死开辟一条新的道路。

关键词：

干细胞；移植；心肌干细胞；心脏再生；综述

主题词：

干细胞；心肌；再生；综述

摘要背景：长期以来，人们认为成年哺乳动物的心肌是终末分化的组织，没有再生能力。心肌细胞一旦受损将由纤维结缔组织取代。

目的：重新认识心肌细胞，对心肌干细胞的相关研究做一综述，以明确心肌干细胞的存在。

方法：计算机检索中国期刊网全文数据库以及PubMed数据库2003至2014年期间有关心肌干细胞的文章。检索词分别为“心肌干细胞，干细胞，心脏再生”和“cardiac stem cells，stem cells，cardiac regeneration ”。初检得到82篇文献，最终纳入文章40篇。

医学研究中的再生医学和组织工程

在医学领域中，再生医学和组织工程是两个备受关注的前沿领域。再生医学致力于利用干细胞、生物材料和生物工程技术来修复和再生受损组织和器官，从而治疗各种疾病和损伤。这一领域的发展为许多被认为无法治愈的疾病带来了新的希望，并且有望在未来成为医学的一个重要分支。

组织工程是再生医学的重要组成部分，它着眼于通过体外培养细胞、人工合成的支架和生物材料来构建和修复人体组织和器官。通过组织工程技术，科学家能够在实验室中培养出人体所需的各种组织，如皮肤、骨骼、肌肉等，这些组织可以用于移植或治疗疾病。同时，组织工程也为研究人员提供了研究复杂生物学过程和疾病发展机制的工具。

再生医学和组织工程的研究离不开干细胞技术。干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞，可以分化成不同类型的细胞，如神经元、心肌细胞、肝细胞等。干细胞可以来源于胚胎、成人组织和诱导多能干细胞（iPSCs）。通过将干细胞植入患者体内或体外培养，可以实现受损组织的再生和修复。

然而，再生医学和组织工程领域还面临着许多挑战和困难。首先，干细胞的源头和相关伦理问题备受争议。胚胎干细胞的使用涉及到胚胎捐赠和伦理道德边界的问题，而成人干细胞的提取和应用也存在着一些限制。其次，安全性和有效性仍然是待解决的核心问题。虽然已经取得了一些重要的突破，但在临床应用中仍面临许多风险和挑战。此外，高成本和技术难题也制约了再生医学和组织工程的发展。为了推动再生医学和组织工程的发展，科学家们正在不断努力研究和创新。他们致力于开发更安全、有效的治疗方法，提高干细胞培养和分化的效率，降低成本，并解决伦理和法律问题。各国政府和机构也加大了对这一领域的支持和投资，希望能够加速其进展和应用。

总结起来，再生医学和组织工程是医学研究中的热点领域，具有巨大的潜力和发展空间。随着科学技术的不断进步，再生医学和组织工程有望为各种疾病的治疗和组织修复提供新的解决方案，为人类健康带来更多希望。然而，仍需克服伦理、安全性、成本和技术难题等挑战，推动再生医学和组织工程的进一步发展。相信在科学家们的共同努力下，再生医学和组织工程将为医学领域带来革命性的变革。

组织工程化心肌片层移植心肌梗死大鼠的心功能及电生理变化

中国组织工程研究笫７７卷第２４　２０１３—０６—１１出版　ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｍａｌｏｆＴｉｓｓｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｊｕｎｅ　１１，２０１３　ＶｏＬ１７，Ｎｏ．２４　ＷＷＷ．ＣＲＴＥＲ．ｏｒｇ　

ｄｏ＃１０．３９６ｇ／ｊ．￣ｓｎ．２０９５－４３４４．２０１３．２４．００５　ｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｔｅｒ，ｏｒｇ］　酮追拉・圃耗提。赵龙．王茜．马铱彤　组织Ｉ程亿心弧片甚移植心既梗死大鼠的心功能及电生理变化　中国组织Ｉ程研究，２ｏ１３．１７（２４）：４４０１－４４０８　

组织工程化心肌片层移植心肌梗死大鼠的心功能及电生理变化木冰☆　

阿迪拉・阿扎提，赵龙，王茜，马依彤　

新疆医科大学第一附属医院心脏中心，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市８３００５４　

文章亮点：　

１超声心动图显示，与假手术组比较，模型组左室舒张末期内径和收缩末期内径均显著增大，左室射血　分数和左室短轴缩短率显著降低。移植组左室舒张末期内径、收缩末期内径、左室射血分数和左室短轴　缩短率均未见明显增大或降低。结果表明，移植组大鼠心脏的收缩和舒张功能得到明显改善。　

２电生理结果显示，与假手术组比较，模型组梗死周边区有效不应期显著缩短，移植组梗死周边区有效　不应期未见明显改变。因此，组织工程化心肌片层移植到心肌梗死区后使心室复极化趋向于同步，移植　的心肌片层与梗死区心肌组织整合在一起，形成电偶联网络，心律失常发生的可能性也降低，从而明显　改善心功能。　

关键词：　

组织构建；心脏组织构建；ＣＸ４３；心肌梗死；左室心功能；组织工程；心肌细胞，胶原复合体；电偶联；　有效不应期；免疫荧光；梗死周边区；缝隙连接；省级基金　

摘要　

背景：组织工程化心肌组织在组成结构上类似于心脏组织的三维电偶联网络和肌肉横纹，而且具有心肌　组织样收缩功能，为病损心肌提供了修复的可能性。　

目的：观察心肌细胞，胶原复合体移植后心肌梗死大鼠心室肌的心功能及电生理变化。　

方法：将成年ＳＤ大鼠分为假手术组、模型组、移植组，后２组制作心肌梗死动物模型，假手术组仅开　胸，不结扎冠状动脉。移植组移植心肌细胞与胶原材料复合组织，其他２组不进行移植。　

心肌组织修复与再生技术的研究进展及前景

心脏疾病是全球性公共卫生问题，其发病率和死亡率逐年增加。心肌梗死、心衰、心脏瓣膜疾病等疾病导致的心脏损伤和功能障碍严重地威胁着人类健康。由于心肌细胞的细胞凋亡发生率很低，心肌损伤后心肌细胞主要通过增生来修复受损区域。然而，成年人心肌细胞的增生能力非常有限，因此，寻找一种有效的方法来恢复心肌功能变得尤为重要。

近年来，心肌组织修复与再生技术的研究备受关注。这项技术的主要目标是发现能够促进心肌细胞增生和修复的药物，或可将细胞种入患者心脏中以促进心肌细胞的再生。以下是对心肌组织修复与再生技术研究进展的概述。

1. 干细胞治疗

干细胞治疗是心肌组织修复和再生的重要方法之一。研究发现，通过将人体干细胞种入心脏，可成功地增加心肌细胞数量。干细胞移植不仅可用于治疗心肌梗死和心衰，还可用于重建心肌壁、修复瓣膜和纤维化的心脏肌肉。虽然干细胞治疗的效果较好，但其治疗过程复杂，需要高度专业的技术和许多精心的操作步骤。

2. 基因治疗

基因治疗已成为一种重要的心肌组织修复和再生技术。这项技术涉及将特定基因引入体内来实现心脏病的治疗。目前，广泛研究的基因包括VEGF、FGF、IGF-1、HGF等。这些基因能够促进心肌细胞增生并防止心肌损伤。

3. 细胞外泡治疗

细胞外泡是细胞释放的一种类似于细胞分泌物的微小膜囊，具有促进心肌细胞增殖的作用。通过注射细胞外泡或用细胞外泡包裹的药物治疗心脏疾病可以有效缓解死亡心肌细胞，修复心肌组织。

4. 电刺激治疗

电刺激是通过向心肌细胞施加电刺激来促进心肌细胞增殖的一种技术，该技术已被广泛应用于治疗心脏疾病。电刺激可以调节心肌细胞骨架、细胞形态和细胞信号转导，从而促进心肌细胞增殖和心脏组织再生。

综上所述，心肌组织修复和再生技术在为心脏疾病的治疗提供了一种全新的方法。虽然当前这些技术仍面临各种挑战，如如何将这些方法与现有治疗方案配合使用，还需要更多的实验验证，但这些方法仍然展示出了极大的应用潜力。未来，随着心肌组织修复和再生技术的不断发展，相信可以为人们带来更加健康、明亮的未来。

构建具有神经支配的工程化心肌组织的初步研究 2

生物医学工程研究JournalofBiomedicalEngineeringResearch2008,27(4):258～262

3基金项目:国家自然科学基金资助项目(30530220)。

△通信作者　j@构建具有神经支配的工程化心肌组织的初步研究3

王静△,郭立国,冯金升,任红茹

(中国航天员科研训练中心,北京100094)

摘要:探索神经生长因子诱导的交感神经元样PC12细胞作为组织工程化心肌组织神经支配研究模型的

可行性。用含0.04%EDTA的0.25%胰酶分离新生大鼠原代心肌细胞,然后与NGF诱导的交感神经元样

PC12细胞在液态的Ι型胶原中共培养,通过光学显微镜观察、常规H.E.染色、免疫组织化学染色和透射电

镜观察等对其进行评价。在三维共培养模型中,NGF诱导的交感神经元样PC12细胞长出神经突起,突起及

其上的膨体能够到达跳动的心肌细胞表面,神经突起随心肌细胞一起跳动。说明采用神经元样PC12细胞作

为组织工程化心肌神经支配的模型是可行的,神经细胞与心肌细胞可能有支配关系。

关键词:组织工程;心肌细胞;PC12细胞;共培养;神经支配;神经生长因子

中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:167226278(2008)0420258205

PreliminaryInvestigationonReconstructionof

InnervatedTissue-engineeredCardiacSheetinVitro

WANGJing,GUOLiguo,FENGJinsheng,RENHongru

(ChinaAstronautResearchandTrainingCenter,Beijing100094,China)

Abstract:ToinvestigatethepossibilityofneuronalPC12cellsbeingusedasmodelstoinvestigatetheinnervationoftissue-engineered

体外构建工程化心肌组织的研究与应用★

孙鹃;张愉;张西正

【期刊名称】《中国组织工程研究》

【年(卷),期】2012(000)033

【摘要】10.3969/j.issn.2095-4344.2012.33.028% 背景：“工程化心肌组织”是应用组织工程的方法,构建出具有天然心肌组织特征的心肌,将它移植到体内,最终修复或完全替代病损组织。但以往研究获得的工程化心肌组织存在较多的缺陷,仍不能满足实际需要。目的：总结体外构建工程化心肌组织方法的研究进展。方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：2000/2010)和Medline(2000/2010)数据库,检索词分别为“心肌,组织工程,心肌构建物”和“Myocardial Construction materials, Tissue Engineering, Myocardial”。从种子细胞、支架材料、体外培养环境和生物反应体系、工程化心肌组织的再血管化、移植实验5方面进行总结,对不同的种子细胞及生物支架材料和体外培养的环境、移植工程化组织的再血管化等方面进行了介绍。共检索到150篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章。结果与结论：适合心肌细胞生存和心肌细胞形成的新型生物活性支架,理想的种子细胞、体外培养环境与生物反应体系、移植工程化组织的再血管化,动物移植实验等方面都是组织工程化心肌组织再造的关键所在。构建的组织工程化心肌组织应同时具备良好的收缩功能、稳定的电生理特性、力学强度和柔韧性、无免疫原性及自身能血管化或在移植后能迅速血管化的条件,但未来还需进一步研究。

【总页数】5页(P6224-6228)

【作者】孙鹃;张愉;张西正【作者单位】武警陕西总队医院病理科,陕西省西安市710054;武警陕西总队医院病理科,陕西省西安市710054;军事医学科学院卫生装备研究所,天津市300161

【正文语种】中文

组织工程在心脏病治疗中的新进展

心脏病一直以来都是威胁人类健康的重大疾病之一，给患者及其家庭带来了巨大的痛苦和负担。传统的治疗方法，如药物治疗、手术治疗等，虽然在一定程度上能够缓解病情，但往往存在着局限性。随着科学技术的不断发展，组织工程作为一种新兴的交叉学科，为心脏病的治疗带来了新的希望。

组织工程是应用生命科学与工程学的原理和方法，研究、开发用于修复、维护和改善人体各种组织或器官损伤的一门学科。在心脏病治疗领域，组织工程主要致力于构建具有生物活性和功能的心肌组织替代物，以修复受损的心肌组织，恢复心脏的正常功能。

一、心肌组织工程的构建策略

构建心肌组织替代物是心肌组织工程的核心任务。目前，主要的构建策略包括细胞来源的选择、支架材料的设计以及细胞与支架材料的复合。

1、细胞来源

理想的细胞来源应具有良好的增殖能力、分化潜能和心肌特异性。目前，用于心肌组织工程的细胞主要包括胚胎干细胞（ESCs）、诱导多能干细胞（iPSCs）、心肌祖细胞（CPCs）和心脏成纤维细胞等。ESCs 具有全能性，但存在伦理争议；iPSCs 则避免了伦理问题，但其安全性和致瘤性仍需进一步研究；CPCs 具有一定的心肌分化潜能，但数量稀少；心脏成纤维细胞在心肌组织中含量丰富，但其心肌分化能力较弱。因此，如何选择合适的细胞来源，仍是心肌组织工程面临的一个重要挑战。

2、支架材料

支架材料为细胞的生长和分化提供了三维空间结构和生物力学支持。目前，用于心肌组织工程的支架材料主要包括天然材料（如胶原蛋白、纤维蛋白、透明质酸等）和合成材料（如聚乳酸羟基乙酸共聚物（PLGA）、聚己内酯（PCL）等）。天然材料具有良好的生物相容性和生物降解性，但力学性能较差；合成材料则具有较好的力学性能和可调控性，但生物相容性相对较差。因此，开发兼具良好生物相容性和力学性能的支架材料是心肌组织工程的一个重要研究方向。

3、细胞与支架材料的复合

将细胞有效地种植在支架材料上，并促进细胞与支架材料的相互作用，是构建心肌组织替代物的关键步骤。目前，常用的细胞种植方法包括静态种植和动态种植。静态种植方法简单易行，但细胞分布不均匀；动态种植方法能够提高细胞的种植效率和均匀性，但操作较为复杂。此外，通过对支架材料进行表面改性、引入生物活性因子等方法，能够促进细胞与支架材料的相互作用，提高心肌组织替代物的性能。

心肌组织工程种子细胞的研究进展

DOC格式论文，方便您的复制修改删减

心肌组织工程种子细胞的研究进展

（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）

【摘要】目的综述组织工程心肌种子细胞来源的研究现状与存在的问题，并展望其前景。方法广泛查阅近十年来有关组织工程心肌种子细胞的文献，并进行综述。结果心肌组织工程的替代治疗具有极其诱人的前景，但还处于起步阶段，仍然需要通过大量的实验找到最佳的细胞来源。结论组织工程心肌有广阔潜在的临床应用前景，其细胞来源值得进一步研究。

【关键词】心肌组织工程；种子细胞。

组织工程是应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。其核心是模拟体内组织发生的环境，在体外培养细胞，构建由细胞和生物材料组成的、具有特定功能的三维工程化组织。组织工程心肌主要涉及种子细胞来源，支架以及体外构建方式和移植。下面我们主要讨论重点是心肌组织工程种子细胞。

1心肌组织工程的细胞来源 DOC格式论文，方便您的复制修改删减

构建工程化心肌组织的最佳细胞，应该是容易获得的、能增殖的、无免疫原性的、具有分化为成熟的有功能的心肌细胞的能力的细胞。遗憾的是，目前还没有发现这样的细胞。供体(异源的)细胞相对容易获得，但是具有免疫排斥反应的风险；而自体细胞虽然很难获得和扩增，但是没有免疫排斥的困扰。目前，已报道的应用于心肌组织构建的细胞包括胎儿心肌细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、骨骼成肌细胞、天然骨髓细胞、间充质千细胞和胚胎干细胞等。

1.1心肌细胞胎儿心肌细胞是研究的最早最广泛，被认为是目前干细胞研究领域的一个重要方面。Soonpa等［1］最早将胎儿心肌细胞移植到鼠的心肌。Scorsin等［2］将胎儿心肌细胞注射到心肌梗死模型鼠的左心室心肌，研究表明有50％的鼠的梗死边缘区有被注射的心肌细胞。胎儿心肌细胞移植能改善左心室功能，提高射血分数和心输出量。但胎儿心肌细胞作为种子细胞受到至少两个方面的限制：一是胎儿心肌细胞的来源，包括由于胎儿心肌细胞来源带来的伦理和法律问题；二是作为一种异体细胞移植而带来的免疫排斥问题。