用于阴道组织工程的替代生物材料:猪源性脱细胞阴道基质

Alternative Biological Material for Tissue Engineering of the Vagina: Porcine-Derived Acellular Vaginal Matrix.

作者信息Yanpeng Tian, Yibin Liu, Yanlai Xiao, Zhongkang Li, Mingle Zhang, Liang Chen, Zhen Li, Wangchao Zhang, Zhiqiang Zhang, Desheng Kong, Li Meng, Yanfang Du, Jingkun Zhang, Jingui Gao, Xianghua Huang
PMID37947984
发布时间2024-02
DOI10.1007/s13770-023-00604-2

实验完整度

包含脱细胞基质制备与表征、体外细胞增殖实验、大型动物模型体内移植、组织学与功能学验证及机制探索。

主要模型

巴马小型猪阴道缺损模型 猪阴道上皮细胞(VECs)

重点核对

巴马小型猪,5-6月龄,每组n=4,随机分两组 AVM制备流程:PMSF处理、SDS、Triton X-100、脱氧核糖核酸酶I和核糖核酸酶A处理,γ射线灭菌 移植方式:切除全子宫和阴道后原位移植AVM与扩张器复合物 术后处理:青霉素钠3,200,000 U肌肉注射,每日一次,连续3天 观察时间:术后6个月取材

摘要

背景:Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser(MRKH)综合征是一种严重的先天性障碍,其特征是由于苗勒管发育不良导致的阴道发育不全。MRKH综合征患者通常需要非手术或手术治疗以获得满意的阴道长度和性结局。细胞外基质已成功用于阴道重建。方法:在本研究中,我们开发了一种源自猪阴道的新型生物材料(脱细胞阴道基质,AVM),用于重建巴马小型猪的阴道。评估了AVM的组织学特征和脱细胞效率,随后将AVM移植到巴马小型猪中以重建阴道。结果:大体分析显示,所有植入AVM的巴马小型猪的新阴道功能良好。组织学分析和电生理证据表明,正常阴道组织的形态和功能恢复得以恢复。扫描电子显微镜显示,新阴道具有正常阴道的黏膜皱襞特征。新阴道与正常阴道组织之间CK14、HSP47和α-肌动蛋白的表达无显著差异。然而,新阴道中雌激素受体(ER)的表达显著低于正常阴道组织。此外,AVM促进了β-连环蛋白、c-Myc和细胞周期蛋白D1的表达。这些结果表明,AVM可能通过激活β-连环蛋白/c-Myc/细胞周期蛋白D1通路促进阴道再生。结论:本研究表明,猪源性AVM在阴道再生方面具有潜在应用价值。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
猪源性脱细胞阴道基质(AVM)能否作为组织工程材料用于阴道重建,其促进再生的机制是什么?
核心机制
AVM通过激活Wnt信号通路(β-catenin/c-Myc/cyclin D1)促进阴道上皮细胞增殖和阴道再生。
主要证据
在巴马小型猪模型中,AVM移植后新阴道形态、组织学及功能恢复,且β-catenin、c-Myc和cyclin D1表达显著升高;体外CCK-8实验显示AVM促进VECs增殖。
研究意义
本研究为阴道组织工程提供了新的生物材料选择,AVM具有潜在的临床应用价值。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

AVM的制备与表征

获得脱细胞阴道基质并验证其脱细胞效果及结构特征。

从猪阴道组织制备AVM,通过DNA含量检测、DAPI染色、HE染色和Masson染色评估脱细胞效果和胶原纤维保留情况,并用SEM观察表面超微结构。

2

构建巴马小型猪阴道缺损模型

建立大型动物阴道缺损模型,为AVM移植提供实验基础。

对巴马小型猪进行麻醉,手术切除子宫和阴道,构建阴道缺损。

3

AVM移植重建阴道

评估AVM用于阴道重建的可行性。

将AVM包裹在扩张器模具上,原位移植到切除后的阴道位置,固定上端于后腹壁,下端与前庭吻合。

4

术后6个月形态与组织学评估

评估AVM重建的阴道在形态和组织学上是否接近正常阴道。

术后6个月取材新阴道,进行大体观察、HE染色、Masson染色、VG染色、天狼星红染色、SEM观察,以及免疫组化检测CK14、α-actin、CD34、HSP47和ER。

5

生理功能评估

评估新阴道的收缩功能和糖原含量。

进行PAS染色检测上皮细胞糖原;组织浴实验评估平滑肌收缩功能,使用苯肾上腺素、酚妥拉明、卡巴胆碱和阿托品。

6

机制初步探索

初步探究AVM促进阴道再生的分子机制。

分离培养VECs,CCK-8检测细胞增殖;Western blot检测新阴道组织中β-catenin、c-Myc和cyclin D1的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
十二烷基硫酸钠----
曲拉通X-100----
脱氧核糖核酸酶I----
核糖核酸酶A----
Masson三色----
Van Gieson----
CK14抗体Servicebio Technology Co., Ltd.--
α-肌动蛋白抗体Santa Cruz--
HSP47抗体Affbiotech--
雌激素受体抗体Beijing Boaosen Biotechnology Co., Ltd.--
分散酶II----
胰蛋白酶-EDTA----
CCK-8试剂盒Beijing Solarbio Science & Technology--
RIPA裂解液----
BCA蛋白浓度测定试剂盒----
PVDF膜----
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
酚妥拉明----
卡巴胆碱----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
AVM制备
试剂浓度、处理时间、温度、摇床转速、换液频率、灭菌方式
阅读提示:Methods and materials 中 Preparation of AVM
动物模型构建与分组
巴马小型猪的年龄、性别、体重、分组方式、每组样本量
阅读提示:Methods and materials 中 Animals 和 Surgical procedure
手术操作
麻醉药物及剂量、术前准备、手术步骤、AVM移植固定方式、术后用药(青霉素剂量及疗程)
阅读提示:Methods and materials 中 Surgical procedure 和 Results 中 Reconstruction bama miniature pigs vaginas by AVM
术后评估
取材时间点(术后6个月)、组织固定、切片厚度、染色方法及条件、免疫组化抗体稀释比例、图像采集设备
阅读提示:Methods and materials 中 Tissue preparation and histological staining 和 Results 中 Histological evaluation of the neovaginas 和 Immunohistochemical evaluation of the neovagina
功能评估
组织条尺寸、预张力、平衡时间、药物浓度、加药顺序、浴槽温度、气体条件
阅读提示:Methods and materials 中 Tissue bath analysis 和 Results 中 Physiological and functional analyses
细胞实验
VECs分离方法、培养条件(培养基、CO2浓度、氧气浓度)、细胞接种密度、CCK-8检测时间点及试剂体积
阅读提示:Methods and materials 中 Cell isolation and culture 和 Cell counting kit-8 assay