干细胞（stem cell）是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。根据分化阶段不同，干细胞可分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）和的成体干细胞（adult stem cells，ASC）。ESC是来源于人或动物胚胎内细胞团或原始生殖嵴的一种多能细胞系，几乎可以向所有的成年组织分化；ASC存在于胎儿和成人组织和器官中，是已分化组织中的未分化细胞。 目前，有关干细胞的研究主要是ESC和ASC。从理论和治疗的角度讲，ESC具有全能性，可将其移植到患者体内，代替各种受损细胞，恢复其功能，但ESC的研究由于受伦理学争议、免疫排斥、实验技术限制等影响，阻碍了其在临床治疗中的应用。虽然ASC可能不具有ESC那样的全能性，但是ASC可以克服ESC应用所面临的问题，可以实现自体细胞移植。在一定条件下，成体干细胞可跨越传统胚层概念的界限，分化为其他胚层来源的细胞，这种特性称为干细胞的可塑性（plasticity）或者非正统分化（unorthodox differentiation），也有人称之为横向分化或者转分化（transdifferentiation）。 研究证明，来源于成体肌肉中的肌源干细胞（muscle derdved stem cell，MDSC），可以横向分化为多种细胞系，如血细胞、神经细胞、平滑肌细胞等。也有研究认为骨骼肌是干细胞“贮存库”，肌肉和骨髓之间有很强的干细胞交流，并且证实来源于成体肌肉的MDSC移植与骨髓细胞移植没有明显区别。虽然MDSC具有广泛的应用前景，可被用于肌营养失调的治疗、肌肉损伤的修复以及改善切除神经的尿道括约肌功能等，但是，目前提取MDSC的方法主要是取出肌肉组织，剪碎、消化、过滤分离得到细胞，这种方法具有严重的组织破坏性。鉴于MDSC提取分离方法具有组织结构破坏性，本实验室建立了一种新的捕获MDSC的方法，即利用体内植入组织工程材料的方法来捕获MDSC。前期实验已经证实组织工程捕获的细胞有多种干细胞的表面标志特征；在造血分化实验中，捕获的细胞可以分化为多种血细胞系。此方法创伤轻并且可捕获大量干细胞。在前期的工作基础上，本实验拟利用组织工程材料埋植入动物体内的方法，继续研究获得大量MDSC的影响因素，并通过免疫重建探讨捕获细胞的应用的可能性。 研究目的： 本研究的目的是探讨细胞因子Op-1和G-CSF对组织工程材料埋植提取MDSC的影响，并观察捕获干细胞的免疫重建功能，为建立一种新的捕获、提取MDSC的方法及新的干细胞移植技术平台提供实验依据。 研究内容与方法： 1．组织学观察吸收性明胶海绵与多聚乳酸两种材料捕获细胞的效果，对两种材料进行分析比较； 2．细胞因子Op-1和G-CSF激动后对捕获细胞的影响； 3．采用流式细胞术、免疫荧光以及干细胞体外造血分化等方法，定量研究组织工程材料捕获干细胞的数量； 4．利用同种异体移植原理，观察捕获MDSC的免疫重建功能，采用PCR技术检测性别决定基因（Sry）。 研究结果： 1．吸收性明胶海绵与多聚乳酸均可捕获大量的细胞。多聚乳酸质地坚硬，植入过程对动物肌肉组织损失较大，易造成出血；吸收性明胶海绵质地柔软，对动物组织损失较小；吸收性明胶海绵易被降解，但不影响捕获细胞，只要时间控制得当，降解不会影响实验进行。 2．与对照组相比，Op-1和G-CSF均可促进细胞和MDSC数量的增加，Op-1效果更显著。 3．采用免疫荧光、流式细胞术等方法得干细胞比率在3％-4％范围内；干细胞体外造血分化方法得干细胞比率为1．02％，与对照骨髓组相比数量相差不大。 4．免疫重建观察到：空白组小鼠存活时间较短，大部分小鼠在2-3周死亡，4周内无存活小鼠；骨髓对照组和实验组小鼠集中死亡时间为3-5周，但存活的小鼠状态良好，12周时，骨髓对照组小鼠存活3只，实验组小鼠存活2只。取受体鼠脾、肌肉、骨髓等，提取DNA进行PCR测试均发现有Sry目的条带出现。 研究结论： 在前期实验基础上，本实验对组织工程材料捕获MDSC的相关影响因素进行了研究，结果发现通过体内埋植复合Op-1明胶海绵的方法，获得的细胞以及干细胞数量较多。对捕获的干细胞进行定量分析，干细胞数量在1％-4％范围内，与阳性对照骨髓细胞相差不大。利用捕获的MDSC进行免疫重建实验结果说明，MDSC移植可明显延长（2/10）部分免疫破坏动物的寿命，与骨髓移植对照组相比（3/10）无明显差别。初步说明这种获取成体干细胞的方法可能具有重要的临床应用价值，本实验为建立新的获得成体干细胞的技术模式提供了重要实验数据。