胚胎干細(xì)胞及成體組織干細(xì)胞都具有應(yīng)用于組織修復(fù)及血管新生的臨床價值。因此探討干細(xì)胞于缺血或缺氧造成的損傷對于血管新生的分子調(diào)控機制格外重要

目前已知損傷的組織會吸引血流中的血管內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞取代壞死的組織，局部組織內(nèi)含的間質(zhì)干細(xì)胞亦在週遭血管新生因子活化下，分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞協(xié)助組織重建。血液中存在的內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞結(jié)合組織間質(zhì)干細(xì)胞或紅血球母細(xì)胞后，可主導(dǎo)組織修復(fù)及再生過程。許多研究指出分離及體外培養(yǎng)內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞的可行性，這些細(xì)胞大多來自血液中造血干細(xì)胞及單核細(xì)胞。除了血球系細(xì)胞外，近年來非血球系的間質(zhì)干細(xì)胞也被發(fā)現(xiàn)于體外實驗中具血管內(nèi)皮細(xì)胞分化之潛能。因此于本計畫利用基因質(zhì)體學(xué)及蛋白質(zhì)體學(xué)研究，比對探討及篩選內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞及間質(zhì)干細(xì)胞往內(nèi)皮細(xì)胞分化及血管形成相關(guān)功能之重要基因。本計畫執(zhí)行之主要目標(biāo)包括

(1)于不同氧壓的共同培養(yǎng)系統(tǒng)中，探討骨髓間質(zhì)干細(xì)胞及紅血球母細(xì)胞對周邊血內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞分化及血管再生所扮演之角色。(2)評估脂肪間質(zhì)干細(xì)胞作為血管修復(fù)試劑的效益。

(3)以活體外及活體試驗，鑑定出影響內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞及間質(zhì)干細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞的重要因子。在本年度研究我們建立了缺氧狀態(tài)紅血球母細(xì)胞影響間質(zhì)干細(xì)胞及內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞生成血管之培養(yǎng)系統(tǒng)，藉以分析間質(zhì)干細(xì)胞及紅血球母細(xì)胞于血管修復(fù)所扮演之角色。此外亦應(yīng)用蛋白及基因微晶片試驗，集中探討紅血球母細(xì)胞在缺氧微環(huán)境變異影響間質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化血管性內(nèi)邊細(xì)胞之基因及蛋白分子之表達(dá)(例如ICAM-1, CXCR4, c-met ,CD44H and MMPs)、integrin 黏附分子(例如integrin subunits a4, a5, b1, integrins avb3 andavb5)、血管新生性受體(例如Flt-1, KDR, and Tie receptors)、生長因子(例如HGF, NGF, IGF,G-SCF, GM-CSF and IL-3, 6, 8)、血管特異性轉(zhuǎn)錄因子(例如Runx-1, Sca-1)于調(diào)控周邊血內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞及干細(xì)胞衍生性血管內(nèi)皮細(xì)胞之影響。藉由比對各種組織干細(xì)胞所衍生之內(nèi)皮前驅(qū)及內(nèi)皮成熟細(xì)胞的功能差異性。本研究顯示紅血球母細(xì)胞在缺氧狀態(tài)下會有系統(tǒng)的表現(xiàn)細(xì)胞激素(Flt3-L, IL-6, OSM)，調(diào)節(jié)因子(IGFBP-2, IL-1ra)，造血因子(angiogenin, uPAR, VEGF)，以及化學(xué)激素主要因子(其中包括eotaxin, ENA-78, GRO-？？, MCP-1, -3, -4, MIP-1？？, -3？？, PARC)。此外，我們觀察到當(dāng)紅血球母細(xì)胞分泌各種CC 以及CXC 化學(xué)激素時，其作用在于發(fā)炎時的驅(qū)化反應(yīng)以及活化炎性細(xì)胞驅(qū)化到受損組織。再者，紅血球母細(xì)胞所分泌的各種細(xì)胞激素調(diào)節(jié)因子在缺氧狀態(tài)下刺激成人周邊血間質(zhì)干細(xì)胞時，展現(xiàn)了多元化的功能像是間質(zhì)造血、肌細(xì)胞再生、神經(jīng)細(xì)胞再生以及骨生成作用。這些結(jié)果顯示，紅血球母細(xì)胞除了化學(xué)驅(qū)化性以及造血性調(diào)節(jié)以外，在間質(zhì)細(xì)胞的恒定上扮演重要角色且促進(jìn)自體內(nèi)分泌和旁體內(nèi)分泌的平衡以及受損組織的修復(fù)。因此，血管新生不但要依賴內(nèi)皮前趨細(xì)胞還要加上細(xì)胞的微環(huán)境去提供可溶性因子、細(xì)胞間質(zhì)以及細(xì)胞間交互作用才能調(diào)控干細(xì)胞、前趨細(xì)胞在受傷血管中進(jìn)行修補以及再生。這些實驗結(jié)果提供我們研究整個系統(tǒng)的平臺，缺氧誘發(fā)紅血球母細(xì)胞所導(dǎo)致內(nèi)皮前驅(qū)細(xì)胞及間質(zhì)干細(xì)胞在血管修復(fù)再生作用中扮演角色之探討。