促進外源性生長因子持續、緩慢、高表達的基因治療手段在泌尿系組織工程修復重建中具有重要的作用，但由于基因治療本身存在一些問題，如可控性差、致腫瘤性等。所以，基因治療需要進一步改進。

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　　1構建膠原結合域(CBD)生長因子變異體

　　膠原具有抗原性小、生物降解性和相容性良好等優點，在組織修復中得到廣泛的應用[16]。為了提高膠原支架在組織修復中的作用，往往將外源性生長因子結合至膠原支架中[17]。但是，生長因子吸附至膠原支架中的方法無法滿足組織修復的需要，因為生長因子快速擴散可導致活性降低或喪失[18]。

　　所以，增加生長因子與支架的吸附能力，從而保持足夠的濃度顯得尤為重要。研究發現，7個氨基酸系列多肽(即膠原結合域)通過結合天然生長因子的N末端，能增加生長因子與膠原支架的黏附能力，從而防止生長因子的快速擴散，并維持合適的濃度。以往的研究表明，表皮生長因子、轉化生長因子和堿性成纖維細胞生長因子通過來源于vWF的膠原肽修飾后，其組織修復效果優于天然的生長因子。

　　但是這些研究僅強調了支架中生長因子的可控釋放，缺乏組織再生的相關研究[19-23]。Lin等[24]將來源于膠原酶的CBD(TKKTLRT)與血小板源性生長因子(PDGF-BB)的N末端結合，組成一種膠原靶向系統，能特異性地結合至膠原支架中，并能保持生長因子的活性;在體內，與天然的PDGF支架相比，CBD-PDGF支架具有更佳的促細胞化和血管再生的能力。來源于vWF或膠原酶的CBD主要用于研究藥物的可控釋放，但經CBD修飾的生長因子在支架中的發揮效果還不明了。Zhao等[25]將兩種來源不同的CBD引入至bFGF中。一種來源于vWF的CBD與bFGF結合(V-bFGF)，另一種是來源于膠原酶的CBD與bFGF結合(C-bFGF)，研究不同來源的CBD-bFGF在組織修復中的作用。

　　結果顯示，兩種組合體都保留了生長因子的活性和結合膠原基質的特性。兩種組合體在結合膠原基質、促血管化和細胞化的作用方面均優于天然的bFGF，但C-bFGF的作用優于V-bFGF。表明CBD結合bFGF是一種能促進傷口愈合和組織再生的靶向治療系統;C-bFGF賦予bFGF更高的膠原親和力，促進細胞化和血管化的作用優于v-bFGF。

　　研究認為，CBD-生長因子/膠原系統在膀胱再生中可能具有促進組織再生的作用。Chen等[26]應用CBD-bFGF/膠原支架修復部分切除后的小鼠膀胱，并觀察修復術后膀胱組織和功能的修復情況。結果顯示，術后90d，在支架與周圍膀胱組織的結合、支架的降解和細胞化、平滑肌再生和血管化、膀胱的順應性等方面，CBD-FGF/膠原支架組優于FGF/膠原支架和PBS/膠原支架組。表明CBD-FGF/膠原支架能更好地促進膀胱的再生。膀胱的再生涉及多種生長因子，單一的生長因子不足以滿足膀胱再生的需要[27]。所以促進膀胱再生的最佳生長因子、最佳劑量和最佳的生長因子載體系統需要更進一步的研究。

　　2生長因子的基因治療

　　由于外源性生長因子具有對熱和化學處理敏感、半衰期短、難以控制其在支架中的分布等不足[28]。將外源性的生長因子基因導入目的細胞并有效表達，已引起廣泛關注。基因治療需要合適的載體，目前研究較多的是逆轉錄病毒載體或腺病毒載體[28-29]。通過載體介導能表達生長因子蛋白的基因，并轉染至種子細胞或支架中，使基因在局部持續、穩定、緩慢、高效表達生長因子蛋白，并且有利于生長因子濃度的精確維持，更好地調控組織的修復和再生。為了研究VEGF基因修飾后對血管再生的作用，Lwaguro等[30]應用VEGF基因修飾的血管內皮祖細胞(EPC)改善肢體缺血動物模型中的血管生成。

　　結果顯示，VEGF基因修飾過的EPC能明顯改善缺血組織的血液供應，且達到同樣效果所需要的轉基因EPC數量較未轉基因的少30倍，提示聯合VEGF基因的EPC治療是一種更高效的促進血管再生的治療模式。Chen等[31]將復合VEGF基因修飾EPC的膀胱脫細胞基質(BAMG)用于膀胱組織的構建，采用含VEGF基因的腺病毒載體轉染自體外周血EPC，種植于同種異體豬BAMG，體外培養3d后回植，結果顯示BAMG對EPC無細胞毒性;組織工程膀胱的功能和組織學檢查表明膀胱組織隨時間延長逐漸再生;與對照組相比，VEGF基因-EPC/BAMG組的血管密度增加明顯。Guan等[29]借鑒VEGF在缺血性心肌病治療中所取得的經驗，應用VEGF165基因插入逆轉錄病毒載體pMSCV-GFP中，構建pMSCV-VEGF165-GFP載體，逆轉錄病毒載體轉染膀胱尿路上皮細胞(UC)后種植于同種異體兔動脈脫細胞基質中，研究基因治療在組織工程尿道中的應用。

　　結果提示，基因修飾過的UC能同時表達VEGF和GFP蛋白，且細胞分泌VEGF呈時間依賴性;與僅以GFP修飾的細胞相比，VEGF修飾的UC增加血管形成更明顯，同時形成的尿道上皮層更光滑、排列更規則，與正常尿道相似。病毒載體具有潛在的致癌毒性和免疫原性，所以相關研究開始聚焦于非病毒載體。研究發現，非病毒轉基因載體能夠濃縮質粒，被細胞內吞并進入細胞核，從而使質粒表達基因產物[32]。林茂虎等[33-34]將VEGFl65cDNA克隆于真核表達載體pcDNA3.1(-)，構建真核表達質粒載體pcDNA3.1(-)/VEG-Fl65，并轉染入分離純化的鼠膀胱平滑肌細胞內。結果顯示，pcDNA3.1(-)/VEGF165轉染入鼠膀胱平滑肌細胞后，VEGF的表達增高，轉染后細胞上清液具有促使內皮細胞增殖的生物學活性。將平滑肌細胞植入小鼠體內，并以膀胱缺損自然愈合和單純植入小腸黏膜下組織(SIS)為對照進行觀察，發現術后2周轉染VEGF組中新生毛細血管數量和VEGF受體的陽性表達細胞數高于單純SIS植入組。#p#分頁標題#e#

　　3納米或微米載體技術

　　隨著納米和微米技術在醫學應用中的發展，納米和微米載體為外源性生長因子的可控釋放和活性保護提供了新的思路。該技術作為藥物的一種新型緩釋系統，常采用微球或微囊的形式，具有明顯的優勢：①可以實現生長因子的長期釋放，可控性強[35-36];②可以實現多種生長因子的同時或順序釋放[37-38];③可使外源性生長因子具有長期生物活性[39]。

　　同時，納米和微米載體無免疫源性和毒性，具備較高的轉移效率。所以，納米和微米載體技術在骨骼、軟骨、皮膚、心瓣膜、血管和神經等組織的修復重建研究中應用廣泛。Geng等[39]為了實現VEGF的長期持續釋放，制備了一種新型的VEGF-納米微球-熱敏感性水凝膠系統，并將該系統植入BAMG內。通過體內、體外研究，研究者發現納米微球包裹的VEGF的生物活性得以保持，持續釋放時間超過60d，未出現急性組織反應、炎癥和毒性反應。該新型生長因子釋放系統可能為泌尿系修復重建提供了一種前景良好的手段。

　　4其它

　　有研究報道,生物活性因子通過來源于α2-纖溶酶抑制劑的肽段能共價結合至纖維蛋白基質中[40]。因此，Lorentz等[41]將α2-纖溶酶抑制劑的8個氨基酸系列(α2PⅡ-8)結合胰島素樣生長因子-1(IGF-1)的N末端，形成變異體α2PⅡ-8-IGF-1，在凝血酶/XⅢa調控聚合反應時變異體共價結合在纖維蛋白基質中，評估α2PⅡ-8修飾的IGF-1在促進膀胱平滑肌再生中的作用。結果顯示，與天然IGF組相比，變異體α2PⅡ-8-IGF-1組更能促進膀胱平滑肌細胞的增殖，表明α2PⅡ-8-IGF/纖維蛋白基質能作為一種IGF的儲存體，延長IGF在基質內的儲存期，從而提高細胞增殖反應，為促進組織再生提供另一種有效選擇。

　　硫酸化氨基聚糖(GAG)通過與外源性生長因子的結合，可以作為生長因子在生物支架中的儲存體，增強生長因子在膀胱組織工程中的應用[42-43]。因此，研究GAG與外源性生長因子一起加入生物支架內，以促進組織的再生成為當前的研究熱點。Loai等[44]應用透明質酸(HA)與VEGF結合至BAMG中，評估HA-VEGF-BAMG在膀胱組織工程中的作用。

　　在促進膀胱組織再生和血管形成方面，HA-VEGF-BAMG組優于BAMG組和HA-BAMG組、HA-BAMG組優于BAMG組。HA作為GAG家族中的一員，不僅能降低支架的孔隙率和炎癥反應，而且具有高黏附性。所以，HA能作為生長因子的載體，有利于促進生長因子在組織再生中的作用。

　　5問題與展望

　　綜上所述，外源性生長因子通過多種方式保持其持續、緩慢地釋放，有效地促進泌尿系組織、器官的再生和血管形成。但目前生長因子可控釋放的研究主要集中在短段尿道或部分膀胱修復重建中，尚不能保證這些可控釋放方式能滿足長段尿道或大面積膀胱缺損的組織再生需要。

　　所以，保證生長因子釋放與組織修復的時間一致性尤為重要。同時，目前研究者主要研究單一生長因子在泌尿系組織修復重建中的作用，而正常組織再生往往需要在多種因子的相互作用下完成。所以，具有可以控制多種因子同時或順序釋放的可控性強的納米和微米載體技術有望成為極具前途的組織工程大面積缺損重建的重要技術。

　　如微囊化基因治療技術就是一種新的促進移植組織血管化和組織修復重建的手段[45]，但這方面的研究還在探索中，尚需更進一步的研究。