纳米材料微环境调控干细胞命运
发布时间：2021-06-17 11:37
现代医疗技术发展迅速,但组织或器官的修复依旧是临床医学所面临的重大难题。为了实现组织修复或者组织重建的目的,一种以现代工程技术与生物医学交叉融合,并应用于临床治疗的新学科——组织工程应运而生。组织工程的三要素包括,干细胞、支架材料和对细胞分化进行调控的生长因子。组织工程用的干细胞自人体中提取,其具有自我更新能力、多向分化潜能等特点,是利用组织工程手段进行组织或器官修复和再生的主要细胞来源。而如何诱导干细胞进行定向分化,自主调控干细胞命运,一直是研究者们面临的一个重要难题。细胞在生物体中所处的环境是一个三维动态微环境。在这个动态微环境中,存在着许多因素,例如:细胞外基质,细胞与细胞之间的相互作用,机械刺激产生的物理、化学以及生物信号等等,都在影响控制细胞的迁移、增殖和分化等行为。而在这些因素中,特定的物理、化学以及生物信号调控干细胞定向分化是目前最简便有效的方法。并且,细胞外基质中含有大量的纳米尺寸的胶原蛋白纤维以及其他微米尺寸的结构,这些结构与周围的物理和化学微环境的相互作用也影响着细胞的功能与行为。因此,利用纳米材料模拟细胞外微环境中的物理、化学以及生物信号调控干细胞定向分化作为一个...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
组织工程示意图[13]
济南大学硕士学位论文3泛地重视。干细胞，因其具有无限扩增能力和多向分化潜能[14-16]以及可以分泌多种利于疾病治疗和康复的因子，而经常被用于临床以及再生医学领域中。目前，科学家们已经从人类胚胎组织中提取并培养出具有多种分化能力的多功能干细胞，以便于进行细胞不同分化方向的研究。干细胞不仅仅存在于人类胚胎组织中，许多成人组织中同时含有一定量的干细胞，这些干细胞在创伤、疾病或衰老后具有更新的能力[17,18]。并且，这些干细胞可能存在于组织内或作为干细胞贮存在其他组织中。例如，在人体脂肪中存在一些脂肪间充质干细胞（Adipose-derivedstemcells,ADSCs），在人体骨髓中存在大量的骨髓间充质干细胞（Bonemesenchymalstemcells,BMSCs）。在组织器官功能需要时，它们能够分化成多种类型细胞，参与血管新生、脂肪细胞代谢、骨组织修复等过程。图1.2间充质干细胞的分化能力图[24]间充质干细胞（Mesenchymalstemcells,MSCs）是一种具有多向分化潜能的干细胞，能够分化为多种类型的细胞并代替受损或衰老的细胞，以保持机体功能[19-21]。骨髓间充质干细胞（BMSCs）和脂肪间充质干细胞（ADSCs）作为间充质干细胞中的两个代表，近年来经常被作为种子细胞用于各种临床或基础研究中。顾名思义，这两种间充质干细胞的来源分别是骨髓和脂肪。由于不具有伦理争议和自身排异性的问题，使得间充质干细胞具有极大的临床应用价值。骨髓间充质干细胞最早是Friedenstein等人在1974年从
纳米材料微环境调控干细胞命运6（Brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF）功能的表达，促进海马神经元的分化，有利于胎儿早期大脑的发育[41,42]。由此可见，生长因子在细胞微环境中发挥着重要作用。1.3.2细胞外基质细胞外基质是指在细胞外由多种具有不同功能的生物大分子构成的复杂三维网络结构[43,44]。其不仅能够起到支撑、连接的作用，还能够通过内部存在的各种信号刺激调控干细胞命运，使细胞的行为以及功能发生相应的变化[45-47]。细胞外基质成分复杂，而且不同部位的细胞所处的细胞外基质成分也不同。因此，细胞外基质对细胞命运的调节作用也不同[13,45]。目前的研究发现，细胞外基质对细胞的作用主要表现在以下几个方面[48-52]：1、影响细胞的增殖、凋亡等行为；2、改变细胞的形貌；3、使细胞进行定向分化；4、参与细胞的贴附和迁移等行为。最近，组织工程研究人员一直在尝试模拟细胞外基质在体外对干细胞进行扩增和定向分化，并取得了一定的进展。例如，Wang等人[53]使用羟基磷灰石模拟部分细胞外基质，成功促进了间充质干细胞的成骨分化。图1.3细胞外基质的组成[44]1.3.3细胞间的相互作用由于人体内的细胞是一个相互关联的整体，因此，同一细胞微环境中的细胞存在着相互作用。总体上来说，细胞之间的相互作用分为三类，一是细胞与细胞之间的直接接
【参考文献】：
期刊论文
[1]组织工程全层皮肤在烧伤患者深度难愈创面治疗中的应用[J]. 韩大伟,狄海萍,夏成德,薛继东,曹大勇. 河南医学研究. 2017(04)
[2]镍钛Smart支架系统治疗重度动脉粥样硬化性颈动脉狭窄:回顾性非随机对照临床试验方案[J]. 马志刚,孙玉衡,彭晓新,胡洪涛. 中国组织工程研究. 2016(30)
硕士论文
[1]压电相聚偏氟乙烯（PVDF）的制备与性能研究[D]. 许凡.江苏科技大学 2017
[2]静电纺聚偏氟乙烯纤维膜制备及压电性能优化研究[D]. 潘恒祥.东华大学 2016
本文编号：3235122
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
组织工程示意图[13]
济南大学硕士学位论文3泛地重视。干细胞，因其具有无限扩增能力和多向分化潜能[14-16]以及可以分泌多种利于疾病治疗和康复的因子，而经常被用于临床以及再生医学领域中。目前，科学家们已经从人类胚胎组织中提取并培养出具有多种分化能力的多功能干细胞，以便于进行细胞不同分化方向的研究。干细胞不仅仅存在于人类胚胎组织中，许多成人组织中同时含有一定量的干细胞，这些干细胞在创伤、疾病或衰老后具有更新的能力[17,18]。并且，这些干细胞可能存在于组织内或作为干细胞贮存在其他组织中。例如，在人体脂肪中存在一些脂肪间充质干细胞（Adipose-derivedstemcells,ADSCs），在人体骨髓中存在大量的骨髓间充质干细胞（Bonemesenchymalstemcells,BMSCs）。在组织器官功能需要时，它们能够分化成多种类型细胞，参与血管新生、脂肪细胞代谢、骨组织修复等过程。图1.2间充质干细胞的分化能力图[24]间充质干细胞（Mesenchymalstemcells,MSCs）是一种具有多向分化潜能的干细胞，能够分化为多种类型的细胞并代替受损或衰老的细胞，以保持机体功能[19-21]。骨髓间充质干细胞（BMSCs）和脂肪间充质干细胞（ADSCs）作为间充质干细胞中的两个代表，近年来经常被作为种子细胞用于各种临床或基础研究中。顾名思义，这两种间充质干细胞的来源分别是骨髓和脂肪。由于不具有伦理争议和自身排异性的问题，使得间充质干细胞具有极大的临床应用价值。骨髓间充质干细胞最早是Friedenstein等人在1974年从
纳米材料微环境调控干细胞命运6（Brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF）功能的表达，促进海马神经元的分化，有利于胎儿早期大脑的发育[41,42]。由此可见，生长因子在细胞微环境中发挥着重要作用。1.3.2细胞外基质细胞外基质是指在细胞外由多种具有不同功能的生物大分子构成的复杂三维网络结构[43,44]。其不仅能够起到支撑、连接的作用，还能够通过内部存在的各种信号刺激调控干细胞命运，使细胞的行为以及功能发生相应的变化[45-47]。细胞外基质成分复杂，而且不同部位的细胞所处的细胞外基质成分也不同。因此，细胞外基质对细胞命运的调节作用也不同[13,45]。目前的研究发现，细胞外基质对细胞的作用主要表现在以下几个方面[48-52]：1、影响细胞的增殖、凋亡等行为；2、改变细胞的形貌；3、使细胞进行定向分化；4、参与细胞的贴附和迁移等行为。最近，组织工程研究人员一直在尝试模拟细胞外基质在体外对干细胞进行扩增和定向分化，并取得了一定的进展。例如，Wang等人[53]使用羟基磷灰石模拟部分细胞外基质，成功促进了间充质干细胞的成骨分化。图1.3细胞外基质的组成[44]1.3.3细胞间的相互作用由于人体内的细胞是一个相互关联的整体，因此，同一细胞微环境中的细胞存在着相互作用。总体上来说，细胞之间的相互作用分为三类，一是细胞与细胞之间的直接接
【参考文献】：
期刊论文
[1]组织工程全层皮肤在烧伤患者深度难愈创面治疗中的应用[J]. 韩大伟,狄海萍,夏成德,薛继东,曹大勇. 河南医学研究. 2017(04)
[2]镍钛Smart支架系统治疗重度动脉粥样硬化性颈动脉狭窄:回顾性非随机对照临床试验方案[J]. 马志刚,孙玉衡,彭晓新,胡洪涛. 中国组织工程研究. 2016(30)
硕士论文
[1]压电相聚偏氟乙烯（PVDF）的制备与性能研究[D]. 许凡.江苏科技大学 2017
[2]静电纺聚偏氟乙烯纤维膜制备及压电性能优化研究[D]. 潘恒祥.东华大学 2016
本文编号：3235122
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3235122.html
