力生长因子参与兔关节软骨原位再生修复的实验研究

发布时间：2017-06-18 17:07

  本文关键词：力生长因子参与兔关节软骨原位再生修复的实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：关节软骨(Articular cartilage)在关节挤压和摩擦活动中具有润滑、减缓疼痛功能,在维持关节稳定和人类日常活动过程中具有非常重要的作用。但关节软骨没有血管和神经支配,缺损后不能自我修复愈合,会引发软骨纤维化、关节炎等疾病,给患者带来极大痛苦。目前常用的治疗软骨疾病的方法包括自体软骨细胞移植和骨髓刺激手术疗法,这两种方法的根本目的都是希望关节软骨再生,但实际效果一般,并不能从根本上解决软骨修复的难题。其中自体细胞移植由于体外软骨细胞扩增困难等条件限制已很难开展手术治疗,而骨髓刺激手术则由于血块凝结、骨髓干细胞稀少等因素,令软骨修复过程容易引发纤维化,修复效果实则难以令人满意。本文研究发现,力生长因子(Mechano growth factor,MGF),作为胰岛素样生长因子-1(Insulin growth factor-1,IGF-1)的一个同源异构体,具有促进转化生长因子β3(Transforming growth factorβ3,TGF-β3)诱导的骨髓间充质干细胞(BMSCs)软骨分化能力,同时还具有抑制BMSCs软骨分化过程中纤维化的发生。另外,MGF还能促进BMSCs的迁移能力。当借助于丝素材料作为携带MGF和TGF-β3的载体(STM)进入兔皮下组织时,通过细胞分离、免疫荧光和流式细胞术鉴定,结果表明7天内MGF可以招募更多的MSCs迁移至支架表面和内部,2个月时Safrain O染色证实MGF可以促进MSCs软骨分化和合成软骨基质,Masson`s染色结果表明MGF能减少肌纤维在胞外基质中的含量。而当用于关节软骨缺损的修复模型时,仅丝素材料支架(SF)处理的软骨表面无软骨基质和细胞形成,材料组织融合性差。携带TGF-β3的丝素支架(ST)可以促进部分软骨再生,但在软骨表面仍会引起大量纤维化组织形成。STM材料支架能促进关节软骨再生,新生软骨的蛋白聚糖基质含量丰富软骨表面光滑平整,能表达正常的Ⅱ型胶原,却没有Ⅰ型胶原表达,修复效果与正常软骨非常相似,表明STM材料支架能显著性提高关节软骨的再生修复能力。本文获得的结论主要有:①MGF在体外具有显著性促进BMSCs迁移的能力;②MGF在体外可以显著性促进TGF-β3诱导的BMSCs软骨分化能力,并减少软骨分化过程中Ⅰ型胶原的合成;③STM材料支架在兔皮下可以招募多能干细胞(r MSCs)迁移,长期时间内能促进软骨基质合成和软骨分化,抑制皮下组织纤维化;④STM支架在兔关节软骨缺损修复过程中具有招募MSCs迁移的作用,长期时间内能促进关节软骨的再生修复,并抑制软骨表面的纤维化发生,或许能为软骨缺损疾病治疗方法的改进提供新的理论支持。
【关键词】：力生长因子 干细胞招募 软骨分化 纤维软骨 关节软骨再生
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R684;R318.08
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 问题的提出与研究的意义10-14
• 1.1.1 问题的提出10-13
• 1.1.2 研究的意义13-14
• 1.2 研究现状14-17
• 1.2.1 关节软骨的结构及功能14-15
• 1.2.2 关节软骨的国内外研究现状15-17
• 1.3 研究目的和研究内容17-20
• 1.3.1 本文的研究目的17
• 1.3.2 本文的研究内容17
• 1.3.3 本文的创新点17-20
• 2 力生长因子（MGF）对间充质干细胞（MSCs）影响的实验研究20-34
• 2.1 引言20-22
• 2.2 实验材料及仪器试剂22-24
• 2.2.1 细胞来源22
• 2.2.2 主要实验仪器及耗材22
• 2.2.3 主要药品及试剂22-23
• 2.2.4 主要试剂配置23-24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 实验技术路线24
• 2.3.2 细胞培养24
• 2.3.3 hMSCs对MGF的吸附研究24-25
• 2.3.4 MGF对hMSCs增殖作用的影响25
• 2.3.5 MGF对hMSCs迁移作用的研究25-26
• 2.3.6 MGF对hMSCs软骨分化作用的影响26
• 2.4 实验结果26-32
• 2.4.1 hMSCs对MGF的吸附研究26-27
• 2.4.2 MGF对hMSCs增殖作用的影响27-28
• 2.4.3 MGF对hMSCs迁移作用的影响28-29
• 2.4.4 MGF对hMSCs软骨分化作用的影响29-32
• 2.5 讨论32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 用于软骨修复的三维丝素支架的制备34-42
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验材料及仪器试剂35-36
• 3.2.1 蚕丝35
• 3.2.2 主要实验仪器及耗材35-36
• 3.2.3 主要试剂药品36
• 3.3 实验方法36-38
• 3.3.1 丝素水溶液制备36
• 3.3.2 丝素溶液制备及浓缩36-37
• 3.3.3 三维(3D)丝素支架制备37
• 3.3.4 3D支架的软硬度分析37
• 3.3.5 3D支架表面形态结构的电子扫描显微镜分析37
• 3.3.6 3D支架的红外光谱分析37
• 3.3.7 3D支架的降解速率分析37-38
• 3.3.8 3D功能支架药物可持续释放的分析38
• 3.4 结果38-40
• 3.4.1 3D丝素支架的制备38
• 3.4.2 3D支架的软硬度分析38
• 3.4.3 3D支架的表面特征38-39
• 3.4.4 3D支架的傅里叶红外光谱分析39
• 3.4.5 3D支架的降解速率分析39
• 3.4.6 3D支架的药物释放效率39-40
• 3.5 讨论40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 功能化丝素支架移植对细胞种类和分布的作用42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 主要实验试剂及耗材42-44
• 4.2.1 实验动物42
• 4.2.2 主要实验仪器及耗材42-43
• 4.2.3 主要实验试剂43
• 4.2.4 主要试剂/溶液配制43-44
• 4.3 实验方法44-46
• 4.3.1 皮下移植外科手术44
• 4.3.2 体外分离细胞44
• 4.3.3 体外细胞水平鉴定细胞种类44-45
• 4.3.4 组织水平样品处理及细胞种类鉴定45-46
• 4.4 结果46-49
• 4.4.1 体外细胞分离的形态特征46
• 4.4.2 细胞水平对分离细胞的鉴定46-48
• 4.4.3 组织水平对细胞的鉴定48-49
• 4.5 讨论49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 5 MGF功能化丝素支架皮下移植对组织形成和分布的研究52-60
• 5.1 引言52
• 5.2 主要实验仪器、耗材及试剂52-53
• 5.2.1 主要实验仪器及耗材52
• 5.2.2 主要药品及试剂52-53
• 5.2.3 主要试剂配方53
• 5.3 实验方法与步骤53-55
• 5.3.1 皮下移植外科手术的53
• 5.3.2 取材及样品处理53
• 5.3.3 HE染色对丝素支架皮下移植后的组织分析53-54
• 5.3.4 Safranin O/Fast green染色对皮下新生组织中类软骨基质的分布54
• 5.3.5 Masson`s染色对皮下新生组织中纤维种类的鉴定54-55
• 5.4 结果55-58
• 5.4.1 取材组织形态观察55
• 5.4.2 皮下新生组织的组成分布55-56
• 5.4.3 皮下新生组织的鉴定56-58
• 5.5 讨论58
• 5.6 本章小结58-60
• 6 MGF功能化丝素支架对关节软骨缺损修复的研究60-76
• 6.1 引言60
• 6.2 主要实验仪器、耗材及试剂60-61
• 6.2.1 主要实验仪器及耗材60-61
• 6.2.2 主要药品及试剂61
• 6.2.3 主要试剂/溶液配方61
• 6.3 实验方法与步骤61-65
• 6.3.1 关节软骨缺损模型61-62
• 6.3.2 取材及样品处理62
• 6.3.3 免疫荧光法对材料支架免疫原性的检测62-63
• 6.3.4 免疫荧光法对细胞种类的鉴定63
• 6.3.5 原位组织学评估63-65
• 6.3.6 免疫荧光法对关节软骨修复的检测65
• 6.4 实验结果65-74
• 6.4.1 兔关节软骨缺损模型的建立65-66
• 6.4.2 取材组织的形态观察66-67
• 6.4.3 材料支架免疫原性的检测67
• 6.4.4 关节材料支架内细胞种类的鉴定67-68
• 6.4.5 关节软骨的原位修复评估68-74
• 6.5 讨论74-75
• 6.6 本章小结75-76
• 7 结论与展望76-78
• 7.1 本文主要结论76
• 7.2 后续工作展望76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-98

【参考文献】

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1 Giuseppe Musumeci;Paola Castrogiovanni;Rosalia Leonardi;Francesca Maria Trovato;Marta Anna Szychlinska;Angelo Di Giunta;Carla Loreto;Sergio Castorina;;New perspectives for articular cartilage repair treatment through tissue engineering: A contemporary review[J];World Journal of Orthopedics;2014年02期

  本文关键词：力生长因子参与兔关节软骨原位再生修复的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：460125