基质硬度对脐带间充质干细胞增殖、粘附、分化的影响

发布时间：2017-04-17 14:03

  本文关键词：基质硬度对脐带间充质干细胞增殖、粘附、分化的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脐带间充质干细胞(UC-MSC)是存在于新生儿脐带华通胶中的一种多功能干细胞,具有易于贴壁生长、来源丰富等优点,因其强大的增殖能力、多向分化潜能、免疫抑制和体内再生能力,已被广泛应用于组织工程学研究及临床治疗。本文通过机械分离脐带基质(脐带华通胶),采用酶消化和组织块法,获得大量新鲜的有核脐带间充质干细胞(UC-MCS)。经过鉴定,这些细胞可稳定传代。通过流式细胞仪和免疫荧光染色分析其表面标记物,发现间充质细胞阳性表达CD44,CD73,CD90和CD105,阴性表达CD34和CD45。当在分化培养基中培养,它们可以分化成脂肪细胞和成骨细胞。目前的研究表明,化学、机械因素已被广泛用于研究其对细胞的行为的影响。许多研究运用可控的物理因素刺激干细胞,研究对定向成骨的影响,这些研究表明物理刺激可以诱导定向分化成骨。现在已被研究的物理因素包括流体力学因素、生物力学因素、光化学因素及电磁因素等,其中细胞外基质因为其对细胞行为的影响最明显、操作简单、可控性强而广泛被研究。不同文献表明,生长在不同硬度的细胞外基质上的间充质干细胞呈现出不同的分化方向。然而,基质硬度是否可以影响细胞增殖、粘附和铺展等其他细胞行为,间充质干细胞的这些生物学行为对细胞的分化是否有影响,还没有被详细的研究论证。本文采用原代分离培养获得脐带间充质干细胞,将其培养在硬度可调的聚丙烯酰胺凝胶上,凝胶上涂有纤连蛋白。根据双丙烯酰胺的浓度不同,得到水凝胶的杨氏模量为13-16kpa、35-38kpa、48-53kpa和62-68kpa。结果表明,由于基质硬度的不同,细胞的增殖和粘附能力均有不同表现,而细胞的铺展能力则是在35-38kpa、48-53kpa最强。实时定量PCR结果表明软基质可促进成脂分化,表现为PPARγ、C/EBα表达增加。35-38kpa、48-53kpa上细胞趋向于成肌分化,表现为Desmin和MOYG表达增加。在高硬度的基质上细胞趋向于成骨分化,表现为ALP、I型胶原、骨钙素、Runx2基因的表达增加。所以,我们认为,在较软的基质上细胞易于增殖和粘附,并且细胞向成脂方向分化;而较硬的基质会阻碍细胞的增殖和粘附,细胞向成骨方向分化。
【关键词】：脐带间充质干细胞 基质硬度 增殖 分化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R329
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-8
• 英文缩略词8-12
• 第1章 前言12-23
• 1.1 人类间充质干细胞目前的趋势和未来的预期12-16
• 1.1.1 间充质干细胞的来源12
• 1.1.2 间充质干细胞的分离及原代培养12-13
• 1.1.3 间充质干细胞表面标记的表达13
• 1.1.4 间充质干细胞长期在体外培养的能力13
• 1.1.5 间充质干细胞的体外分化能力13-14
• 1.1.6 间充质干细胞的归巢及临床医用14-15
• 1.1.7 脐带间充质干细胞的特性及展望15-16
• 1.2 基质硬度影响细胞的行为及功能16-23
• 1.2.1 对基质硬度研究的起源16-17
• 1.2.2 生物材料的发展趋势17-18
• 1.2.3 细胞外基质硬度对不同细胞的影响的研究进展18
• 1.2.4 对基质硬度研究的展望18-23
• 第2章 材料与方法23-33
• 2.1 材料23-24
• 2.1.1 主要仪器和设备23
• 2.1.2 主要试剂23-24
• 2.2 实验方法24-33
• 2.2.1 脐带间充质干细胞的原代获取24
• 2.2.2 脐带间充质干细胞的传代24-25
• 2.2.3 脐带间充质干细胞的冻存25
• 2.2.4 脐带间充质干细胞的复苏25
• 2.2.5 脐带间充质干细胞的生长25-26
• 2.2.6 脐带间充质干细胞的鉴定26-27
• 2.2.7 基质胶的制作27-28
• 2.2.8 CCK8检测细胞存活28
• 2.2.9 水凝胶上细胞的形态28
• 2.2.10 水凝胶上细胞的粘附情况28
• 2.2.11 水凝胶上细胞的增殖情况28-29
• 2.2.12 水凝胶上细胞的分化情况29-32
• 2.2.13 统计学分析32-33
• 第3章 实验结果33-47
• 3.1 原代HUC-MSC获得及传代培养33
• 3.2 人脐带间充质干细胞的细胞生长33-34
• 3.2.1 细胞周期的检测33-34
• 3.2.2 细胞生长曲线34
• 3.3 人脐带间充质干细胞的免疫表型特征34-36
• 3.4 脐带间充质干细胞的分化潜能36
• 3.5 基质硬度的制作及测定36-38
• 3.6 水凝胶对细胞的毒性作用38
• 3.7 不同的基质硬度上的脐带间充质干细胞形态38-40
• 3.8 不同的基质硬度对脐带间充质干细胞粘附能力的影响40-41
• 3.9 不同的基质硬度对脐带间充质干细胞增殖的影响41-44
• 3.10 不同的基质硬度上的脐带间充质干细胞的分化44-47
• 3.10.1 脐带间充质干细胞成脂分化44-45
• 3.10.2 脐带间充质干细胞的成肌分化45
• 3.10.3 脐带间充质干细胞的成骨分化45-47
• 第4章 讨论47-50
• 第5章 结果与结论50-51
• 5.1 结果50
• 5.2 结论50-51
• 第6章 展望51-52
• 参考文献52-59
• 作者简介及在学期间所取得的成果59-60
• 致谢60

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