旋转壁式生物反应器中造血干/祖细胞体外扩增的研究

发布时间：2021-02-24 13:19

　　体外扩增的造血干／祖细胞具有广泛的临床应用，包括造血干细胞移植、基因治疗、免疫治疗以及制备成熟的血细胞来输注人体。人脐带血能够给细胞移植治疗和再生医学提供大量的优质造血细胞。但是来自单份脐带血的造血干／祖细胞数量十分有限，极大地限制了脐带血在重建成人造血机能中的应用。因此，迫切需要发展体外扩增体系来大规模扩增造血干／祖细胞。静态培养体系，如组织培养瓶等，具有许多局限性，已被证明不适合大规模扩增造血干／祖细胞。因此，需要发展生物反应器技术来促进造血干／祖细胞的体外大规模扩增。先进的生物反应器可以改善静态培养体系存在的传质限制，能够较好地保持培养体系的稳定。本研究利用旋转壁式生物反应器（rotating wall vessel，RWV），并采用适合的培养模式，如单纯悬浮培养以及微胶囊化基质细胞共培养的方法来体外大规模扩增人脐带血来源的造血干／祖细胞。另外，本研究还建立了静态以及RWV动态微囊化共培养模式的数学模型，来模拟微囊化共培养体系的传质代谢问题。首先，脐带血单个核细胞被单独培养在RWV生物反应器和组织培养瓶中，使用含有血清和较低剂量外源生长因子组合（5.33ng／ml IL-3，16... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：183 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 干细胞
    1.2 造血干细胞及其应用
        1.2.1 造血干细胞的定义以及分类
        1.2.2 造血干细胞的发生与发育
        1.2.3 造血干细胞的主要表面标志
        1.2.4 造血干细胞移植
        1.2.5 造血干/祖细胞的其他应用
    1.3 造血干/祖细胞体外培养研究进展
        1.3.1 影响造血干/祖细胞体外培养的主要因素
        1.3.2 造血干/祖细胞的体外培养模式研究进展
        1.3.3 生物反应器扩增造血干/祖细胞的研究进展
    1.4 海藻酸钠生物微胶囊的研究进展
        1.4.1 微胶囊
        1.4.2 海藻酸钠微胶囊
        1.4.3 海藻酸钙微胶珠
    1.5 本研究的选题依据和研究内容
2 脐带血造血干/祖细胞在旋转壁式生物反应器中的扩增
    2.1 前言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 试剂及药品
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 pH值和渗透压
        2.3.2 总有核细胞扩增
+细胞以及CFU-GM的扩增">        2.3.3 CD34⁺细胞以及CFU-GM的扩增
        2.3.4 培养过程中营养物质和代谢产物的浓度
    2.4 对比和展望
    2.5 小结
3 兔骨髓间充质干细胞的微囊化培养
    3.1 前言
    3.2 实验仪器和材料
        3.2.1 仪器设备
        3.2.2 试剂及药品
        3.2.3 实验动物
    3.3 实验方法
        3.3.1 兔骨髓间充质干细胞
        3.3.2 海藻酸钙微胶珠
        3.3.3 兔骨髓间充南干细胞的微囊化培养
    3.4 实验结果
        3.4.1 兔骨髓间充质干细胞
        3.4.2 海藻酸钙微胶珠
        3.4.3 兔骨髓间充质干细胞的微囊化培养
    3.5 讨论
4 静态下微囊化基质细胞支持造血干/祖细胞的体外扩增
    4.1 前言
    4.2 实验仪器和材料
        4.2.1 仪器设备
        4.2.2 试剂及药品
        4.2.3 实验动物
        4.2.4 脐带血
    4.3 实验方法
        4.3.1 微囊化兔骨髓间充质干细胞的制备
        4.3.2 含有兔骨髓间充质干细胞的微胶珠的强度检验
        4.3.3 脐带血单个核细胞的分离
        4.3.4 微囊化静态共培养
        4.3.5 总有核细胞计数
        4.3.6 流式CD34分析
        4.3.7 集落形成能力检测
        4.3.8 静态共培养期间微囊化兔骨髓间充质干细胞分泌生长因子的定量检测
        4.3.9 静态共培养体系中葡萄糖和乳酸浓度的测定
        4.3.10 静态共培养后微囊化骨髓间充质干细胞的死活检测
        4.3.11 统计方法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 海藻酸钙微胶珠的强度检测
        4.4.2 脐带血单个核细胞和微囊化骨髓间充质干细胞的短期体外静态共培养
5 旋转壁式生物反应器中微囊化骨髓间充质干细胞支持造血干/祖细胞的体外扩增
    5.1 前言
    5.2 实验仪器和材料
        5.2.1 仪器设备
        5.2.2 试剂及药品
        5.2.3 实验动物
        5.2.4 脐带血
    5.3 实验方法
        5.3.1 脐带血单个核细胞的分离
        5.3.2 ACA微胶囊的强度检验
        5.3.3 RWV生物反应器
        5.3.4 RWV反应器内脐带血单个核细胞和微囊化间充质干细胞的短期共培养
        5.3.5 pH和渗透压检测
        5.3.6 总有核细胞计数
        5.3.7 流式CD34分析
        5.3.8 集落形成能力检测
        5.3.9 葡萄糖、乳酸的测定
        5.3.10 动态共培养后微囊化间充质干细胞的活性
        5.3.11 数据分析
    5.4 实验结果
        5.4.1 ACA微胶囊的强度检验
        5.4.2 脐带血单个核细胞和微囊化间充质干细胞的短期动态共培养
    5.5 讨论
    5.6 本章小结
6 造血干/祖细胞与微囊化基质细胞共培养的传质数学模型
    6.1 前言
    6.2 微囊化共培养模式传质代谢模型的建立与计算
        6.2.1 模型的建立
    6.3 计算结果与讨论
        6.3.1 静态共培养模拟计算
        6.3.2 动态共培养模拟计算
    6.4 本章小结
结论与展望
创新点摘要
英文缩略语
参考文献
附录A
附录B
附录C
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical Simulation of Microcarrier Motion in a Rotating Wall Vessel Bioreactor[J]. ZHI-HAO JU*, TIAN-QING LIU*, 2, XUE-HU MA*, AND ZHAN-FENG CUI*,# *State Key Laboratory of Fine Chemical Engineering, Stem Cells & Tissue Engineering Laboratory, Dalian University of Technology, Dalian 116012, Liaoning, China; #Department of Engineering Science, Oxford University, Oxford OX1 3PJ, UK.  Biomedical and Environmental Sciences. 2006(03)
[2]神经干细胞球在生物反应器内培养的模拟计算[J]. 刘天庆,葛丹,程昉,李香琴,孙相,马学虎,崔占峰.  生物医学工程学杂志. 2006(01)
[3]胎儿骨髓基质细胞与细胞因子支持人脐血单个核细胞体外扩增的研究[J]. 毛平,王彩霞,林秀梅,杜庆华.  中国实验血液学杂志. 2005(03)
[4]骨髓间充质干细胞的研究及应用前景[J]. 李晨华,王新平.  脑与神经疾病杂志. 2005(01)
[5]造血干细胞移植治疗自身免疫性疾病[J]. 王静,王俭勤,夏延龄.  国外医学(泌尿系统分册). 2004(S1)
[6]人骨髓间充质干细胞对脐血干细胞体外扩增支持作用的研究[J]. 费小明,陆化,吴雨洁,周迎峰,周小玉,唐宇鸿,沈文怡,汪承亚.  南京医科大学学报(自然科学版). 2004(03)
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[8]干细胞治疗某些老年病的若干研究进展[J]. 黄振平.  中国临床保健杂志. 2004(02)
[9]脐带血造血干细胞移植的现状与进展[J]. 边红放.  中国误诊学杂志. 2004(04)
[10]微胶囊的功能及应用[J]. 徐冬梅,张可达,王平,朱秀林.  精细石油化工. 2003(06)



本文编号：3049431