神经干细胞三维培养及构建类神经组织的研究
[Abstract]:At present, the culture of neural stem cell (Neural stem cells, NSCs) in vitro mainly adopts suspension culture and adherent culture system. However, these two culture systems can not simulate the growth microenvironment of NSCs in vivo. The three-dimensional cell culture system can provide a good growth environment for cells and promote the secretion of extracellular matrix, thus forming a structure similar to that of in vivo tissues. Therefore, in this study, three-dimensional culture system was used to culture NSCs, and construct neural tissue structure. In this experiment, NSCs from rat hippocampal brain tissue was used as seed cell, and collagen hydrogel, a natural biomaterial, was used as scaffold material. Firstly, the growth and metabolism of three-dimensional growth cells in collagen were compared with those of traditional monolayer cells and suspension culture cells. Then the strategy of using proliferation medium in advance and differentiation medium in the later stage was used to make NSCs proliferate first in collagen hydrogel and then differentiate into nerve cells to form a connected neural network. The proliferation of cells in the constructed three-dimensional network was detected by cck-8 kit (Cell counting kit-8). Laser scanning confocal microscope was used to observe the growth and differentiation of cells in the constructed three-dimensional network structure after dead and alive staining and immunofluorescence staining. Finally, the three-dimensional perfusion culture of NSCs was studied. The results showed that the proliferation multiple of NSCs in collagen three-dimensional culture was the highest, which could reach 70 times in 4 days, while the amplification multiple of common suspension culture and monolayer culture was 2.5 times and 35 times, respectively. The results of glucose and lactic acid metabolism showed that the specific consumption rate of glucose in collagen cells was the smallest, the specific consumption rate curve was the slowest, and the specific production rate of lactic acid was the smallest. After 42 days of culture in vitro, the cell survival rate in the construct was about 82%, and the cells were evenly distributed in the construct, and could differentiate into neurons, star glial cells and oligodendrocytes. In addition, the vaccination rate of NSCs in collagen sponge scaffold pretreated with laminin (Laminin, LN) (55.8 卤1.21%) was significantly higher than that treated with medium alone (43.1 卤1.18%). Finally, under the condition of perfusion bioreactor, NSCs grew in clusters and distributed evenly in the scaffold, and the three-dimensional culture with positive expression of Nestin; was beneficial to the supply of cell nutrients, and the pH value could be maintained in the normal tolerance range of cells. From the above experimental results, we draw the following conclusions: the three-dimensional culture conditions in collagen are more conducive to the proliferation and metabolism of NSCs, and the three-dimensional tissue structures obtained in this study are similar to nerve tissue in morphology and cell composition. The collagen sponge scaffold pretreated with LN is more beneficial to the adhesion of NSCs and can improve the inoculum rate of cells on the scaffold, and the culture conditions of perfusion bioreactor are helpful to the uniform distribution and proliferation of NSCs in the scaffold and to maintain the characteristics of NSCs.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R329
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,本文编号:2491504
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