基于细胞—基质和细胞—细胞相互作用的体外皮肤损伤修复模型的构建

发布时间：2017-07-08 03:04

  本文关键词：基于细胞—基质和细胞—细胞相互作用的体外皮肤损伤修复模型的构建

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【摘要】：皮肤是人体面积最大的器官，具有阻挡异物和病原体侵入、防止体液流失等重要的屏障保护作用以及感觉、调节体温、维持机体内稳态等重要的生理功能，因此，任何原因造成的皮肤损伤必须及时予以修复，否则会造成创面的急慢性感染甚至是机体的功能性紊乱。创伤修复是一个动态的涉及到多种细胞和细胞因子的复杂过程。 传统的体外建立的损伤模型主要采用划痕法和层流技术。这两种方法由于其简单易行等优点，而在早期被广泛使用。然而随着新技术的出现，其各自的一些缺陷逐渐暴露。划痕法实验操作主观性较强，划痕的宽度及力度与操作人有很大关系，导致实验重复性较差，难以实现大批样品同时操作；划痕边缘的整齐度并不能保证，因此，伤口愈合程度的量化可能会有偏差；此外，此方法中，导致伤口愈合的原因很多，如破裂的细胞释放的细胞质、未受损伤的细胞分泌的细胞因子、刮去部分细胞后产生的自由空间等，因此，很难确定是哪种因素在影响伤口愈合的速率。层流技术克服了划痕法的一些缺点，可以形成整齐的损伤边缘，可以实现高通量操作，然而此方法仍有一些不足如胰酶对单层细胞的局部消化会导致细胞张力的变化，进而影响细胞的整体迁移效果。此外，这两种方法都是建立在平面上的，即细胞在平面上生长、增殖并且迁移，且大多研究对象只是单种细胞的损伤与修复，然而体内，细胞是嵌插在各种复杂的细胞外基质中且与各种细胞相互作用。 为了更真实的模拟体内细胞所处的真实环境，本实验设计了建立在微柱基底上的基于三种细胞(表皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞)共培养的损伤模型。三种细胞都密切参与皮肤创伤修复过程，表皮与成纤维细胞间的相互作用对重新上皮化很重要，而成纤维与内皮细胞间相互作用则对血管新生很重要。此模型主要是通过一层有矩形空隙的挡板层来实现三种细胞的共培养以及损伤的形成。利用此模型，我们实现了三种细胞的区域化接种、分析了三种细胞对微柱基底做出的不同响应、制造了实际上并没有对细胞本身造成真正损伤的损伤、动态跟踪了损伤后各细胞向损伤处迁移的过程且分析了三种细胞间的相互作用。结果表明，首先，挡板层可以发挥其预期作用，使各种细胞限定在特定区域且细胞间没有交叉污染现象，可以形成边缘整齐的损伤，损伤两侧细胞可以迁移至损伤处将损伤愈合。其次，微柱会影响细胞的粘附率，改变细胞的形态、骨架分布以及核形态，说明细胞会依据基底地形来调整自己的行为。损伤迁移实验表明共培养时细胞迁移的方向性增强，且不同条件下(细胞共培养与单培养)各细胞的迁移情况是不同的，说明细胞间相互作用会影响细胞的迁移行为。总之，本实验建立了一种新的损伤修复模型，，可以同时研究细胞与基质以及细胞与细胞之间的相互作用，为其他既涉及到细胞与基质相互作用又涉及到细胞与细胞间相互作用的生理过程如胚胎形成、组织工程等的研究提供了有效的技术手段。
【关键词】：创伤修复 微柱 皮肤细胞 共培养 迁移
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R329.2
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 文献综述13-25
• 第一章 文献综述13-25
• 1.1 皮肤及其创伤修复13-16
• 1.1.1 皮肤的结构和功能13-14
• 1.1.2 皮肤创伤修复及其修复机理14-15
• 1.1.3 参与皮肤伤口愈合的细胞及其作用15-16
• 1.2 皮肤创伤修复模型研究进展16-20
• 1.3 3D 细胞培养研究进展20-24
• 本研究目的和意义24-25
• 实验研究25-58
• 第二章 芯片的设计制备及其表征25-28
• 2.1 设备与材料25
• 2.1.1 主要设备25
• 2.1.2 主要试剂及耗材25
• 2.2 实验方法25-26
• 2.2.1 芯片的设计及其制备25-26
• 2.2.2 芯片结构的表征26
• 2.3 结果与分析26-27
• 2.3.1 芯片的设计制备及其表征26-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 芯片内细胞的图形化培养及其接种密度优化28-34
• 3.1 仪器与试剂28
• 3.1.1 主要仪器28
• 3.1.2 主要试剂28
• 3.2 实验方法28-29
• 3.2.1 细胞培养28
• 3.2.2 芯片表面处理28-29
• 3.2.3 芯片上细胞区域化接种和培养以及接种密度优化29
• 3.3 结果与分析29-31
• 3.3.1 各个细胞接种密度优化结果29-31
• 3.4 讨论31-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 微柱对细胞粘附、形态、骨架分布以及核形态的影响34-49
• 4.1 仪器与试剂34
• 4.1.1 主要仪器34
• 4.1.2 主要试剂34
• 4.2 实验方法34-36
• 4.2.1 微柱对细胞粘附的影响34-35
• 4.2.2 细胞骨架及细胞核荧光染色35
• 4.2.3 扫描电镜技术35
• 4.2.4 细胞形态学分析35-36
• 4.3 结果与分析36-47
• 4.3.1 微柱对细胞粘附的影响36-38
• 4.3.2 微柱对细胞形态、骨架分布以及核形态的影响38-47
• 4.3.2.1 微柱对细胞形态的影响38-44
• 4.3.2.2 微柱对细胞骨架和核形态的影响44-47
• 4.4 讨论47-48
• 4.5 小结48-49
• 第五章 损伤愈合实验49-58
• 5.1 仪器与试剂49-50
• 5.1.1 主要仪器49
• 5.1.2 主要试剂49-50
• 5.2 实验方法50-51
• 5.2.1 活细胞荧光染色50
• 5.2.2 芯片上细胞的区域化接种、培养和损伤的形成50
• 5.2.3 损伤愈合的分析50-51
• 5.2.4 细胞迁移的方向性分析51
• 5.3 结果与分析51-56
• 5.3.1 活体染色结果51
• 5.3.2 损伤模型的构建51-52
• 5.3.3 损伤愈合结果分析52-54
• 5.3.4 细胞迁移的方向性分析54-55
• 5.3.5 细胞在微柱与平面交界处的行为55-56
• 5.4 讨论56
• 5.5 小结56-58
• 总结与展望58-59
• 参考文献59-63
• 缩略词63-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

【参考文献】

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1 屈纪富,程天民,郝利;参与皮肤伤口愈合的细胞及其作用的研究进展[J];现代康复;2001年24期

本文编号：532767