MicroRNA调控骨髓间充质干细胞界面行为的机理研究

发布时间：2018-01-27 10:15

  本文关键词： 骨髓间充质干细胞 聚羟基脂肪酸酯 细胞界面行为 成骨分化 microRNA　出处：《清华大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：生物材料与细胞之间的相互作用研究是组织工程研究中的重点之一。作为支持种子细胞生长、分化进而重建组织的支架，生物材料的物理和化学性质对细胞界面行为有着至关重要的影响。本论文对表面具有10μm微槽结构的界面行为诱导作用进行了深入研究，并对microRNA在其中的调控作用进行了初步探讨。 PHBHHx膜上的微米级凹槽结构能够影响大鼠骨髓间充质干细胞的细胞界面行为。在具有微槽结构的PHBHHx膜上，MSCs沿着槽的方向排列生长，表现为狭长的纤维行形状，黏着斑较多，微丝分布在细胞周边；在PHBHHx平膜上，MSCs无序排列生长，表现为较为伸展的扁平形形状，黏着斑较多，微丝穿过整个细胞。在细胞黏附、增殖、分化和凋亡等界面行为相关基因表达的分析中，微槽结构上调了成骨分化的标志基因（cbfa1、col1a1和bmp2）在MSCs中的表达，，同时下调成脂（lpl、des和acta2）和成肌（myh11和nse）分化标志基因的表达。微槽结构也下调了黏着斑蛋白vinculin的基因和蛋白质表达。 本论文通过microRNA芯片分析发现了与平膜上的细胞相比，微槽结构能引起18个microRNA在MSCs中差异表达。通过靶基因预测和文献调研推测这18个microRNA可能通过作用于细胞信号转导网络中的不同基因来协同调控MSCs的细胞界面行为，协助由微槽结构引起的成骨分化趋势。而几个具有调控成骨分化作用的microRNA组合（miR-140，miR-214，miR-320，miR-351和miR-674-5p）的共转染证明了组合microRNA在促进成骨分化方面比单个microRNA更为有效，其基因表达的变化模式也更接近于微槽结构引起的变化模式。因此，microRNA在微槽结构引起的界面行为变化中起着重要的调控作用，而且多microRNA的调控作用更为显著和强健。 最后，本文在上述microRNA研究基础上，提出了利用microRNA组合在细胞内构建新的分子调控通路来控制平滑肌细胞的迁移行为，试图为组织再生提供优良的种子细胞。 综上，本文初步探讨了了microRNA在物理微环境引起的细胞行为中的调控作用，在生物支架构建以及种子细胞改造中具有重要的科学意义。
[Abstract]:The study on the interaction between biomaterials and cells is one of the most important aspects in tissue engineering. It is used as a scaffold for supporting the growth of seed cells, differentiation and tissue reconstruction. The physical and chemical properties of biomaterials play an important role in the cell interface behavior. The regulatory role of microRNA in it was also discussed. The micron grooves on the PHBHHx membrane can affect the intercellular behavior of rat bone marrow mesenchymal stem cells. MSCs was arranged along the direction of the groove, showing long and narrow fiber line shape, more adhesion spots, and microfilaments distributed around the cell. On the flat membrane of PHBHHx, the cells grow disorderly, showing a more extended flat shape, more adhesion spots, microfilaments through the whole cell, adhesion and proliferation in the cell. In the analysis of the expression of interfacial behavior related genes such as differentiation and apoptosis, microgroove structure upregulated the expression of cbfa1c1col1a1 and bmp2) markers of osteogenic differentiation in MSCs. At the same time, it was downgraded to Lipid LPL. Des and acta2) and myh11 and nse. also down-regulated the gene and protein expression of vinculin. In this paper, we found that the cells on the flat membrane were compared with the cells on the flat membrane by microRNA chip analysis. Microgroove structure can induce differential expression of 18 microRNA in MSCs. Through target gene prediction and literature review, it is speculated that these 18 microRNA may act on cellular signal transduction networks. Different genes are used to regulate the intercellular behavior of MSCs. Several microRNA combinations with the effect of regulating osteogenic differentiation were found to contribute to the trend of osteogenic differentiation induced by the microgroove structure, and several miR-140 miR-214- miR-320 combinations were used to regulate the osteogenic differentiation. The co-transfection of miR-351 and miR-674-5p proved that the combined microRNA was more effective than a single microRNA in promoting osteogenic differentiation. The change pattern of gene expression is more similar to that caused by microgroove structure, so microRNA plays an important role in the interface behavior changes caused by microgroove structure. Moreover, the regulatory effect of multiple microRNA is more significant and robust. Finally, on the basis of the above microRNA studies, we propose to construct a new molecular regulatory pathway to control the migration of smooth muscle cells by microRNA combination in cells. Attempts to provide excellent seed cells for tissue regeneration. In summary, the regulation of microRNA in cellular behavior induced by physical microenvironment is discussed in this paper, which is of great scientific significance in the construction of biological scaffolds and the transformation of seed cells.
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08

【共引文献】

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本文编号：1468231