氧化铁纳米颗粒协助促进间充质干细胞成骨分化效应研究
发布时间：2022-01-16 22:18
组织与器官的损伤后修复与功能重建是医学领域研究的重大课题,随着干细胞技术和生物材料科学的发展,再生医学与组织工程领域备受关注。通过组织工程将种子细胞引入受损部位,在支架材料的引导与支持下,促进缺损部位的再生与修复。间充质干细胞（Mesenchymal stem cells,MSCs）是一种多能干细胞,具有多向分化潜能,在不同的诱导条件下能够分化成多种不同的间质细胞,如成骨细胞、脂肪细胞、成肌细胞等。MSCs存在于多种组织中,并且在组织的损伤修复过程中起着重要的作用,其中骨髓来源MSCs的成骨分化是骨缺损后修复重建过程中成骨细胞的重要来源之一。已有大量研究报道磁场能促进骨损伤的修复,同时近年来国内外有关磁性骨支架材料的研究进展迅速,然而目前关于磁性材料是否能影响、如何影响MSCs的分化能力知之甚少。在本文的研究中,我们使用本课题组自主研发的、可用于临床的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（Iron oxide nanoparticles,IONPs）,研究其对人骨髓来源MSCs的作用及相关机理,期望为氧化铁纳米颗粒用于骨组织再生修复治疗的进一步研究提供指导。具体来说,主要工作包括以下几个方面:（1）...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
造血干细胞与间质细胞分化示意图（http://stemcells.nih.gov/）
东南大学博士学位论文CD14（CD11b） 、CD79a（CD19）和 HLA-DR 在内的表面标志物；第三，它们必须具备在体外分化为成骨细胞、脂肪细胞和成软骨细胞的多重分化潜能。除此之外，MSCs还可以分化成包括肌细胞、肌腱细胞和韧带细胞在内的多种特殊的细胞类型[39]。MSCs具有极强的可塑性，例如骨髓来源的细胞能分化为成另一种中胚层来源的组织，如骨骼肌或心肌[40]； 此外，MSCs 可分化成内胚层表型，如肝细胞样[41,42]；还可分化为上皮细胞表型，比如视网膜色素上皮细胞、皮脂腺细胞、皮肤上皮细胞和肾小管上皮细胞[43-46]。
1.2.3 MSCs 与细胞外基质的相互作用如何在实现 MSCs 体外的大规模培养的同时保持细胞群体的高质量，是干细胞研究成果应用于临床治疗面对的首要问题[39]。MSCs 体外培养的环境与体内大不相同，因此我们有必要认识 MSCs 的体内微环境，主要包括细胞外基质（ECM）和调控因子两部分[58]（图 1.3）。ECM 是高度复杂的天然支架，成分包括胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白、弹性蛋白和蛋白聚糖等[59]。研究表明 ECM 不仅只是用来锚定和支持细胞的三维蛋白支架，ECM 不同的化学、力学和形貌性质会让细胞产生特定的应答[60]，影响细胞的自我更新、黏附、迁移和分化等生命过程[61]。生长在 ECM 上的 MSCs 还会接触到微环境中恒定浓度梯度的细胞生长因子，这些生长因子以溶解、黏附或化学连接等形式与ECM 结合，它们的释放被严密地调控着，从而调控细胞的定向分化[62]。而 MSCs 的体外培养通常使用二维的、刚性的、非结构化的表面，并依赖于在培养基中添加多种生长因子的混合物来调控干细胞的生长和分化[63]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modern trends in animal venom research-omics and nanomaterials[J]. Yuri N Utkin. World Journal of Biological Chemistry. 2017(01)
[2]磁性纳米颗粒层层自组装膜对原代小鼠骨髓细胞的生长促进作用（英文）[J]. 刘璇,张捷,唐诗佳,孙剑飞,娄志超,杨燕,王鹏,李艳,顾宁. Science China Materials. 2016(11)
[3]TGF-β and BMP signaling in osteoblast,skeletal development,and bone formation,homeostasis and disease[J]. Mengrui Wu,Guiqian Chen,Yi-Ping Li. Bone Research. 2016(01)
[4]超声微气泡介导磁性纳米颗粒传输及其细胞内氧化应激响应的研究（英文）[J]. 杨芳,李明熹,崔花婷,王团团,陈忠文,王泽远,宋丽娜,顾竹笑,张宇,顾宁. Science China Materials. 2015(06)
本文编号：3593525
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
造血干细胞与间质细胞分化示意图（http://stemcells.nih.gov/）
东南大学博士学位论文CD14（CD11b） 、CD79a（CD19）和 HLA-DR 在内的表面标志物；第三，它们必须具备在体外分化为成骨细胞、脂肪细胞和成软骨细胞的多重分化潜能。除此之外，MSCs还可以分化成包括肌细胞、肌腱细胞和韧带细胞在内的多种特殊的细胞类型[39]。MSCs具有极强的可塑性，例如骨髓来源的细胞能分化为成另一种中胚层来源的组织，如骨骼肌或心肌[40]； 此外，MSCs 可分化成内胚层表型，如肝细胞样[41,42]；还可分化为上皮细胞表型，比如视网膜色素上皮细胞、皮脂腺细胞、皮肤上皮细胞和肾小管上皮细胞[43-46]。
1.2.3 MSCs 与细胞外基质的相互作用如何在实现 MSCs 体外的大规模培养的同时保持细胞群体的高质量，是干细胞研究成果应用于临床治疗面对的首要问题[39]。MSCs 体外培养的环境与体内大不相同，因此我们有必要认识 MSCs 的体内微环境，主要包括细胞外基质（ECM）和调控因子两部分[58]（图 1.3）。ECM 是高度复杂的天然支架，成分包括胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白、弹性蛋白和蛋白聚糖等[59]。研究表明 ECM 不仅只是用来锚定和支持细胞的三维蛋白支架，ECM 不同的化学、力学和形貌性质会让细胞产生特定的应答[60]，影响细胞的自我更新、黏附、迁移和分化等生命过程[61]。生长在 ECM 上的 MSCs 还会接触到微环境中恒定浓度梯度的细胞生长因子，这些生长因子以溶解、黏附或化学连接等形式与ECM 结合，它们的释放被严密地调控着，从而调控细胞的定向分化[62]。而 MSCs 的体外培养通常使用二维的、刚性的、非结构化的表面，并依赖于在培养基中添加多种生长因子的混合物来调控干细胞的生长和分化[63]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modern trends in animal venom research-omics and nanomaterials[J]. Yuri N Utkin. World Journal of Biological Chemistry. 2017(01)
[2]磁性纳米颗粒层层自组装膜对原代小鼠骨髓细胞的生长促进作用（英文）[J]. 刘璇,张捷,唐诗佳,孙剑飞,娄志超,杨燕,王鹏,李艳,顾宁. Science China Materials. 2016(11)
[3]TGF-β and BMP signaling in osteoblast,skeletal development,and bone formation,homeostasis and disease[J]. Mengrui Wu,Guiqian Chen,Yi-Ping Li. Bone Research. 2016(01)
[4]超声微气泡介导磁性纳米颗粒传输及其细胞内氧化应激响应的研究（英文）[J]. 杨芳,李明熹,崔花婷,王团团,陈忠文,王泽远,宋丽娜,顾竹笑,张宇,顾宁. Science China Materials. 2015(06)
本文编号：3593525
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