骨髓间充质干细胞对不同时长应力刺激的力学响应

发布时间：2017-07-26 22:26

  本文关键词：骨髓间充质干细胞对不同时长应力刺激的力学响应

  更多相关文章： 间充质干细胞 机械刺激 弹性模量 原子力显微镜

【摘要】：目的通过检测骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的弹性模量和表征细胞应力纤维结构,研究不同时长应力刺激下MSCs的力学响应特点。方法利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)对体外培养的大鼠MSCs细胞骨架进行高分辨成像,同时使用带有微球的微悬臂实施微区力曲线检测,进针时间分别选择为0.1、0.5、1、5、10 s,计算并比较300 nm压入深度时MSCs的弹性模量。结果大鼠MSCs的细胞骨架呈现致密交联网状结构。细胞弹性模量随应力刺激时长改变而发生明显变化,MSCs在作用时间分别为0.1、0.5、1、5、10 s时各组弹性模量中位数和4分位数(QR)间距分别为10.02(QR=9.66)、1.94(QR=7.71)、3.63(QR=19.33)、17.15(QR=35.13)、23.52 k Pa(QR=34.87)。除刺激时间极短(0.1 s)的情况,细胞弹性模量有随应力刺激时间增长而增大的趋势。结论大鼠MSCs具有完善的力学承载结构,与理想弹性体不同,可对较长时间应力刺激做出主动响应,导致弹性模量上升。研究结果可以为组织工程学通过力学刺激调控MSCs行为的研究提供基础数据。
【作者单位】： 昆明医学院第一附属医院骨科;国家纳米科学中心;
【关键词】： 间充质干细胞 机械刺激 弹性模量 原子力显微镜
【基金】：云南省科技计划项目应用基础研究(昆医联合专项)(2012FB041)
【分类号】：R318.01
【正文快照】： 在体外特定的培养条件下,骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可被诱导分化成为多种功能细胞(如心肌细胞、神经细胞、成骨细胞等),是组织工程学重点研究的种子细胞[1-6]。如何成功诱导MSCs向特定类型细胞分化是实现其应用的关键环节。细胞的生物活性和功能持续受到

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 丁永霞;孙全梅;马玎;李静;吕志珍;张幼仪;韩东;耿力;;宫颈上皮脱落细胞的微尺度力学性质及形貌学研究[J];电子显微学报;2011年03期

2 戚孟春,胡静,邹淑娟,韩力赤,罗恩;大鼠骨髓间充质干细胞和颅骨成骨细胞在张应力下细胞骨架的改变[J];华西口腔医学杂志;2005年02期

3 ;Probe stiffness regulates receptor-ligand bond lifetime under force[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2011年05期

4 韩立赤,胡静,戚孟春,邹淑娟,王大章;大鼠骨髓MSCs体外分离培养及多向分化的实验研究[J];口腔医学研究;2004年02期

5 何学令;姚晓玲;冯贤;邱飞远;李凯;吴江;李良;;力学刺激和成骨化学诱导剂对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的影响[J];医用生物力学;2011年02期

6 于波;朱振安;;力学因素在间充质干细胞构建功能性组织工程化软骨中的作用[J];医用生物力学;2011年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾莹,陈波;两种不同方法分离、培养大鼠骨髓基质干细胞的比较研究[J];贵州医药;2005年10期

2 王宏利;李鹏;刘强;董伟;戚孟春;李金源;;唑来膦酸对破骨细胞生成及Syk基因表达的影响[J];第三军医大学学报;2013年16期

3 Bao-Hua Ji;Bo Huo;;Probing the mechanosensitivity in cell adhesion and migration: Experiments and modeling[J];Acta Mechanica Sinica;2013年04期

4 陈俊佶;赵强;;心肌再生——从实质到间质[J];国际心血管病杂志;2013年05期

5 吴贵生;叶志义;;一种壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底材料的研究[J];功能材料;2013年20期

6 J.Chen;K.E·Wright;M.A.Birch;;Nanoscale viscoelastic properties and adhesion of polydimethylsiloxane for tissue engineering[J];Acta Mechanica Sinica;2014年01期

7 Jenna M.Shapiro;Michelle L.Oyen;;Viscoelastic analysis of single-component and composite PEG and alginate hydrogels[J];Acta Mechanica Sinica;2014年01期

8 李宝龙;龚景海;;细胞骨架力学模型的研究进展[J];四川建筑科学研究;2014年02期

9 张云霞;刘璐;于明航;谢锦各;曾强成;;力学刺激对干细胞增殖分化影响的研究[J];德州学院学报;2014年02期

10 赵义秀;任科峰;李伯超;常皓;计剑;;可控硬度多层膜对肿瘤细胞行为的影响[J];高等学校化学学报;2014年08期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵冰;体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向子宫韧带成纤维细胞分化的研究[D];郑州大学;2012年

2 张蕾;机械牵张和间接共培养诱导骨髓间充质干细胞向韧带细胞分化的体外研究[D];四川大学;2007年

3 黄进;补肾益精法对骨髓间充质干细胞增殖的影响及机理研究[D];广州中医药大学;2010年

4 朱天琦;GDNF和NT-3双基因诱导BMSCs分化为神经样细胞的实验研究[D];华中科技大学;2013年

5 杨舟鑫;CD106是具有强免疫调节功能的胎盘绒毛膜间充质干细胞的标志[D];北京协和医学院;2013年

6 付思祺;皮肤组织扩张与细胞牵拉培养对表皮细胞生长及表达硫氧还蛋白影响的实验研究[D];北京协和医学院;2013年

7 解芳;构建同种异体组织工程骨及修复犬颅骨临界骨缺损的实验研究[D];北京协和医学院;2013年

8 李阳;人脂肪间充质干细胞向雪旺细胞的诱导分化及对外周面神经损伤修复的实验研究[D];北京协和医学院;2013年

9 李佩P;超声联合微泡促HGF修饰BMSCs靶向归巢抗肾纤维化的实验研究[D];第三军医大学;2013年

10 丁可;基因修饰成肌细胞结合可注射温敏凝胶支架构建组织工程骨的实验研究[D];第三军医大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 邢宏力;5-氮胞苷联合流体切应力体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的初步研究[D];山西医科大学;2011年

2 张扬;纯钛表面不同处理对骨髓间充质干细胞矿化的影响[D];河北医科大学;2011年

3 杨春洋;四点弯曲应力刺激对人骨髓间充质干细胞增殖活性的影响[D];大连医科大学;2011年

4 贺雯艳;细胞骨架图像分析处理系统开发[D];浙江大学;2006年

5 夏冰;终丝诱导骨髓间充质干细胞分化为神经样细胞[D];郑州大学;2006年

6 井燕;力学应变对去势骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞分化能力的影响[D];四川大学;2006年

7 邓银栓;过度牵伸载荷所致钙超载/细胞骨架损伤在肌腱病中的作用及其机制[D];第三军医大学;2012年

8 于健;成骨细胞分化过程中相关基因的表达[D];山东大学;2013年

9 李文兵;用形状记忆功能聚合物调节表面微图案的研究[D];西南交通大学;2013年

10 唐小虎;经膀胱2微米激光汽化切除犬前列腺术后尿道再上皮化机制的初步探讨[D];遵义医学院;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吕昌伟,胡蕴玉,白建萍,崔玉明;周期性流体应力刺激对组织工程软骨分化影响的实验研究[J];骨与关节损伤杂志;2003年09期

2 陈国平 ,周征 ,郑翼 ,罗颂椒;成骨样细胞受力后细胞骨架中微丝形态结构变化的初步研究[J];华西口腔医学杂志;2002年03期

3 李冬菊,葛冬霞,吴文超,吴江,李良;去卵巢骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力研究[J];四川大学学报(医学版);2005年03期

4 米贤军;白宝敏;熊小英;万波;彭学呜;钟守军;黄兆华;;宫颈癌及癌前病变筛查方法对比研究[J];医药论坛杂志;2005年24期

5 杨谦;孙润广;;红细胞膜弹性特性的AFM力曲线测量[J];中国科学(C辑:生命科学);2008年11期

6 胡静,邹淑娟,高占巍,李继华;机械牵张对人成骨细胞ALP活性及I型胶原表达的影响[J];口腔颌面外科杂志;2003年01期

7 韩立赤,胡静,戚孟春,邹淑娟,王大章;大鼠骨髓MSCs体外分离培养及多向分化的实验研究[J];口腔医学研究;2004年02期

8 徐青,田秀巧,张会丰;成骨细胞分化产物及其生化标志研究进展[J];临床荟萃;2003年01期

9 李良;李冬菊;吴江;吴文超;陈槐卿;毛咏秋;;骨髓间充质干细胞在去卵巢大鼠骨质疏松发病机理中潜在的作用[J];生物医学工程学杂志;2006年01期

10 井燕;李良;李毅;陈孟诗;吴文超;陈槐卿;刘小菁;;力学应变对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化能力的影响[J];生物医学工程学杂志;2006年03期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董萍;陈菁;张启宽;康建毅;刘海;张良潮;徐诚;;利用有限元研究非贯穿弹道冲击防弹衣后人体躯干的力学响应[J];医用生物力学;2012年03期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 张德海;胡德亮;;沥青加罩水泥砼旧板不同处理方式时力学响应分析[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会学术年会论文集[C];2004年

2 蒋勇;李成现;;非均布荷载作用下沥青路面的力学响应分析[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会学术年会论文集[C];2004年

3 韩勇;向永;代晓淦;韩敦信;何碧;;STEVEN试验中模拟材料D-90031力学响应的数值模拟[A];中国工程物理研究院科技年报（2003）[C];2003年

4 张旭;;基于三晶材料的内禀材料长度研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 卢兴国;张国忠;刘刚;;周期性应变作用下胶凝原油力学响应实验研究[A];流变学进展（2012）——第十一届全国流变学学术会议论文集[C];2012年

6 任会兰;宁建国;;强冲击载荷下氧化铝陶瓷力学特性的实验研究[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 尹益辉;热能沉积作用下板的力学响应与失效的若干问题[D];中国工程物理研究院;2001年

2 谷凡;海底输油软管力学响应研究[D];大连理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曹阳;陡坡急弯路段沥青路面力学响应及其设计方法的研究[D];重庆交通大学;2010年

2 石少刚;施工荷载下盾构隧道管片力学响应分析[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 李建康;车载作用下连续配筋混凝土路面横向裂缝处力学响应研究[D];湖南大学;2014年

4 姚学亮;沥青类路面结构力学响应与检测技术研究[D];山东大学;2007年

5 邓海龙;超薄沥青混凝土路面试验研究与力学响应分析[D];华中科技大学;2007年

6 黄庆泓;非均布荷载作用下沥青路面的力学响应研究[D];南京航空航天大学;2008年

7 许伟;汽车碰撞事故中乘员头颈部生物力学响应的有限元分析和研究[D];湖南大学;2004年

8 徐占磊;基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土路面力学响应与结构设计[D];长安大学;2011年

9 张赛威;关山隧道围岩与支护结构的力学响应与稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2012年

10 王成;寒风垭隧道施工力学响应与稳定性的数值模拟分析[D];重庆交通大学;2009年

，

本文编号：578669