拉伸刺激對(duì)脂肪源干細(xì)胞成骨誘導(dǎo)的影響
發(fā)布時(shí)間:2019-04-03 14:50
【摘要】:背景 原林教授提出的“筋膜學(xué)假說(shuō)”認(rèn)為人體是由尚未分化的非特異性結(jié)締組織(筋膜)支架所構(gòu)成的支持與儲(chǔ)備系統(tǒng)和以已分化功能細(xì)胞為基礎(chǔ)的功能系統(tǒng)所共同構(gòu)成。功能系統(tǒng)在支持與儲(chǔ)備系統(tǒng)支持下維持結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定,支持與儲(chǔ)備系統(tǒng)不斷的為功能系統(tǒng)的細(xì)胞更新和功能活動(dòng)提供源源不斷的細(xì)胞源泉和細(xì)胞活動(dòng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。功能系統(tǒng)是建立在功能細(xì)胞的專能特化基礎(chǔ)上的,而支持與儲(chǔ)備系統(tǒng)的筋膜支架是以干細(xì)胞為核心,通過(guò)分化出各種定向干細(xì)胞,為功能系統(tǒng)的更新提供源源不斷的細(xì)胞補(bǔ)充,并為功能系統(tǒng)的各種細(xì)胞的更新、代謝提供一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。 間充質(zhì)干細(xì)胞(menchymal stem cells)具有自我更新、多向分化的能力。最初是由Friendenstein等發(fā)現(xiàn),且證明其在體外可以分化成為成骨細(xì)胞及脂肪細(xì)胞,而后其它的研究小組發(fā)現(xiàn)骨髓來(lái)源的MSCs不僅可以分化為中胚層來(lái)源的組織,而且可以分化為內(nèi)胚層和外胚層來(lái)源的組織。間充質(zhì)干細(xì)胞的多組織來(lái)源與筋膜結(jié)締組織支架的全身分布是一致的,其縱向、橫向分化的生物學(xué)特性與筋膜學(xué)提出的筋膜結(jié)締組織對(duì)機(jī)體的支持儲(chǔ)備作用也是一致的。ADSCs是筋膜中未分化干細(xì)胞的一種儲(chǔ)備形式。ADSCs具有多分化潛能,能夠跨胚層分化。ADSCs具有低免疫原性,免疫調(diào)節(jié)功能和分泌細(xì)胞因子等能力為異體移植提供了有利條件,使ADSCs成為生物治療的亮點(diǎn)之一;ADSCs分泌細(xì)胞因子抗老化的作用,已經(jīng)被臨床廣泛應(yīng)用。ADSCs不僅可以用來(lái)進(jìn)行各種退行性和衰竭疑難病的替代治療,而且可用來(lái)進(jìn)行輔助的免疫治療。ADSCs可能通過(guò)以下機(jī)制修復(fù)或者重建組織:首先,ADSCs被植入一個(gè)受損的或是壞死的組織,它們能以副分泌的方式分泌出細(xì)胞活素和生長(zhǎng)因子以刺激修復(fù)。ADSCs可以提供抗氧化劑、自由基清除劑、熱休克蛋白等給待修復(fù)組織,從而清除局部環(huán)境中所釋放的有毒物質(zhì),促進(jìn)仍存活的細(xì)胞的修復(fù)。另外,ADSCs可以通過(guò)刺激內(nèi)生性干細(xì)胞補(bǔ)充到待修復(fù)的臟器或自身直接遷移補(bǔ)充到待修復(fù)區(qū)域,以調(diào)節(jié)干細(xì)胞的微環(huán)境,并且促進(jìn)它們沿著需要的方式分化為功能細(xì)胞,從而更新機(jī)體衰老的功能細(xì)胞,維持機(jī)體平衡。 組織和細(xì)胞的生理行為是受到物理刺激和化學(xué)因素等調(diào)控的。對(duì)骨組織的研究表明,適宜的力學(xué)刺激可引起骨質(zhì)量和骨密度的增加,而長(zhǎng)期的失重或臥床則能導(dǎo)致骨質(zhì)量的損失。此外由于在不同的力學(xué)條件下,骨細(xì)胞數(shù)量和基質(zhì)合成能力發(fā)生變化、從而引起骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變。許多離體實(shí)驗(yàn)已證實(shí),應(yīng)力的種類、頻率、大小和時(shí)間等諸多因素都會(huì)影響成骨細(xì)胞的生化響應(yīng)。 目的 1、分離培養(yǎng)SD大鼠的ADSCs,并進(jìn)行表面標(biāo)志CD11b、CD2、CD45、CD49d、CD90和CD106的檢測(cè),進(jìn)行成骨成脂誘導(dǎo)檢測(cè)多向分化能力。 2、對(duì)SD大鼠和Wistar大鼠的腹股溝皮下脂肪墊進(jìn)行ADSCs體外分離培養(yǎng),并進(jìn)行成脂肪誘導(dǎo)和成骨誘導(dǎo)分化,比較2種常用大鼠ADSCs的誘導(dǎo)分化能力,為進(jìn)一步利用ADSCs進(jìn)行相關(guān)研究和應(yīng)用提供依據(jù)。 3、為了探討拉伸刺激對(duì)ADSCs增殖和生長(zhǎng)的影響,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制的Flexcell FX-5000柔性基底加載系統(tǒng)探討低頻率拉伸刺激對(duì)ADSCs成骨定向誘導(dǎo)過(guò)程的增殖動(dòng)力學(xué)變化,為深入研究力學(xué)信號(hào)對(duì)ADSCs增殖、生長(zhǎng)、分化等的調(diào)控提供初步的實(shí)驗(yàn)資料。 方法 1、取成年大鼠腹股溝脂肪墊,酶消化法分離、培養(yǎng)筋膜結(jié)締組織脂肪源干細(xì)胞。通過(guò)形態(tài)學(xué)、功能學(xué)、流式細(xì)胞術(shù)鑒定非特異性筋膜結(jié)締組織源細(xì)胞是否符合間充質(zhì)干細(xì)胞的特性,以判斷非特異性筋膜結(jié)締組織中是否含有間充質(zhì)干細(xì)胞。 2、無(wú)菌條件下取SD大鼠和Wistar大鼠腹股溝脂肪墊,分離培養(yǎng)脂肪源干細(xì)胞。分別取兩種來(lái)源的第4代ADSCS進(jìn)行成骨和成脂誘導(dǎo)分化。 3、取第4代ADCSs接種于被Ⅰ型膠原的Bioflex 6孔培養(yǎng)板上,用骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng);拉伸組和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組均分別每天拉伸加載刺激,其余時(shí)間放在同一普通培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng),空白對(duì)照組不進(jìn)行拉伸刺激和成骨誘導(dǎo)。分別在2d、4d、8d、16d加載后酶標(biāo)儀法檢測(cè)各組ADSCs的堿性磷酸酶(AKP)活性。分別在2d、4d、8d、16d加載后各組培養(yǎng)孔堿性磷酸酶(AKP)重氮鹽法染色。 結(jié)果 1、非特異筋膜結(jié)締組織源細(xì)胞具有長(zhǎng)梭形、多角形的形態(tài)學(xué)特征,可以形成細(xì)胞集落,體外誘導(dǎo)可以分化成成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞。 2、兩個(gè)種屬的大鼠均能獲得ADSCs,原代細(xì)胞和傳至4代細(xì)胞在倒置顯微鏡下觀察,形態(tài)無(wú)明顯差異。對(duì)SD大鼠和Wistar大鼠腹股溝脂肪墊第4代的ADSCs進(jìn)行成骨和成脂誘導(dǎo)分化,經(jīng)誘導(dǎo)后都能向成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化。 3、牽拉后第2天細(xì)胞的AKP活性即高于空白對(duì)照組。隨著細(xì)胞數(shù)目的增加,AKP活性相應(yīng)增強(qiáng),細(xì)胞數(shù)目達(dá)高峰后;AKP活性趨于平穩(wěn)。拉伸組堿性磷酸酶染色陽(yáng)性細(xì)胞在拉伸刺激后明顯多于實(shí)驗(yàn)對(duì)照組,但隨著誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),拉伸組AKP染色陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)目與實(shí)驗(yàn)對(duì)照組變得接近,但均高于空白對(duì)照組。 結(jié)論 1、筋膜結(jié)締組織脂肪源干細(xì)胞具有長(zhǎng)梭形、多角形的形態(tài)學(xué)特征,可以形成細(xì)胞集落,與其它組織來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞無(wú)明顯差別;細(xì)胞表面標(biāo)記物檢測(cè)中,4代貼壁ADSCs特異性表面標(biāo)志物CD90、CD29表達(dá)率分別為90%以上,而CD49d、CD11b、CD45陰性表達(dá),而CD106弱表達(dá)陽(yáng)性;該細(xì)胞經(jīng)定向誘導(dǎo)后可以成骨、成脂肪,與間充質(zhì)干細(xì)胞多向分化的功能一致。可以判斷在發(fā)育成熟大鼠的筋膜結(jié)締組織中存在未分化間充質(zhì)干細(xì)胞。 2、從SD大鼠和Wistar大鼠腹股溝脂肪墊獲取的ADSCs均具有向成骨和成脂肪分化能力,從兩種品系大鼠皮下能獲得穩(wěn)定的原代ADSCs后,均能迅速擴(kuò)增獲得大量成體干細(xì)胞,采用SD大鼠或者Wistar大鼠獲取ADSCs均是可行的。 3、拉伸應(yīng)力刺激能促進(jìn)體外培養(yǎng)ADSCs向成骨方向分化的激活、增殖及堿性磷酸酶的分泌,也就是說(shuō)拉伸應(yīng)力可以促進(jìn)ADSCs向成骨方向分化。拉伸組堿性磷酸酶染色陽(yáng)性細(xì)胞在拉伸刺激后明顯多于對(duì)照組,但隨著誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),拉伸組AKP染色陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)目與實(shí)驗(yàn)對(duì)照組逐漸接近,但均高于空白組,具有顯著性差異。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類號(hào)】:R329
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類號(hào)】:R329
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):2453301
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