本文選題：再生醫(yī)學(xué) + 干細(xì)胞分化��； 參考：《復(fù)旦大學(xué)》2010年博士論文

【摘要】： 調(diào)控細(xì)胞行為、尤其細(xì)胞黏附和干細(xì)胞分化是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究重點(diǎn),涉及到細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科知識(shí)。迄今已有許多研究考察了生物材料模擬細(xì)胞外基質(zhì)的物理、化學(xué)等特性去控制細(xì)胞的黏附,進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的生命活動(dòng)。但對(duì)細(xì)胞與細(xì)胞之間接觸如何影響干細(xì)胞分化的研究則相對(duì)很少,已有研究的結(jié)論也有待確證,且不能定量給出接觸程度與分化程度之間的關(guān)系。這并非因?yàn)榧?xì)胞間接觸對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)不重要,在很大程度上是由于缺乏必要的研究技術(shù)手段,很難排除細(xì)胞密度變化導(dǎo)致的細(xì)胞自身分泌的因子濃度變化等因素的干擾。 傳統(tǒng)的細(xì)胞研究方式,比如在培養(yǎng)板上研究細(xì)胞,難以克服細(xì)胞遷移等問(wèn)題,新發(fā)展起來(lái)的微圖案技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞定位,有助于研究細(xì)胞間接觸等影響細(xì)胞生命活動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題。本論文嘗試了多種微圖案制備方法,最終從中尋找到了一種能長(zhǎng)時(shí)間阻止細(xì)胞遷移的微圖案。我們以此首次定量考察了細(xì)胞接觸程度對(duì)于干細(xì)胞定向分化的影響。我們的這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法,以及細(xì)胞研究結(jié)論不僅豐富了細(xì)胞學(xué)知識(shí),也為細(xì)胞學(xué)研究提供了新的手段和途徑；對(duì)再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里面諸如組織修復(fù)材料的設(shè)計(jì)、干細(xì)胞調(diào)控等提供了一些基本的實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)。 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究包括以下幾方面： 1.嘗試了多種微圖案制備方法,包括在PLGA膜上制備微拓?fù)湫蚊�、PEG接枝表面制備有細(xì)胞黏附反差的化學(xué)微圖案、PEG水凝膠形成的微凹坑圖案、PEG水凝膠表面的化學(xué)微圖案等。每種方法都反復(fù)摸索了詳細(xì)的制備條件,根據(jù)細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn),從中確定了PEG水凝膠表面的化學(xué)微圖案能夠長(zhǎng)時(shí)間控制細(xì)胞黏附位置,特別是阻止了細(xì)胞的遷移等運(yùn)動(dòng),為后續(xù)的干細(xì)胞研究奠定了基礎(chǔ)。其它幾種方法制備的微圖案,盡管不能長(zhǎng)時(shí)間限制細(xì)胞的黏附位置,但也有各自的特點(diǎn),適合于相應(yīng)的細(xì)胞研究,例如微拓?fù)湫蚊部梢哉{(diào)節(jié)細(xì)胞鋪展；PEG接枝的表面可以考察短時(shí)間內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)、黏附、遷移等問(wèn)題。 2.建立了利用光學(xué)顯微鏡照片分析細(xì)胞內(nèi)堿性磷酸酶活性的半定量分析方法。骨髓基質(zhì)干細(xì)胞被定位在微圖案上后成骨分化,但在同一微圖案上面存在不同的細(xì)胞接觸狀況,比如有的細(xì)胞處于孤立狀態(tài)；有的接觸了一個(gè)細(xì)胞；有的接觸了兩個(gè),乃至多個(gè)不等的細(xì)胞,它們的成骨分化程度存在差異,卻又難以用直接測(cè)吸光度的方法來(lái)判別。比照分光光度法,我們通過(guò)染色、拍照,測(cè)量細(xì)胞灰度值,并根據(jù)吸光值計(jì)算公式,定量分析了不同細(xì)胞接觸情況下的干細(xì)胞成骨分化水平。雖然我們是針對(duì)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化所建立的分析方法,但這個(gè)方法同樣適用于其它的,能夠通過(guò)染色來(lái)定性、定量分析的研究中。 3.利用之前確定的微圖案制備技術(shù)以及建立的半定量分析方法,我們考察了細(xì)胞接觸對(duì)大鼠骨髓基質(zhì)干細(xì)胞成骨分化和成脂分化的影響。我們?cè)谕换撞牧媳砻胬貌煌じ綀A島導(dǎo)致不同細(xì)胞接觸程度的技術(shù)排除了細(xì)胞密度變化導(dǎo)致因子濃度不同等因素的干擾。我們的結(jié)論確證了細(xì)胞接觸能夠促進(jìn)干細(xì)胞定向分化,并首次發(fā)現(xiàn)這種促進(jìn)作用與細(xì)胞接觸程度成正比。我們還發(fā)現(xiàn)縫隙連接是相關(guān)細(xì)胞接觸的重要因素,但并非唯一因素。
[Abstract]:Regulation of cell behavior, especially cell adhesion and stem cell differentiation, is a research focus in the field of regenerative medicine. It involves the knowledge of cell biology, medicine and material science. So far, many studies have studied the physical, chemical and chemical properties of biomaterials to control cell adhesion to control cell life. But there are few studies on how cell and cell contact affect stem cell differentiation. The conclusion of the study has yet to be confirmed, and the relationship between the degree of contact and the degree of differentiation can not be quantified. This is not due to the lack of intercellular contact to cell life activity, to a large extent, due to the lack of necessary research. By means of technology, it is difficult to exclude the interference of factors such as the concentration of cytokines secreted by cell density changes.
The traditional method of cell research, such as studying cells on the culture plate, is difficult to overcome cell migration. The newly developed micro pattern technology can realize cell location and help to study the intercellular contact and other related problems that affect cell life activity. A micro pattern that prevents cell migration for a long time. For the first time, we examine the effect of cell contact on the directional differentiation of stem cells. Our experimental techniques and methods, as well as the conclusions of cell research not only enrich the knowledge of cytology, but also provide new means and ways for the study of cytology. Some basic experimental and theoretical knowledge is provided in the field of learning such as tissue repair materials design, stem cell regulation and so on.
The main innovative research in this paper includes the following aspects:
1. a variety of micro pattern preparation methods, including the preparation of microtopologies on the PLGA membrane, the preparation of chemical micropatterns with cell adhesion contrast, the micropits pattern formed by the PEG hydrogel and the chemical micropatterns on the surface of the PEG hydrogel, were prepared on the PEG graft surface. It is determined that the chemical micropatterns on the surface of the PEG hydrogel can control the cell adhesion for a long time, especially to prevent the migration of cells, which lays the foundation for the subsequent research of stem cells. The micropatterns made by other methods, although not long time limit the adhesion of cells, have their own characteristics, suitable for the phase. Cell research, such as micro topology, can regulate cell spreading. The surface of PEG grafted can be used to investigate cell morphology, adhesion and migration in a short time.
2. a semi quantitative analysis method was established to analyze the activity of alkaline phosphatase in cells by a photo microscope. The bone marrow stromal cells were differentiated into bone after being located on the micropatterns, but there were different cell contact conditions on the same micro pattern, such as some cells were in isolation; some were exposed to a cell; some were connected. Two, and even many different cells, the differentiation degree of their osteogenesis is different, but it is difficult to discriminate by direct measurement of absorbency. Although we are an analytical method for osteogenic differentiation of bone marrow stromal cells, this method is also applicable to other studies that can be qualitatively and quantitatively analyzed by dyeing.
3. the effects of cell contact on osteogenesis and lipid differentiation of bone marrow stromal cells in rats were investigated by using previously determined micro pattern preparation techniques and semi quantitative analysis methods. Our conclusions confirm that cell contact can promote stem cell differentiation, and that this promotion is in proportion to the degree of cell contact for the first time. We also found that gap junction is an important factor in cell contact, but it is not the only factor.
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R329

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本文編號(hào)：1941560