本文關(guān)鍵詞：復(fù)合納米釕促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化及其機(jī)制的研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合納米釕 間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs) 細(xì)胞毒性 細(xì)胞標(biāo)記 成骨分化 BMP信號通路 Akt信號通路

【摘要】：目前全世界二百萬以上的移植手術(shù)用于修復(fù)骨損傷,包括同體異體骨移植,因此骨移植替代物(BGSs)的發(fā)展尤為重要。理想的BGSs可提供四種成分:(1)骨傳導(dǎo)基質(zhì),為骨形成提供基質(zhì)或支架;(2)骨誘導(dǎo)因子,材料能夠誘導(dǎo)外組織的骨形成;(3)骨原細(xì)胞,如干細(xì)胞和成熟的成骨細(xì)胞,能夠產(chǎn)生新的骨基質(zhì);(4)骨整合,材料能夠結(jié)合未形成終結(jié)纖維組織的宿主組織。為衡量BGSs的潛能,體外研究BGSs對干細(xì)胞增殖、成骨分化的影響。間充質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞(MSCs)可以很容易地分離和擴(kuò)增,誘導(dǎo)其分化為成骨細(xì)胞,軟骨細(xì)胞,脂肪細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞,引起干細(xì)胞療法和組織工程的關(guān)注。成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞均來源于MSCs,兩者可以相互轉(zhuǎn)化,存在著此消彼長的關(guān)系。通過抑制脂肪生成,增加成骨生成來預(yù)防或治療骨質(zhì)疏松。一些納米材料體外調(diào)節(jié)MSCs的自我更新和分化。但這些已知的材料存在一些缺點(diǎn),如缺乏骨誘導(dǎo)性能,處理能力差,降解不充分�；谏鲜鲅芯勘尘�,本文合成了4種納米材料,系統(tǒng)研究了它們與MSCs的相互作用,旨在尋找能應(yīng)用于骨再生的釕納米藥物。全文共分為三個部分。第一章,簡要介紹了MSCs的發(fā)現(xiàn),表型,分化能力以及組織修復(fù),重點(diǎn)介紹了目前納米材料應(yīng)用于干細(xì)胞療法和骨組織工程,并闡述了本課題的選題目的和意義。第二章,合成納米釕(Ru NPs)和γ-Fe2O3表面包覆釕納米粒子(Fe2O3@Ru),在兩種納米粒子對MSCs無毒的濃度下,研究了其對MSCs分化的影響,茜素紅,油紅O染色,流式表型標(biāo)記和掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果表明Ru NPs和Fe2O3@Ru誘導(dǎo)MSCs分化為成骨細(xì)胞,其中Fe2O3@Ru效果最顯著,能夠促進(jìn)MSCs成骨分化,抑制成脂分化。Q-PCR和Western blot說明Fe2O3@Ru與細(xì)胞質(zhì)中的蛋白作用,激活BMP信號通路,上調(diào)成骨轉(zhuǎn)錄因子Runx2,進(jìn)而上調(diào)早期分化Colα1和BMP、晚期分化ALP和OCN成骨標(biāo)記基因的表達(dá),下調(diào)成脂轉(zhuǎn)錄因子PPARγ的表達(dá)。另外,Fe2O3@Ru使CD44,CD73和CD105的表達(dá)量減少。第三章,合成了具有生物相容性的氨基化二氧化硅納米粒子(Si O2-NH2)和二氧化硅表面包覆釕納米粒子(Si O2@Ru)。通過一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Si O2-NH2和Si O2@Ru在缺少骨誘導(dǎo)因子(例如,地塞米松)條件下,誘導(dǎo)干細(xì)胞成骨分化,其中Si O2@Ru效果更顯著。TEM結(jié)果表明Si O2@Ru與細(xì)胞質(zhì)中的蛋白相互作用,進(jìn)而激活某種信號通路。Si O2@Ru上調(diào)MSCs成骨基因OCN、OPN和Runx2的表達(dá),并且Si O2@Ru激活A(yù)kt信號通路,進(jìn)而促進(jìn)MSCs增殖和成骨分化。因此Si O2@Ru有應(yīng)用于骨再生的潛能。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合納米釕 間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs) 細(xì)胞毒性 細(xì)胞標(biāo)記 成骨分化 BMP信號通路 Akt信號通路
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08;O614.821;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-29
• 1.1 引言9-10
• 1.2 間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCS)10-12
• 1.2.1 MSCs的發(fā)現(xiàn)10
• 1.2.2 MSCs的體外特征10-11
• 1.2.3 MSCs的體外分化11
• 1.2.4 MSCs用于組織修復(fù)11-12
• 1.3 納米材料用于干細(xì)胞療法和骨組織工程12-21
• 1.3.1 無機(jī)納米粒子12-17
• 1.3.2 碳納米材料17-19
• 1.3.3 納米纖維19-21
• 1.4 本課題的選題意義和研究目的21-23
• 參考文獻(xiàn)23-29
• 第二章 磁性納米粒子促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化及MRI示蹤29-53
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-36
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑29-32
• 2.2.2 細(xì)胞株32
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法32-36
• 2.3 結(jié)果與討論36-47
• 2.3.1 RuNPs和Fe_2O_3@Ru的制備和表征36-38
• 2.3.2 RuNPs和Fe_2O_3@Ru對MSCs的毒性38-40
• 2.3.3 Fe_2O_3@Ru體外標(biāo)記MSCs40-41
• 2.3.4 RuNPs和Fe_2O_3@Ru對MSCs成骨及成脂分化的影響41-42
• 2.3.5 表面標(biāo)志物的表達(dá)42-43
• 2.3.6 掃描電子顯微鏡(SEM)43-44
• 2.3.7 定量PCR，，RT-PCR分析成骨和成脂特異性基因的表達(dá)44-45
• 2.3.8 Western blot分析BMP信號通路45-46
• 2.3.9 免疫熒光染色46-47
• 2.4 小結(jié)47-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 第三章 功能化納米釕促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化及Akt信號通路的研究53-72
• 3.1 引言53-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54-58
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑54
• 3.2.2 細(xì)胞株54
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法54-58
• 3.3 結(jié)果與討論58-68
• 3.3.1 SiO_2@Ru納米的制備和表征58-59
• 3.3.2 SiO_2-NH_2和SiO_2@Ru對MSCs存活率的影響59-61
• 3.3.3 SiO_2-NH_2和SiO_2@Ru對細(xì)胞形貌的影響61-62
• 3.3.4 透射電子顯微鏡定位細(xì)胞內(nèi)的SiO_2@Ru62-63
• 3.3.5 SiO_2-NH_2和SiO_2@Ru對MSCs成骨分化的影響63-65
• 3.3.6 實(shí)時定量PCR檢測成骨基因的表達(dá)65-66
• 3.3.7 Akt信號通路分析66-68
• 3.4 本章小結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 研究展望72-73
• 碩士期間論文發(fā)表73-74
• 致謝74

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1024437