氧化鐵納米顆粒協(xié)助促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-16 22:18
組織與器官的損傷后修復(fù)與功能重建是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的重大課題,隨著干細(xì)胞技術(shù)和生物材料科學(xué)的發(fā)展,再生醫(yī)學(xué)與組織工程領(lǐng)域備受關(guān)注。通過(guò)組織工程將種子細(xì)胞引入受損部位,在支架材料的引導(dǎo)與支持下,促進(jìn)缺損部位的再生與修復(fù)。間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是一種多能干細(xì)胞,具有多向分化潛能,在不同的誘導(dǎo)條件下能夠分化成多種不同的間質(zhì)細(xì)胞,如成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成肌細(xì)胞等。MSCs存在于多種組織中,并且在組織的損傷修復(fù)過(guò)程中起著重要的作用,其中骨髓來(lái)源MSCs的成骨分化是骨缺損后修復(fù)重建過(guò)程中成骨細(xì)胞的重要來(lái)源之一。已有大量研究報(bào)道磁場(chǎng)能促進(jìn)骨損傷的修復(fù),同時(shí)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)磁性骨支架材料的研究進(jìn)展迅速,然而目前關(guān)于磁性材料是否能影響、如何影響MSCs的分化能力知之甚少。在本文的研究中,我們使用本課題組自主研發(fā)的、可用于臨床的超順磁性氧化鐵納米顆粒(Iron oxide nanoparticles,IONPs),研究其對(duì)人骨髓來(lái)源MSCs的作用及相關(guān)機(jī)理,期望為氧化鐵納米顆粒用于骨組織再生修復(fù)治療的進(jìn)一步研究提供指導(dǎo)。具體來(lái)說(shuō),主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1)...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:149 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
造血干細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞分化示意圖(http://stemcells.nih.gov/)
東南大學(xué)博士學(xué)位論文CD14(CD11b) 、CD79a(CD19)和 HLA-DR 在內(nèi)的表面標(biāo)志物;第三,它們必須具備在體外分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞的多重分化潛能。除此之外,MSCs還可以分化成包括肌細(xì)胞、肌腱細(xì)胞和韌帶細(xì)胞在內(nèi)的多種特殊的細(xì)胞類(lèi)型[39]。MSCs具有極強(qiáng)的可塑性,例如骨髓來(lái)源的細(xì)胞能分化為成另一種中胚層來(lái)源的組織,如骨骼肌或心肌[40]; 此外,MSCs 可分化成內(nèi)胚層表型,如肝細(xì)胞樣[41,42];還可分化為上皮細(xì)胞表型,比如視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、皮脂腺細(xì)胞、皮膚上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞[43-46]。
1.2.3 MSCs 與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用如何在實(shí)現(xiàn) MSCs 體外的大規(guī)模培養(yǎng)的同時(shí)保持細(xì)胞群體的高質(zhì)量,是干細(xì)胞研究成果應(yīng)用于臨床治療面對(duì)的首要問(wèn)題[39]。MSCs 體外培養(yǎng)的環(huán)境與體內(nèi)大不相同,因此我們有必要認(rèn)識(shí) MSCs 的體內(nèi)微環(huán)境,主要包括細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和調(diào)控因子兩部分[58](圖 1.3)。ECM 是高度復(fù)雜的天然支架,成分包括膠原、層粘連蛋白、纖維連接蛋白、彈性蛋白和蛋白聚糖等[59]。研究表明 ECM 不僅只是用來(lái)錨定和支持細(xì)胞的三維蛋白支架,ECM 不同的化學(xué)、力學(xué)和形貌性質(zhì)會(huì)讓細(xì)胞產(chǎn)生特定的應(yīng)答[60],影響細(xì)胞的自我更新、黏附、遷移和分化等生命過(guò)程[61]。生長(zhǎng)在 ECM 上的 MSCs 還會(huì)接觸到微環(huán)境中恒定濃度梯度的細(xì)胞生長(zhǎng)因子,這些生長(zhǎng)因子以溶解、黏附或化學(xué)連接等形式與ECM 結(jié)合,它們的釋放被嚴(yán)密地調(diào)控著,從而調(diào)控細(xì)胞的定向分化[62]。而 MSCs 的體外培養(yǎng)通常使用二維的、剛性的、非結(jié)構(gòu)化的表面,并依賴于在培養(yǎng)基中添加多種生長(zhǎng)因子的混合物來(lái)調(diào)控干細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化[63]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Modern trends in animal venom research-omics and nanomaterials[J]. Yuri N Utkin. World Journal of Biological Chemistry. 2017(01)
[2]磁性納米顆粒層層自組裝膜對(duì)原代小鼠骨髓細(xì)胞的生長(zhǎng)促進(jìn)作用(英文)[J]. 劉璇,張捷,唐詩(shī)佳,孫劍飛,婁志超,楊燕,王鵬,李艷,顧寧. 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]超聲微氣泡介導(dǎo)磁性納米顆粒傳輸及其細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激響應(yīng)的研究(英文)[J]. 楊芳,李明熹,崔花婷,王團(tuán)團(tuán),陳忠文,王澤遠(yuǎn),宋麗娜,顧竹笑,張宇,顧寧. Science China Materials. 2015(06)
本文編號(hào):3593525
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:149 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
造血干細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞分化示意圖(http://stemcells.nih.gov/)
東南大學(xué)博士學(xué)位論文CD14(CD11b) 、CD79a(CD19)和 HLA-DR 在內(nèi)的表面標(biāo)志物;第三,它們必須具備在體外分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞的多重分化潛能。除此之外,MSCs還可以分化成包括肌細(xì)胞、肌腱細(xì)胞和韌帶細(xì)胞在內(nèi)的多種特殊的細(xì)胞類(lèi)型[39]。MSCs具有極強(qiáng)的可塑性,例如骨髓來(lái)源的細(xì)胞能分化為成另一種中胚層來(lái)源的組織,如骨骼肌或心肌[40]; 此外,MSCs 可分化成內(nèi)胚層表型,如肝細(xì)胞樣[41,42];還可分化為上皮細(xì)胞表型,比如視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、皮脂腺細(xì)胞、皮膚上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞[43-46]。
1.2.3 MSCs 與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用如何在實(shí)現(xiàn) MSCs 體外的大規(guī)模培養(yǎng)的同時(shí)保持細(xì)胞群體的高質(zhì)量,是干細(xì)胞研究成果應(yīng)用于臨床治療面對(duì)的首要問(wèn)題[39]。MSCs 體外培養(yǎng)的環(huán)境與體內(nèi)大不相同,因此我們有必要認(rèn)識(shí) MSCs 的體內(nèi)微環(huán)境,主要包括細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和調(diào)控因子兩部分[58](圖 1.3)。ECM 是高度復(fù)雜的天然支架,成分包括膠原、層粘連蛋白、纖維連接蛋白、彈性蛋白和蛋白聚糖等[59]。研究表明 ECM 不僅只是用來(lái)錨定和支持細(xì)胞的三維蛋白支架,ECM 不同的化學(xué)、力學(xué)和形貌性質(zhì)會(huì)讓細(xì)胞產(chǎn)生特定的應(yīng)答[60],影響細(xì)胞的自我更新、黏附、遷移和分化等生命過(guò)程[61]。生長(zhǎng)在 ECM 上的 MSCs 還會(huì)接觸到微環(huán)境中恒定濃度梯度的細(xì)胞生長(zhǎng)因子,這些生長(zhǎng)因子以溶解、黏附或化學(xué)連接等形式與ECM 結(jié)合,它們的釋放被嚴(yán)密地調(diào)控著,從而調(diào)控細(xì)胞的定向分化[62]。而 MSCs 的體外培養(yǎng)通常使用二維的、剛性的、非結(jié)構(gòu)化的表面,并依賴于在培養(yǎng)基中添加多種生長(zhǎng)因子的混合物來(lái)調(diào)控干細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化[63]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Modern trends in animal venom research-omics and nanomaterials[J]. Yuri N Utkin. World Journal of Biological Chemistry. 2017(01)
[2]磁性納米顆粒層層自組裝膜對(duì)原代小鼠骨髓細(xì)胞的生長(zhǎng)促進(jìn)作用(英文)[J]. 劉璇,張捷,唐詩(shī)佳,孫劍飛,婁志超,楊燕,王鵬,李艷,顧寧. 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]超聲微氣泡介導(dǎo)磁性納米顆粒傳輸及其細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激響應(yīng)的研究(英文)[J]. 楊芳,李明熹,崔花婷,王團(tuán)團(tuán),陳忠文,王澤遠(yuǎn),宋麗娜,顧竹笑,張宇,顧寧. Science China Materials. 2015(06)
本文編號(hào):3593525
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