基材弹性模量对兔纤维环源干细胞和骨髓间充质干细胞分化调控的比较研究

摘要

目的：分离培养兔纤维环源干细胞（Annulus Fibrosus-derived Stem Cells, AFSCs）和骨髓间充质干细胞（Bone marrow Mesenchymal Stem Cells, BMSCs），制备出具备不同弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架；探讨基材弹性模量对两种干细胞分化的调控，并比较两种干细胞在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上向接近纤维环径向各区域细胞分化的能力。
　　方法：获取同一只6月龄新西兰大耳白兔的纤维环和骨髓，分别分离培养纤维环源干细胞和骨髓间充质干细胞；通过静电纺丝法制备出不同弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架。分别将AFSCs和TGF-β3处理的BMSCs(tBMSCs)种植到支架材料上，通过MTS法测定两种干细胞在支架材料上的增殖能力，通过RT-qPCR和CTFM比较两种干细胞在支架材料上向接近纤维环径向各区域细胞分化的能力。
　　结果：分离培养出兔 AFSCs和 BMSCs，两种干细胞均具有干细胞表面标记物OCT-4，Nucelostemin（NS）和SSEA-4表达；具有成脂，成骨及成软骨多向诱导分化能力。制备出具有不同弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架，具有较高的孔径率。MTS检测显示AFSC和tBMSCs在各组支架上均能增殖；在AFSCs和tBMSCs中，collagen-I的表达量随着基材弹性模量的增大而增高，而collagen-II和aggrecan的表达趋势相反；对于同一弹性模量的聚氨酯静电纺丝纤维支架而言，tBMSCs的collagen-I,collagen-II和 aggrecan基因的表达量均高于 AFSCs。此外，AFSCs和tBMSCs细胞牵引力都随着基材弹性模量的增加而降低，这与实际纤维环组织由内区到外区细胞牵引力的变化趋势相似。
　　结论：兔AFSCs和tBMSCs细胞基因表达和细胞力学均受支架弹性模量的调控，具有相似的向接近纤维环径向各区域细胞分化的能力。

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引言

材料与方法

1. 实验材料

2. 方法

3. 统计学分析

结果

1. 纤维环源干细胞形态及增殖情况

2. 纤维环源干细胞的干细胞表面标记物的免疫荧光染色

3. 纤维环源干细胞的三系诱导

4. 兔骨髓间充质干细胞形态及增殖情况

5、兔骨髓间充质干细胞的干细胞表面标记物的免疫荧光染色

6、兔骨髓间充质干细胞的三系诱导

7、聚氨酯的力学性能测试

8、不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架电镜图片及直径测定

9、不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架接触角测试

10、细胞在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上形态观察和增殖情况分析

11、细胞在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上基因表达分析

12、细胞在不同弹性模量聚氨酯静电纺丝纤维支架上细胞牵引力分析

讨论

结论

参考文献

综述: 纤维环组织工程的研究现状及进展

中英文缩略词对照表

攻读硕士学位期间论文发表情况

参加学术会议情况

主持和参与的科研项目

致谢