功能化納米粒子對間充質(zhì)干細胞分化的影響及細胞成像的應(yīng)用.pdf

1、間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一類來源于發(fā)育早期中胚層的多能干細胞，具有多向分化潛能、改善和修復(fù)損傷組織、免疫調(diào)控和支持造血功能等生物學(xué)特性。在適宜的環(huán)境中它們可定向分化為成骨細胞、軟骨細胞、心肌細胞及脂肪細胞等。大量實驗研究表明，干細胞分化為成骨細胞和脂肪細胞之間存在著很大程度的可塑性，并且兩者可相互轉(zhuǎn)化。這表明，通過抑制間充質(zhì)干細胞成脂肪細胞分化并增加其成骨分化，是防止或治療因骨含量減少而引

2、起的骨疾病的重要措施，在骨組織工程中吸引了特別的關(guān)注。
　　近年的研究表明，在體外一些納米材料可調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細胞的自我更新和分化。如金納米粒子、金屬富勒烯納米粒子、羥基磷灰石納米材料等可以促進骨髓間充質(zhì)干細胞的粘附和體外成骨分化?；谝陨涎芯勘尘?，本文主要介紹釕配合物功能化納米硒(Ru@Se)和上轉(zhuǎn)換納米粒子(FUC-NPs)的合成方法及表征手段。并探討功能化納米粒子對臍帶間充質(zhì)干細胞的增殖與分化的影響及其作用機制，研究其標記的M

3、SCs自身的分化潛能變化情況，并進行細胞攝取的途徑分析。期望本課題的實驗調(diào)查結(jié)果能為研究納米材料應(yīng)用于干細胞以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用干細胞療法做出有用的貢獻。
　　本論文主要包括以下三部分：
　　第一章：緒論部分，重點介紹了間充質(zhì)干細胞的發(fā)現(xiàn)，以及干細胞療法的應(yīng)用。詳細介紹了納米技術(shù)與納米材料的產(chǎn)生及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。
　　第二章：本章設(shè)計合成了釕配合物功能化硒納米粒子，通過TEM、EDS等一系列化學(xué)方法對硒納米粒子進

4、行表征，采用 MTT、細胞凋亡、細胞周期等分析納米粒子對干細胞活性的影響；并重點研究納米粒子對干細胞成骨分化和成脂分化潛能的影響及其作用機制的研究分析。研究結(jié)果顯示，本課題所合成的納米粒子主要通過激活干細胞BMP信號通路，促進Smad蛋白磷酸化表達，上調(diào)成骨相關(guān)基因的表達，進而促進干細胞成骨分化。
　　第三章：主要介紹了上轉(zhuǎn)換納米粒子應(yīng)用于干細胞成像的研究。在本章中，通過層層組裝方法(LBL)合成了四種功能化上轉(zhuǎn)換納米粒子(FUC

5、-NPs)：B-FUCs(球形,83 nm)，S-FUCs(四邊形,105 nm)，H-FUCs(六邊形,235 nm)和R-FUCs(棒狀,1.2μm)，并探討它們對干細胞的標記效果及吸收機制研究。實驗調(diào)查結(jié)果顯示，干細胞對FUC-NPs納米標記的攝取作用具有能量依賴關(guān)系，主要通過網(wǎng)格蛋白受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用或巨胞飲介導(dǎo)的吞噬作用等內(nèi)吞作用途徑進行細胞攝取。實驗調(diào)查結(jié)果顯示，干細胞對FUC-NPs納米標記的攝取作用具有能量依賴關(guān)系，主要