水凝膠基質(zhì)力學(xué)環(huán)境下心肌干細(xì)胞分化研究.pdf

1、隨著我國(guó)人口老齡化步伐的加快，心肌梗死及缺血性心肌病等心臟類疾病的發(fā)病率及死亡率明顯上升，嚴(yán)重威脅著人類健康。心肌干細(xì)胞（Cardiac Stem Cells,CSCs）由于具有自我復(fù)制、定向分化為心肌細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)，且由于自體干細(xì)胞移植不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，亦不存在倫理問(wèn)題，成為干細(xì)胞移植治療心臟類疾病理想的種子細(xì)胞。處于心臟原位的CSCs數(shù)量極少，且更新率低，不足以完全修復(fù)心肌損傷與死亡，并且隨著年齡增長(zhǎng)，CSCs數(shù)量逐漸減少。因此進(jìn)行

2、干細(xì)胞移植治療，首先需要解決的便是CSCs在體外的分離、純化、擴(kuò)增與定向分化問(wèn)題。純度高、活力強(qiáng)、數(shù)量足夠、生物性能均一的CSCs才能滿足組織工程及臨床干細(xì)胞移植的需求。機(jī)體所有細(xì)胞均存在于力學(xué)微環(huán)境中，CSCs也不例外，因而探討力學(xué)微環(huán)境對(duì)其增殖、分化與生長(zhǎng)狀態(tài)的影響，具現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文旨在探究基底硬度對(duì)CSCs增殖、分化的影響。以不同濃度甲叉雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，聚合丙烯酰胺單體制作聚丙烯胺水凝膠（Polyacrylamid

3、e hydrogel，PAHG）。通過(guò)調(diào)節(jié)甲叉雙丙烯酰胺的濃度，制備0.1％、0.3%、0.5%、0.6%4個(gè)梯度的PAHG，并結(jié)合培養(yǎng)細(xì)胞用的玻璃基底，作為CSCs粘附的基底。其中0.1%、0.3%的PAHG為硬度小于正常心肌組織模量的基底，0.5%、0.6%的PAHG為模擬正常心肌組織模量的基底，玻璃基底為硬度大于正常組織模量的基底。
　　通過(guò)EDU增殖試劑盒，測(cè)定基底硬度對(duì)CSCs增殖的影響；通過(guò)分化后的細(xì)胞形態(tài)，以及對(duì)分化

4、后細(xì)胞表面表達(dá)的特異蛋白進(jìn)行細(xì)胞免疫熒光分析，評(píng)定基底硬度對(duì)CSCs分化的影響。結(jié)果表明：在0.5%、0.6%的PAHG基底上，模量為15 kPa左右，接近心臟生理模量18±2kPa，CSCs增殖率較高且維持較高的分化潛能；在0.1%、0.3%的PAHG基底上，模量為2~7 kPa，遠(yuǎn)低于心臟生理模量，CSCs的增殖、分化均幾乎處于停滯狀態(tài)；玻璃基底模量為Gpa級(jí)別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于心臟生理模量，CSCs的增殖加快并啟動(dòng)分化機(jī)制。
　　研

5、究基底硬度對(duì)CSCs增殖、分化的影響，為認(rèn)識(shí)保持干細(xì)胞干性的細(xì)胞培養(yǎng)條件和環(huán)境，進(jìn)而體外對(duì)分離、純化的CSCs進(jìn)行擴(kuò)增，從而為滿足干細(xì)胞臨床移植的需求提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本文主要分七章進(jìn)行論述，第一章是緒論，綜述CSCs各亞型研究情況，以及基底硬度對(duì)干細(xì)胞影響的相關(guān)研究進(jìn)展；第二、三章是實(shí)驗(yàn)材料—CSCs的分離及純化獲取，純度高、活性強(qiáng)的CSCs是決定后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究成敗的關(guān)鍵；第四章為實(shí)驗(yàn)研究所用的基底—PAHG的制備，凝膠制備完成