人胚胎絨毛滋養(yǎng)層細胞在子宮脈管系統(tǒng)逆血流遷移的血流動力學研究.pdf

1、在人胎盤發(fā)育過程中，滋養(yǎng)層細胞對子宮內(nèi)膜血管的入侵至關重要，它是子宮的脈管系統(tǒng)進行重構(gòu)的必須條件,而子宮脈管系統(tǒng)的重構(gòu)對于確保胎兒胎盤系統(tǒng)得到充足的血液供應具有非常重要的意義。滋養(yǎng)層細胞的整個入侵過程是先進入毛細血管、再遷移至子宮螺旋動脈并在此過程中對子宮動脈血管系統(tǒng)進行重構(gòu)。這一遷移過程提示，滋養(yǎng)層細胞的遷移方向是與血液的流動方向相反的,即滋養(yǎng)層細胞是逆血流而上的。為了弄清滋養(yǎng)層細胞在妊娠過程中的生理作用以及入侵子宮脈管系統(tǒng)的機理，學

2、術界已做了大量卓有成效的工作，但是關于滋養(yǎng)層細胞在血管系統(tǒng)中逆流遷移機制的研究卻極其有限。在體內(nèi)，血流環(huán)境作為滋養(yǎng)層細胞生物學行為和生理功能的重要潛在調(diào)節(jié)因素對其遷移行為的調(diào)節(jié)具有舉足輕重的意義；同時，環(huán)境因素對細胞分裂/增殖、分化、凋亡和遷移等行為的影響也是當前細胞生物學和生物力學中的一個研究熱點。因此，為了深入了解和認識體內(nèi)滋養(yǎng)層細胞逆血流遷移行為和調(diào)節(jié)機制，本文以平板流動腔為加載方式模擬子宮脈管系統(tǒng)血流環(huán)境，從血流動力學角度對兩個

3、問題進行了初步的探討：1）滋養(yǎng)層細胞在血管中移動的方向性是由什么決定的？2）它們逆血流而上的動力或者說它們逆血流而上的方式是什么？并從細胞粘附分子的角度分析了滋養(yǎng)層細胞β1整合素的表達與其遷移行為的相關性。本論文的具體研究工作和結(jié)論如下：
　　首先，本文建立了一種簡單穩(wěn)定的人體滋養(yǎng)層細胞原代培養(yǎng)方法。結(jié)果表明：采用胰酶+DNA酶輔助消化的方法可顯著提高原代培養(yǎng)滋養(yǎng)層細胞的產(chǎn)量；同時，通過Percoll非連續(xù)梯度離心以及相應的差速貼

4、壁和機械刮除等純化步驟后得到的滋養(yǎng)層細胞純度相對較高，可達95％以上，且細胞形態(tài)單一，生長穩(wěn)定，細胞活力強。這說明本文采用的方法適合滋養(yǎng)層細胞的分離、純化和體外培養(yǎng)。
　　其次，本文研究了流動剪切應力對滋養(yǎng)層細胞遷移行為的影響。結(jié)果表明：在無流動條件下，滋養(yǎng)層細胞表現(xiàn)出持續(xù)無方向性的位置變化，但并未發(fā)現(xiàn)在單一方向上的顯著性遷移現(xiàn)象。在7.5、15和30dyne/cm2的剪切應力作用下，滋養(yǎng)層細胞的平均運動速度和X軸（剪切應力方向）

5、上的絕對位移都隨剪切應力水平的增加而呈顯著的線性增加趨勢。同時，滋養(yǎng)層細胞在 X軸垂直方向上的位移卻并未為零，特別是在6-12h這段時間內(nèi)細胞運動趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)出了一定的自主性遷移行為。在剪切應力作用下，細胞膜流動性的改變和敏感離子信號通道的阻斷可顯著的下調(diào)滋養(yǎng)層細胞的遷移速度和在 X軸垂直方向上的凈位移。這些結(jié)果表明剪切應力調(diào)控了人體滋養(yǎng)層細胞的遷移行為。但與體內(nèi)的情況相反的是，剪切應力作用下滋養(yǎng)層細胞的遷移方向并不是逆流而上卻是順流

6、而下的。
　　爾后，本文研究了剪切應力作用下與內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)對滋養(yǎng)層細胞遷移行為的影響。結(jié)果表明：在不同大小的剪切應力作用下，雖然仍未觀察到滋養(yǎng)層細胞在逆流方向上的顯著性遷移現(xiàn)象，但與滋養(yǎng)層細胞單獨培養(yǎng)時明顯不同的是，共培養(yǎng)后，滋養(yǎng)層細胞的平均遷移速度和X軸向上的絕對位移不再隨剪切應力的變化而發(fā)生顯著性變化，而是幾乎保持一致。這些結(jié)果暗示，與內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)時，剪切應力作用下滋養(yǎng)層細胞抵抗流體沖擊引起位移的抗逆性行為增強，細胞粘附性

7、和在X軸上運動的穩(wěn)定性增加。同時，在用抗β1型整合素抗體處理后，滋養(yǎng)層細胞在15dyne/cm2剪切應力作用下的平均遷移速度有所減少但在X軸上的絕對位移卻有所增加；非特異性對照組的結(jié)果與正常對照組的差異不顯著。這些結(jié)果表明β1整合素在滋養(yǎng)層細胞的遷移過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。
　　本文還采用微管吸吮技術對滋養(yǎng)層細胞的粘附力學特性進行了研究。結(jié)果表明：滋養(yǎng)層細胞的粘附力隨I型鼠尾膠原濃度的增加而呈顯著的線性增加趨勢，表現(xiàn)出明顯的濃度

8、依賴關系。當與內(nèi)皮細胞接觸時，滋養(yǎng)層細胞表現(xiàn)出較高的粘附力，表明與內(nèi)皮細胞的接觸可顯著增強滋養(yǎng)層細胞的粘附力學行為。此外，本文還從粘附分子的角度對滋養(yǎng)層細胞與膠原和內(nèi)皮細胞的粘附力學特征進行了分析，結(jié)果提示在滋養(yǎng)層細胞的粘附過程中，β1整合素也起著重要的調(diào)節(jié)作用。
　　最后，本文研究了體內(nèi)絨毛組織和體外培養(yǎng)的滋養(yǎng)層細胞整合素表達的特性。結(jié)果表明：β1整合素在遷移顯型滋養(yǎng)層細胞上高度表達。在剪切應力作用下，滋養(yǎng)層細胞β1整合素的表達

9、隨剪切應力作用的時間的延續(xù)而顯著變化，剪切應力增強了滋養(yǎng)層細胞β1整合素的表達。當滋養(yǎng)層細胞與內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)時，β1整合素的表達較單獨培養(yǎng)時顯著增強。這些結(jié)果提示，β1整合素在滋養(yǎng)層細胞對內(nèi)皮細胞的粘附和遷移過程中有著重要的關系。
　　本文的研究結(jié)果提示我們，滋養(yǎng)層細胞在體內(nèi)的逆流遷移行為可能并不是一種細胞直接從子宮毛細血管移動到螺旋動脈的逆血流運動，而可能是一種定向分裂/增殖行為。即，在與血管內(nèi)皮細胞接觸時，滋養(yǎng)層細胞通過上調(diào)粘