水凝膠基底力學(xué)環(huán)境下心肌成纖維細(xì)胞生物學(xué)研究.pdf

1、近年來心血管類疾病發(fā)病率逐年升高，成為威脅人類健康的三大疾病之一，心血管疾病領(lǐng)域的研究備受關(guān)注。心肌梗死、心力衰竭等心血管類疾病，其病程發(fā)展到一定階段后，都出現(xiàn)了不同程度的心肌纖維化這樣的共同病理改變，導(dǎo)致心臟剛度增加，進(jìn)而影響心肌成纖維細(xì)胞的增殖，促進(jìn)心肌纖維化的發(fā)生，最終導(dǎo)致心力衰竭。本研究在體外模擬基底不同力學(xué)環(huán)境，并探討其對(duì)心臟成纖維細(xì)胞增殖分化的影響，以期為認(rèn)識(shí)心肌纖維化等疾病發(fā)生發(fā)展的病因及可能的治療新策略提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2、r>　　探討了在基底不同剛度下心肌成纖維細(xì)胞的黏附形態(tài)及增殖分化。制作不同配比的聚丙烯酰胺水凝膠（PAHG），通過改變交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺濃度，分別制作0.1％、0.3%、0.5%、0.6%不同剛度的PAHG基底，研究心肌成纖維細(xì)胞在不同剛度的PAHG基底和玻璃基底（stiff）上，細(xì)胞形態(tài)、增殖、分化等生物學(xué)響應(yīng)。結(jié)果顯示，大鼠乳鼠心肌成纖維細(xì)胞在0.1%，0.3%基底（小于心臟楊氏模量，模量約為3-10kPa）上培養(yǎng)，并不利于其黏附

3、和增殖，心肌成纖維細(xì)胞基本沒有分化；在0.5%，0.6%（接近心臟楊氏模，模量為12-20kPa）基底上培養(yǎng)，剛度更大的stiff基底（遠(yuǎn)大于心臟楊氏模量，模量約為GPa級(jí)）上培養(yǎng)，細(xì)胞能迅速適應(yīng)基底剛度，并快速黏附和增殖，隨著基底模量的增加心肌成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化明顯，在stiff基底上，心肌成纖維細(xì)胞幾乎全部分化為肌成纖維細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析顯示：0.1%和0.3%基底間增殖率差異顯著，P<0.05；0.5%和0.6%基底間增

4、殖率差異不顯著，P>0.05；0.1%，0.3%分別與0.5%，0.6%基底間增殖率差異極顯著，P<0.001；0.1%，0.3%、0.5%，0.6%與stiff基底間增殖率差異極顯著，P<0.001。以上結(jié)果提示，心肌成纖維細(xì)胞能夠?qū)讋偠鹊淖兓龀霾煌憫?yīng)，在小于心臟模量的軟基底上細(xì)胞增殖率及分化相對(duì)較低；在接近心臟模量上細(xì)胞增殖率升高，有部分細(xì)胞發(fā)生分化；在遠(yuǎn)高于心臟模量的硬基底上，細(xì)胞增殖率及分化極高，幾乎全部的細(xì)胞發(fā)生增殖及

5、分化。
　　在心肌成纖維細(xì)胞對(duì)基底剛度響應(yīng)的研究基礎(chǔ)上，探討與細(xì)胞增殖分化相關(guān)的信號(hào)通路，以期通過阻斷相關(guān)信號(hào)分子表達(dá)起到干預(yù)心肌成纖維細(xì)胞增殖的目的。進(jìn)一步工作將開展三維力學(xué)環(huán)境對(duì)心肌成纖維細(xì)胞增殖分化的研究，三維環(huán)境更接近于機(jī)體內(nèi)真實(shí)環(huán)境，能反映機(jī)體內(nèi)由于力學(xué)因素改變對(duì)細(xì)胞增殖分化的影響，以及參與此過程的相關(guān)信號(hào)途徑，對(duì)更好的了解心梗類、心肌纖維化等病程發(fā)展，進(jìn)而發(fā)展對(duì)心肌纖維化等疾病治療的新策略。
　　本文主要內(nèi)容分為

6、六章：第一章緒論，主要綜述了近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于力學(xué)環(huán)境下（如拉伸力，基底剛度）對(duì)細(xì)胞的形態(tài)，增殖，遷移等的生物學(xué)影響。第二章，心肌成纖維細(xì)胞的分離純化，主要介紹大鼠乳鼠心肌成纖維細(xì)胞的分離及純化。第三章，心肌成纖維細(xì)胞鑒定，主要對(duì)本文用到的實(shí)驗(yàn)材料心肌成纖維細(xì)胞進(jìn)行vimentin、DDR2免疫組織化學(xué)染色。第四章，不同PAHG基底制備及細(xì)胞培養(yǎng)，以丙烯酰胺為原料，通過改變交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺濃度，制作出不同剛度PAHG基底，并進(jìn)行細(xì)胞培