水凝膠基質(zhì)力學環(huán)境下心肌干細胞分化研究.pdf

1、隨著我國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，嚴重威脅著人類健康。心肌干細胞（Cardiac Stem Cells,CSCs）由于具有自我復制、定向分化為心肌細胞的優(yōu)勢，且由于自體干細胞移植不會發(fā)生免疫排斥反應，亦不存在倫理問題，成為干細胞移植治療心臟類疾病理想的種子細胞。處于心臟原位的CSCs數(shù)量極少，且更新率低，不足以完全修復心肌損傷與死亡，并且隨著年齡增長，CSCs數(shù)量逐漸減少。因此進行

2、干細胞移植治療，首先需要解決的便是CSCs在體外的分離、純化、擴增與定向分化問題。純度高、活力強、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胞移植的需求。機體所有細胞均存在于力學微環(huán)境中，CSCs也不例外，因而探討力學微環(huán)境對其增殖、分化與生長狀態(tài)的影響，具現(xiàn)實意義。
　　本文旨在探究基底硬度對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個梯度的PAHG，并結(jié)合培養(yǎng)細胞用的玻璃基底，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EDU增殖試劑盒，測定基底硬度對CSCs增殖的影響；通過分化后的細胞形態(tài)，以及對分化

4、后細胞表面表達的特異蛋白進行細胞免疫熒光分析，評定基底硬度對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級別，遠遠高于心臟生理模量，CSCs的增殖加快并啟動分化機制。
　　研

5、究基底硬度對CSCs增殖、分化的影響，為認識保持干細胞干性的細胞培養(yǎng)條件和環(huán)境，進而體外對分離、純化的CSCs進行擴增，從而為滿足干細胞臨床移植的需求提供實驗依據(jù)。
　　本文主要分七章進行論述，第一章是緒論，綜述CSCs各亞型研究情況，以及基底硬度對干細胞影響的相關研究進展；第二、三章是實驗材料—CSCs的分離及純化獲取，純度高、活性強的CSCs是決定后續(xù)實驗研究成敗的關鍵；第四章為實驗研究所用的基底—PAHG的制備，凝膠制備完成