【摘要】：細胞表面殼化是利用各種物理、化學等方法在生物細胞表面沉積有機、無機或者有機無機雜化殼,繼而使得生物細胞獲得新的功能的一種細胞表面改性技術(shù)。隨著納米材料科學技術(shù)的發(fā)展,細胞表面殼化的研究已經(jīng)滲透到生物醫(yī)學、環(huán)境科學等多個領(lǐng)域。通過層層自組裝技術(shù)和生物仿生礦化原理,以三種不同類型的微生物細胞(大腸桿菌,金黃色葡萄球菌和啤酒酵母)作為生物模板制備多層聚電解質(zhì)薄膜后控制碳酸鈣外殼的結(jié)晶,表征分析不同細胞表面碳酸鈣晶型晶貌的差異;以同樣的原理和方法在癌細胞表面制備多種聚電解質(zhì)膜和碳酸鈣殼,研究癌細胞表面多種殼化條件的優(yōu)化、殼化層物理化學性能表征、殼化對癌細胞生理功能的影響機理以及殼化在癌癥治療中的效能評價等;隨后制備了殼聚糖-甘油磷酸鈉(C/GP)溫敏性水凝膠,研究C/GP水凝膠外殼對癌細胞和正常細胞遷移性能和生理活性的影響。結(jié)果表明,在三種微生物細胞表面成功合成了碳酸鈣納米粒子,然而碳酸鈣的晶形和晶貌是不同的:革蘭氏細菌(大腸桿菌和金黃色葡萄球菌)表面誘導形成顆粒狀碳酸鈣晶體,而酵母細胞表面誘導形成層狀碳酸鈣晶體,未包裹聚電解質(zhì)的三種細胞表面碳酸鈣的主晶為球霰石和文石,包裹聚電解質(zhì)膜后,碳酸鈣的方解石晶型明顯增加;癌細胞表面的聚電解質(zhì)膜和碳酸鈣殼均能抑制癌細胞的生理活性、影響癌細胞粘附、變形、侵襲以及遷移等運動能力,分子生物學實驗結(jié)果表明癌細胞表面殼化對小G蛋白的表達影響較小,但是能使癌細胞的金屬基質(zhì)蛋白酶分泌增加;制備出的C/GP復合物水凝膠具有良好的溫敏特性,劃痕實驗結(jié)果顯示凝膠殼可明顯抑制癌細胞的遷移,活死細胞染色結(jié)果表明凝膠殼可抑制癌細胞生理活性,但對正常細胞(小鼠成纖維細胞)的生理活性影響較小,故可以作為癌細胞與正常細胞的初篩。綜上所述,細胞表面殼化技術(shù)操作簡單易行,且無需昂貴的設備,均能使細胞獲得新的功能,擴展了細胞應用領(lǐng)域,為晶體生長和材料制備提供了新的理論基礎;且我們還發(fā)現(xiàn)表面殼化技術(shù)能有效地抑制癌細胞的一些生理活動且無需昂貴的抗癌藥物,在增加治療效果的同時減少對正常組織的毒性、避免耐藥性的產(chǎn)生,這也為臨床上的診斷和治療提供了一些證據(jù),有望成為新的癌癥治療手段。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q2-33
【圖文】：

不同涂層的酵母細胞（ａ）ＰＡＨ／ＰＳＳ包封的酵母細胞的共聚焦圖－ｃ．ｏ－ＮＨ邋２＿）邋９包封的酵母細胞；（ｃ．）二氧化硅包封的酵母細胞切質(zhì)包封的酵母細胞的焚光圖．像ｔ２Ｑ］．ｔ邋（ｅ）邋ＰＡＨ包被的酵母細胞［穩(wěn)定的Ｆｅ３０４納米顆粒妁酵母細胞［２２］逡逑

母細胞包裹在由單寧酸和聚（Ｎ－乙烯基吡咯烷酮）（ＰＶＰＯＮ）組成的非離子氫鍵逡逑聚合物殼中，并通過調(diào)節(jié)殼的厚度來控制細胞分裂［２８］。以酵母細胞為生物模板進逡逑行生物包封的研究還有很多，如圖１－１。逡逑Ｒａｉｃｈｕｒ等人通過聚電解質(zhì)殼聚糖（ＣＨＩ）和羧甲基纖維素（ＣＭＣ）的ＬｂＬ逡逑自組裝來包封益生菌嗜酸乳桿菌以增強其在胃腸道中遇到不利條件下的存活率，逡逑與＃包封細胞相比，包封細胞在模擬胃和腸液中的存活率較高。如圖１－２邋（ａ）逡逑Ｍｕｌｌｅｒ等人［２９］將娃礦化墓因（Ｓｉｌｉｃａｔｅｉｎ－ａ）修飾到大腸桿菌的基因序列中，從而實逡逑現(xiàn)活性大腸桿菌能夠在硅酸溶液中自發(fā)性硅礦化的功能。逡逑ｓｌｌｉｃｄｔｅｉｎ逡逑（ａ）邐ｐｌａｓｍｉｄ邐ｓｉｌｉｃｉｃ邋ａｃｉｄ逡逑Ｑ邐ｍｏｎｏｍｅｒ邋ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ逡逑ｇｅｎｅ邋ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ逡逑？？邋ｃ邋ｃ邐＾逡逑00邋0°逡逑Ｅ．邋ｃｏｌｉ邐ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ邐ｓｉｌｉｃａｔｅ－ｂａｃｔｅｒｉａ逡逑＾邋ａ邐一ｘｓ：栜逡逑ｕ＿ｔ—一逡逑Ｍｅｍｂｒａｎｅ逡逑圖１－２聚（硅酸鹽）包封的大腸桿菌和病毒／ＰＡＨ－ＰＳＳ雜交體的制備逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｐｏｌｙ（ｓｉｌｉｃａｔｅ）邋ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ邋Ｅ．邋ｃ＇ｏｌｉ邋ａｎｄ邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｖｉｒｕｓ／ＰＡＨ－ＰＳＳ邋ｈｙｂｒｉｄｓ逡逑４逡逑

先后吸附陽離子聚電解質(zhì)ＰＡＨ和陰離子聚電解質(zhì)ＰＳＳ獲得病毒７邋ＰＡＨ－ＰＳＳ核／殼逡逑結(jié)構(gòu)。該策略具有效率高和生物安全性好的特點》并且修飾的病毒具有不同的物逡逑理和生物學特性，如圖１－２邋（ｂ）。．逡逑（ａ）邐３邋：ｆｎ邋；Ｇｅｌａｔｉｎ逡逑１）邋Ｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ邋ａｓｓｅｍｂｌｙ逡逑ｏｆ邋ＦＮ邋ａｎｄ邋ｇｅｌａｔｉｎ邋ｏｎ邋ｃｅｌｌ逡逑ｓｕｒｆａｃｅ邐萬７逡逑．邋二邐？逡逑ｆｉｒｓｔ邋ｃｅｌｌ邋ｍｏｎｏｌａｙｅｒ邐ｆｉｒｓｔ邋ｃｅｌｌ邋ｍｏｎｏｌａｙｅｒ邋ｃｏａｔｅｄ逡逑ｗｉｔｈ邋ｎａｎｏ－ＥＣＭ邋ｆｉｌｍｓ逡逑？邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｃｅｌｌ邋Ｉ逡逑２）邋Ｓｅｅｄｉｎｇ邋ａｎｄ邋ａｄｈｅｓｉｏｎ邋Ｉ逡逑ｏｆ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｃｅｌｌ邐ｆ逡逑？Ｔ３＊＇邐＊邋Ｆ邋３）邋Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ邐？邐？邐？邐？邐？逡逑ｉ＿＋＿ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ邋（１）邋ａｎｄ邋（２）逡逑ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ邐Ｂｉｌａｙｅｒ逡逑Ｂａｒｅ邋ｅｍｂｒｙｏ逡逑Ｃｏａｔｅｄ邋ｅｍｂｒｙｏ逡逑圖１－３邋（ａ）纖維連接蛋白（ＦＮ）和明膠包被的成纖維細胞。（ｂ）礦物殼涂層的斑馬魚胚胎逡逑５逡逑

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