本文關(guān)鍵詞：人間充質(zhì)干細(xì)胞物理生物學(xué)標(biāo)記的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

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【摘要】：人間充質(zhì)干細(xì)胞具有分化及自我增殖的能力,已成為當(dāng)今生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。對(duì)干細(xì)胞分化過(guò)程的研究不僅可以幫助我們了解人體各組織器官發(fā)育形成過(guò)程,更可為今后發(fā)展再生醫(yī)學(xué)以及多種疾病治療提供有效方案。然而至今,我們對(duì)干細(xì)胞分化過(guò)程中命運(yùn)決定,干細(xì)胞干性獲得及維持等重要事件依然知之甚少。其中一個(gè)重要因素是分析干細(xì)胞發(fā)育過(guò)程的手段相對(duì)較少,造成鑒定干細(xì)胞分化過(guò)程的標(biāo)記較為單一。因此,除了發(fā)展以基因表達(dá)產(chǎn)物為主的生化鑒定手段以外,開(kāi)發(fā)新的物理生物學(xué)標(biāo)記有助于我們得到干細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中常規(guī)生化手段難以得到的信息,為我們鑒定干細(xì)胞分化狀態(tài)及深入了解干細(xì)胞分化機(jī)理提供幫助。我們利用基于同步輻射光源的紅外技術(shù)和基于PF-QNM模式原子力顯微鏡對(duì)處于分化早期的干細(xì)胞進(jìn)行了分析,并建立了表征干細(xì)胞紅外表型和表征干細(xì)胞力學(xué)表型的方法。在建立新物理生物學(xué)標(biāo)記過(guò)程中,我們利用基于同步輻射紅外技術(shù)分析了人間充質(zhì)干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化全過(guò)程的紅外光譜特征,并重點(diǎn)對(duì)分化前期的干細(xì)胞紅外光譜進(jìn)行分析,開(kāi)發(fā)了利用PCA-LDA載荷曲線(xiàn)動(dòng)態(tài)追蹤的干細(xì)胞分化早期生物大分子變化的方法。并發(fā)現(xiàn)在干細(xì)胞分化過(guò)程中由脂類(lèi)組成的細(xì)胞組分如細(xì)胞質(zhì)膜等也積極響應(yīng)了誘導(dǎo)刺激而發(fā)生變化,為我們分析干細(xì)胞命運(yùn)決定提供新思路。同時(shí),我們利用基于PF-QNM模式原子力顯微鏡對(duì)臍帶來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行分析,建立了基于納米力譜的方法表征了干細(xì)胞力學(xué)表型。我們可以通過(guò)分析納米力譜來(lái)區(qū)分細(xì)胞的異質(zhì)性。接著,我們使用新建立的生物學(xué)標(biāo)記分析了細(xì)胞外環(huán)境中離子和界面幾何形貌對(duì)干細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控過(guò)程。我們利用已建立的標(biāo)記分析了鋰離子調(diào)控干細(xì)胞分化潛能的過(guò)程。鋰離子早期作為治療躁郁癥的特效藥而被廣泛使用。而鋰離子對(duì)造血過(guò)程的調(diào)控提示我們鋰離子可以調(diào)控干細(xì)胞分化。然而其機(jī)理尚未完全清楚。我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化鋰對(duì)人間充質(zhì)干細(xì)胞分化調(diào)控具有劑量效應(yīng),并且在這個(gè)過(guò)程中干細(xì)胞的力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了變化。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)我們開(kāi)發(fā)的基于納米力譜的力學(xué)表型可以有效鑒定出干細(xì)胞早期分化狀態(tài)的微小變化。而利用基于同步輻射紅外分析技術(shù)分析不同濃度氯化鋰處理的干細(xì)胞紅外表型發(fā)現(xiàn),氯化鋰對(duì)干細(xì)胞脂類(lèi)有顯著調(diào)控作用。我們還分析了干細(xì)胞對(duì)襯底表面幾何形貌響應(yīng)過(guò)程。已有研究表明,細(xì)胞外基質(zhì)中物理信號(hào)可以調(diào)節(jié)干細(xì)胞行為,誘導(dǎo)干細(xì)胞分化。而其中干細(xì)胞應(yīng)答機(jī)制尚未闡述清楚。在本工作中,我們?cè)诠枰r底表面加工了矩形排列的納米孔狀結(jié)構(gòu),研究納米孔結(jié)構(gòu)對(duì)干細(xì)胞及干細(xì)胞質(zhì)膜的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,孔狀納米可以調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)。在調(diào)控過(guò)程中,質(zhì)膜可以響應(yīng)襯底納米結(jié)構(gòu)刺激,并且這種響應(yīng)對(duì)干細(xì)胞識(shí)別襯底物理刺激至關(guān)重要。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q27

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1275845