功能化納米粒子對間充質(zhì)干細(xì)胞分化的影響及細(xì)胞成像的應(yīng)用.pdf

1、間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一類來源于發(fā)育早期中胚層的多能干細(xì)胞，具有多向分化潛能、改善和修復(fù)損傷組織、免疫調(diào)控和支持造血功能等生物學(xué)特性。在適宜的環(huán)境中它們可定向分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、心肌細(xì)胞及脂肪細(xì)胞等。大量實驗研究表明，干細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞之間存在著很大程度的可塑性，并且兩者可相互轉(zhuǎn)化。這表明，通過抑制間充質(zhì)干細(xì)胞成脂肪細(xì)胞分化并增加其成骨分化，是防止或治療因骨含量減少而引

2、起的骨疾病的重要措施，在骨組織工程中吸引了特別的關(guān)注。
　　近年的研究表明，在體外一些納米材料可調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞的自我更新和分化。如金納米粒子、金屬富勒烯納米粒子、羥基磷灰石納米材料等可以促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的粘附和體外成骨分化。基于以上研究背景，本文主要介紹釕配合物功能化納米硒(Ru@Se)和上轉(zhuǎn)換納米粒子(FUC-NPs)的合成方法及表征手段。并探討功能化納米粒子對臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖與分化的影響及其作用機制，研究其標(biāo)記的M

3、SCs自身的分化潛能變化情況，并進(jìn)行細(xì)胞攝取的途徑分析。期望本課題的實驗調(diào)查結(jié)果能為研究納米材料應(yīng)用于干細(xì)胞以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用干細(xì)胞療法做出有用的貢獻(xiàn)。
　　本論文主要包括以下三部分：
　　第一章：緒論部分，重點介紹了間充質(zhì)干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，以及干細(xì)胞療法的應(yīng)用。詳細(xì)介紹了納米技術(shù)與納米材料的產(chǎn)生及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。
　　第二章：本章設(shè)計合成了釕配合物功能化硒納米粒子，通過TEM、EDS等一系列化學(xué)方法對硒納米粒子進(jìn)

4、行表征，采用 MTT、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期等分析納米粒子對干細(xì)胞活性的影響；并重點研究納米粒子對干細(xì)胞成骨分化和成脂分化潛能的影響及其作用機制的研究分析。研究結(jié)果顯示，本課題所合成的納米粒子主要通過激活干細(xì)胞BMP信號通路，促進(jìn)Smad蛋白磷酸化表達(dá)，上調(diào)成骨相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)干細(xì)胞成骨分化。
　　第三章：主要介紹了上轉(zhuǎn)換納米粒子應(yīng)用于干細(xì)胞成像的研究。在本章中，通過層層組裝方法(LBL)合成了四種功能化上轉(zhuǎn)換納米粒子(FUC

5、-NPs)：B-FUCs(球形,83 nm)，S-FUCs(四邊形,105 nm)，H-FUCs(六邊形,235 nm)和R-FUCs(棒狀,1.2μm)，并探討它們對干細(xì)胞的標(biāo)記效果及吸收機制研究。實驗調(diào)查結(jié)果顯示，干細(xì)胞對FUC-NPs納米標(biāo)記的攝取作用具有能量依賴關(guān)系，主要通過網(wǎng)格蛋白受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用或巨胞飲介導(dǎo)的吞噬作用等內(nèi)吞作用途徑進(jìn)行細(xì)胞攝取。實驗調(diào)查結(jié)果顯示，干細(xì)胞對FUC-NPs納米標(biāo)記的攝取作用具有能量依賴關(guān)系，主要