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《暨南大学》 2017年
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壳聚糖力学性能与胆固醇-g-壳聚糖对细胞成骨分化的影响研究

贾伟建  
【摘要】:壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性和生物安全性,且来源广泛,但壳聚糖力学性能差、降解速度与矿化速率慢等缺点限制了其应用,故壳聚糖的改性已经成为目前国内外研究的热点。胆固醇是人体内的重要生物大分子,对细胞膜具有热力学亲和作用,是影响细胞生存及功能的重要因素,对细胞的信号传导、细胞粘附和细胞迁移都很有意义。本研究在前期研究基础上,进一步考察胆固醇琥珀酸-g-壳聚糖(CHCS)对骨髓间充质干细胞(HMSCs)分化的影响机制以及不同力学强度的壳聚糖对于细胞增殖分化的影响机制。本研究首先以壳聚糖为基材,采用天然的生物交联剂京尼平,制备具有不同力学强度的壳聚糖膜。探讨不同力学强度与细胞行为之间的相互关系。结果表明:随着壳聚糖力学强度的增加,MC3T3-E1s细胞增殖率不断增大,但力学强度到一定值后,增殖率开始减小;而细胞的成骨分化能力则随着力学强度的增强而增大。其次,为了探索胆固醇-g-壳聚糖及其力学性能对HMSCs成骨分化的影响,本研究将HMSCs种植在改性后的CHCS膜上进行培养。研究表明:CHCS膜上比CS膜上的细胞增殖率要大,且诱导组细胞比非诱导组增殖明显,ALP活性增大,表明CHCS比CS更有利于促进HMSCs的增殖与成骨分化。钙结节染色结果表明:诱导后的细胞染色明显,且肉眼可见,未诱导的细胞则无法看到红色,且CHCS组细胞染色程度大于CS材料组。CLSM结果表明:CHCS膜上的细胞肌动蛋白相比纯CS膜上的细胞更为定向排列。RT-PCR结果表明:RUNX2、OCN、ALP、COL-I等四组基因的表达随培养时间的延长有所增大,且诱导组的基因表达大于未诱导组,而CHCS基因表达比CS更明显。Western blot结果表明:CHCS中HMSCs成骨标志蛋白的表达水平高于CS。粘附性能测试发现细胞在CHCS上粘附性能优于在CS上。最后,通过RT-PCR和Western blot技术探究胆固醇对Wnt信号通路里的wif1和cdh26基因蛋白的表达量的影响,通过环糊精包被胆固醇来控制胆固醇存在的条件,结果发现:胆固醇的存在能够促进wif1和cdh26蛋白的高表达,从而激活Wnt信号通路,影响HMSCs的成骨分化。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O636.1;R318.08

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