水凝膠基底力學環(huán)境下心肌成纖維細胞生物學研究.pdf

1、近年來心血管類疾病發(fā)病率逐年升高，成為威脅人類健康的三大疾病之一，心血管疾病領域的研究備受關注。心肌梗死、心力衰竭等心血管類疾病，其病程發(fā)展到一定階段后，都出現(xiàn)了不同程度的心肌纖維化這樣的共同病理改變，導致心臟剛度增加，進而影響心肌成纖維細胞的增殖，促進心肌纖維化的發(fā)生，最終導致心力衰竭。本研究在體外模擬基底不同力學環(huán)境，并探討其對心臟成纖維細胞增殖分化的影響，以期為認識心肌纖維化等疾病發(fā)生發(fā)展的病因及可能的治療新策略提供實驗依據(jù)。

2、r>　　探討了在基底不同剛度下心肌成纖維細胞的黏附形態(tài)及增殖分化。制作不同配比的聚丙烯酰胺水凝膠（PAHG），通過改變交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺濃度，分別制作0.1％、0.3%、0.5%、0.6%不同剛度的PAHG基底，研究心肌成纖維細胞在不同剛度的PAHG基底和玻璃基底（stiff）上，細胞形態(tài)、增殖、分化等生物學響應。結果顯示，大鼠乳鼠心肌成纖維細胞在0.1%，0.3%基底（小于心臟楊氏模量，模量約為3-10kPa）上培養(yǎng)，并不利于其黏附

3、和增殖，心肌成纖維細胞基本沒有分化；在0.5%，0.6%（接近心臟楊氏模，模量為12-20kPa）基底上培養(yǎng)，剛度更大的stiff基底（遠大于心臟楊氏模量，模量約為GPa級）上培養(yǎng)，細胞能迅速適應基底剛度，并快速黏附和增殖，隨著基底模量的增加心肌成纖維細胞向肌成纖維細胞分化明顯，在stiff基底上，心肌成纖維細胞幾乎全部分化為肌成纖維細胞。實驗數(shù)據(jù)分析顯示：0.1%和0.3%基底間增殖率差異顯著，P<0.05；0.5%和0.6%基底間增

4、殖率差異不顯著，P>0.05；0.1%，0.3%分別與0.5%，0.6%基底間增殖率差異極顯著，P<0.001；0.1%，0.3%、0.5%，0.6%與stiff基底間增殖率差異極顯著，P<0.001。以上結果提示，心肌成纖維細胞能夠對基底剛度的變化做出不同響應，在小于心臟模量的軟基底上細胞增殖率及分化相對較低；在接近心臟模量上細胞增殖率升高，有部分細胞發(fā)生分化；在遠高于心臟模量的硬基底上，細胞增殖率及分化極高，幾乎全部的細胞發(fā)生增殖及

5、分化。
　　在心肌成纖維細胞對基底剛度響應的研究基礎上，探討與細胞增殖分化相關的信號通路，以期通過阻斷相關信號分子表達起到干預心肌成纖維細胞增殖的目的。進一步工作將開展三維力學環(huán)境對心肌成纖維細胞增殖分化的研究，三維環(huán)境更接近于機體內真實環(huán)境，能反映機體內由于力學因素改變對細胞增殖分化的影響，以及參與此過程的相關信號途徑，對更好的了解心梗類、心肌纖維化等病程發(fā)展，進而發(fā)展對心肌纖維化等疾病治療的新策略。
　　本文主要內容分為

6、六章：第一章緒論，主要綜述了近年來國內外關于力學環(huán)境下（如拉伸力，基底剛度）對細胞的形態(tài)，增殖，遷移等的生物學影響。第二章，心肌成纖維細胞的分離純化，主要介紹大鼠乳鼠心肌成纖維細胞的分離及純化。第三章，心肌成纖維細胞鑒定，主要對本文用到的實驗材料心肌成纖維細胞進行vimentin、DDR2免疫組織化學染色。第四章，不同PAHG基底制備及細胞培養(yǎng)，以丙烯酰胺為原料，通過改變交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺濃度，制作出不同剛度PAHG基底，并進行細胞培