小鼠髌腱干细胞分化过程中的力学特性研究

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1、沈阳大学硕士学位论文摘要细胞作用于细胞外基质的力称为细胞牵引力(CellTractionForce)。它由肌动球蛋白的相互作用和肌动蛋白的聚合作用而产生。据研究发现细胞牵引力受a．平滑肌肌动蛋白(Q．SMA)的调节，细胞牵引力具有促进细胞移动，感受细胞外基质环境，维持细胞形状，产生传导信号，维持细胞生理特性等功能。细胞牵引力是细胞的一个重要物理参数，它与细胞的许多生物过程有着密切的关系，比如炎症反应、创伤修复、血管生成、信号传导等等。研究细胞牵引力可使人们更完整地认识细胞及其生长发育的变化机理。本实验通过测定小鼠髌腱组织的干细胞分化前后细胞牵引力的变

2、化，研究细胞牵引力在干细胞分化过程中的变化规律。目的：通过测量小鼠髌腱组织干细胞在分化前和分化后不同形态时的细胞牵引力，去探明小鼠髌腱干细胞在分化的整个过程中的细胞牵引力的变化规律，更深入的了解细胞生长发育的变化规律，对细胞的生物学性质更进一步的了解和认识。方法和结论：细胞培养。小鼠髌腱干细胞获取后置C02培养箱内培养，培养三至四天换液，去除未贴壁的细胞。用倒置显微镜观察细胞生长状态，挑取克隆生长的干细胞扩大培养，每三天传代一次，待大多数细胞具有较好的集落形态时，应用CTFM(CellTractionForceMicroscopy)法测定细胞牵引力。

3、CTFM即显微镜追踪法测定细胞牵引力技术。其基本原理是根据细胞基质弹性表面形变来测算细胞牵引力的一种技术。根据细胞的大小不同置备不同硬度的弹性基质，在制备弹性基质时掺入荧光微珠，以确定基质的形变程度。测定细胞牵引力时，将细胞移种在弹性基质表面，当细胞贴附后会使基质产生形变，此时先用荧光显微镜的普通光源拍摄细胞贴附到基质上的细胞图片，再用荧光光源拍摄基质图片，用1M的NaOH杀死细胞，使细胞脱离基质表面，此时弹性基质将回复原位，再拍摄一张恢复原位的基质图片。将细胞脱离前后的基质形态变化图片，用MATLAB7．0专用白编程序进行比较分析即可测算出细胞牵引

4、力。Westembloting技术测定小鼠髌腱干细胞分化前后Ct．SMA的含量表达。小鼠髌腱干细胞分化以后，当形态上有了明显的变化形成成纤维细胞以后，其细胞牵引力会明显减小，平均减d"30％左右；与此同时13,．SMA的含量也发生了相应的变化。小鼠髌腱干细胞分化后细胞牵引力的减小表明干细胞在分化过程中细胞内的分子结构和组成沈阳大学硕士学位论文发生了显著变化，尤其是Q．SMA的含量发生了变化。这说明在分化过程当中，随着分化过程的进行，O【．SMA的基因表达受到了一定程度的限制。荧光抗体技术检测蛋白。利用间接荧光染色法检测蛋白结果显示：小鼠髌腱干细胞分化

5、前后，其内部的蛋白含量发生了明显的变化。小鼠髌腱干细胞分化后的蛋白的含量相对分化前的蛋白含量明显减少，而蛋白含量的减少，说明干细胞的细胞牵引力变小。关键词：髌腱，细胞牵引力，变化，CTFM沈阳大学硕士学位论文ThestudyonmechanicalcharacteristicsoftheprocessofPatellatendonstemcelldifferentiationAbstractCellsgenerateinternaltensileforcesthroughactomyosininteractionsandactinpolymeriza

6、tion，theyexerttractionsonextracellularmatrix．Thisintemaltensileforcesisreferredtoascelltractionforce(CTF)．CTFisregulatedbyintracellularproteinssuchasalpha-smoothmuscleactin(6c—SMA)andtransforminggrowthfactor。p(TGF-13)，itisanimportantphysicalparameterandisvitalformanybiologicalp

7、rocesses，includingmetastasis，inflammation，woundhealing，angiogenesis，cellshapemaintenance，andmechanicalsignalgeneration．ThestudyofcelltractionforcesenablesUStobetterunderstandthesecellandthemechanismsofthegrowth．Inthisstudy,Researcherwanttofindthemechanismofdifferentiationthroug

8、hmeasureingtheCTFofPatellatendonstemcellsbeforeandafte