海藻酸钠水凝胶用于神经干细胞定向诱导分化的研究

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1、硕士学位论文海藻酸钠水凝胶用于神经干细胞定向诱导分化的研究STUDYOFALGINATE-BASEDHYDROGELSFORNEURALSTEMCELLSINDUCEDDIFFERENTIATION刘祎哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：R318.08学校代码：10213国际图书分类号：615.4密级：公开理学硕士学位论文海藻酸钠水凝胶用于神经干细胞定向诱导分化的研究硕士研究生：刘祎导师：田维明教授申请学位：理学硕士学科：生物医学工程所在单位：生命科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:R318.08U.D.C:615.4DissertationfortheMasterDegreeinScienceSTUDYOFALGINATE-BASEDHYDROGELSFORNEURALSTEMCELLSINDUCEDDIFFERENTIATIONCandidate：LiuYiSupervisor：Prof.TianWeimingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：BiomedicalEnginee

3、ringAffiliation：SchoolofLifeScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要中枢神经难以再生使得中枢系统损伤疾病严重影响着人类的健康，干细胞具有自我更新和分化为多种细胞的潜能为治疗中枢神经损伤性疾病提供了新的治疗方案。然而干细胞移植面临着成活率低和有效分化率低的难题。本课题针对干细胞移植的两大难题，研

4、究了两套神经干细胞三维移植的水凝胶系统，从多个方面解决干细胞移植问题。制备不同氧化度的部分氧化的海藻酸钠，利用部分氧化的海藻酸钠与明胶形成可注射的水凝胶，通过显微形貌、流变力学进行筛选，并对筛选的低氧化度部分氧化海藻酸钠水凝胶材料进行生物相容性测试。并结合包覆小分子药物TWS119的明胶纳米微球形成生物活性复合水凝胶，并制作不同载药梯度进行测试对神经干细胞诱导分化作用，结果表明可定向诱导90%左右向神经元分化。生物活性复合水凝胶系统可以提高移植细胞的成活率和有效分化率，但无法诱导分化为多巴胺能神经元，尤其是针对

5、帕金森作用的A9多巴胺能神经元。针对帕金森疾病A9多巴胺能神经元的缺乏和干胞移植的两大难题，课题设计了双层智能水凝胶系统，课题研究了神经球的定向诱导分化水凝胶并作为双层系统的外层，并制备了促进细胞增殖、粘附和细胞迁移一体的智能水凝胶材料作为双层系统的内核。外层分化层固定化Cripto-1封闭性抗体可实现神经干细胞向多巴胺能神经元尤其A9多巴胺能神经元分化，并形成神经元的网络。内层材料接枝RGD多肽促进了神经干细胞增殖、粘附，根据细胞增殖情况和MMP分泌情况接枝MMP底物促进细胞迁移躲避炎症反应高发期，炎症反应高

6、发期后细胞迁移至外层被诱导分化，从而行使功能。关键词：定向诱导分化；神经干细胞；帕金森；水凝胶-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractCentralnervoussysteminjuryseriouslyinfluencesourhumanbeingsduetoundegeneratedcentralnervoussystem.Usingself-renewstemcellssupplyapromisingstrategyforcuringcentralnervousdisease.Howevers

7、temcelltransplantationhastwochallenges,oneisthepoorsurvivalrate,andanotherislimitedefficientdifferentiation,forexample,only5%neuralstemcellsdifferentiationintoneuronsinvivowithoutanytreatment.Aimingatthetwochallenges,wedesignedtwohydrogelsforneuralstemcellst

8、ransplantationtosolvetheproblemsfromseveralaspects.Differentdegreeofoxidizedpartialoxidationofsodiumalginatewerepreparedatfirst,choosethebestonebystiffnessandmicro-topography.CombinewithTWS119na