细胞外基质硬度诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的分子机制研究

《细胞外基质硬度诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的分子机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：R36单位代码：10183研究生学号：2013711022密级：公开作者姓名吉林大学博士学位论文吉林孙美玉大学2018年6月细胞外基质硬度诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的分子机制研究MechanismofExtracellularMatrixStiffnessRegulatingOsteogenicDifferentiationofBoneMarrowMesenchymalStemCells作者姓名：孙美玉专业名称：病理学与病理生理学研究方向：干细胞组织工程指导教师：李玉林教授学位类别：医

2、学博士培养单位：基础医学院论文答辩日期：2018年5月31日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家副高级复旦大学主席王丽颖教授吉林大学盲审专家副高级武汉大学委员焦宇飞教授哈尔滨医科大学盲审专家副高级南京大学李庆昌教授中国医科大学孙连坤教授吉林大学全成实教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但

3、纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版

4、章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：病理学与病理生理学论文题目：细胞外基质硬度诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的分子机制研究作者签名：指导教师签名：2018年月日作者联系地址：作者联系电话：中文摘要细胞外基质硬度诱导骨髓间充质干细胞成骨分化

5、的分子机制研究细胞外基质硬度通过调控细胞的粘附、增殖、迁移进而对细胞的分化产生重要影响。不同的基质硬度可使骨髓间充质干细胞(BoneMarrowMesenchymalStemCells,BM-MSCs)分别向神经细胞、脂肪细胞、肌细胞和成骨细胞方向分化。然而，细胞外的物理信号如何转译成细胞内信号调控干细胞分化的分子机制所知甚少。本研究基于基质硬度诱导BM-MSCs成骨分化的基础上，应用动态力学反应仪检测构建的基质凝胶硬度，RT-qPCR检测实验过程中基因水平的变化，WesternBlot检测蛋白

6、水平的变化以及iTRAQ技术筛选蛋白组学水平的差异蛋白。重点探索硬基质诱导BM-MSCs成骨分化早期蛋白质组学的变化，旨在从蛋白水平研究基质硬度调控BM-MSCs成骨分化的分子机制。所得结果如下：（一）成功构建了不同硬度的基质凝胶（13-16kPa，35-38kPa，48-53kPa和62-68kPa）。构建的基质凝胶经肉眼观测，发现随着基质硬度的增高，颜色逐渐由透明变为不透明；扫描电镜观察，凝胶表面平坦光滑但能够看到纳米级孔隙，并且随着基质硬度的增加孔隙逐渐增大。当凝胶表面均匀铺有2ug/cm

7、2纤连蛋白时，经肉眼观测凝胶表面依旧平坦光滑，但电子显微镜显示纤连蛋白能够覆盖凝胶表面纳米级孔隙。此时的凝胶使细胞粘附和铺展。虽然聚丙烯酰胺凝胶已经被证实为无毒材料，但是制备过程中未结合的游离丙烯酰胺单体对细胞增殖有抑制作用。因此分别在第24,48及72h提取四种硬度的凝胶浸提液分别培养hBM-MSCs72h后，以普通培养液培养的细胞作为对照组，用CCK8检测细胞活性，发现用浸提液培养的细胞活性与对照组相比并无显著差异。说明凝胶中的丙烯酰胺单体含量微弱，不足以降低细胞的增殖活性，能够用于后续实验

8、研究。（二）将分离提取的小鼠BM-MSCs进行分离培养鉴定。在不同硬度的凝胶上，细胞的形态发生了类似于神经、肌、成骨细胞的形态。并且随着基质硬度增高，细胞的粘附能力和增殖能力逐渐增高。检测自我更新能力标记物Sox2和Oct4的表达，结果发现，在培养4小时至1周内，Sox2在13-16kPa和62-68kPa上表达较低，而在48-53kPa上表达较高。在培养的第4小时，Oct4在13-16kPa上表达显著高于48-53kPa，而在其它时间点，各组之间均无显著差异。说明在48-53kPa上，细胞的自