生物3D打印的微环境诱导乳腺祖细胞向汗腺细胞分化的研究

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xxiihhaa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的(1)探究小鼠汗腺细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白在二维(two-dimensional,2D)培养环境下对小鼠乳腺祖细胞(Mammary Progenitor Cells,MPCs)体外分化过程中的作用。(2)探究生物三维(three-dimensional,3D)打印的汗腺微环境对MPCs在体外分化过程中的作用,为应用组织工程技术构建体外适宜的细胞生长微环境提供可靠的理论基础。(3)探究MPCs在体外构建的汗腺微环境中的分化方向,为体外构建能定向诱导细胞分化的理想微环境提供新的研究思路。(4)探究生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs分化的可能机制,为生物3D打印汗腺微环境在临床中的应用提供理论基础。方法(1)取新生小鼠足部匀浆作为汗腺细胞外基质蛋白的来源。分别提取新生小鼠的MPCs和成年小鼠的汗腺细胞,通过查阅大量文献并利用免疫荧光染色技术筛选出MPCs与汗腺细胞中所表达的差异蛋白即汗腺发育过程中的钠/钾通道蛋白(Adenosine Triphosphate 1a1,ATP1a1)。MPCs在2D环境条件下培养时向培养基中加入汗腺细胞外基质蛋白,收集细胞后采用免疫荧光和反转录定量聚合酶链反应(Real-time Quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术检测其差异蛋白的表达情况从而探究汗腺细胞外基质蛋白在2D培养环境下对MPCs分化的作用。(2)明胶和海藻酸钠经磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline,PBS)充分溶解后按比例配制成可打印的生物墨水并加入汗腺细胞外基质蛋白,包裹MPCs后利用生物3D打印技术将其打印成多层网格状从而构建体外汗腺微环境模型。对照组设置为与实验组相比无汗腺细胞外基质蛋白组和未打印组。光镜下观察各组细胞在微环境中的增殖发育情况。通过免疫荧光分析和RT-qPCR技术检测MPCs中差异蛋白的表达情况并探究生物3D打印的汗腺微环境对MPCs分化的影响。(3)分离提取在生物3D打印的汗腺微环境中培养7和14天的MPCs,应用免疫荧光染色和RT-qPCR技术分别在蛋白和分子水平上检测经诱导后的细胞中汗腺腔上皮和肌上皮细胞特异蛋白CK8和CK14的表达情况,并进一步通过免疫荧光双染的方法观察诱导细胞中两种特异蛋白与差异蛋白ATP1a1共定位的结果,从而进一步探究MPCs在生物3D打印的汗腺微环境中的分化方向。(4)前期实验成果及查阅文献证明小鼠汗腺发育过程中涉及的信号转导通路包括EDA、NF-κb、Shh信号通路等。收集在汗腺微环境中诱导7和14天的细胞,应用RT-qPCR技术分析以上通路在诱导后细胞中的表达情况。筛选出表达明显上调的信号通路并在诱导过程中加入该信号通路的抑制剂,应用RT-qPCR技术来进一步检验此信号通路在诱导后细胞中的表达情况,从而探究生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs向汗腺分化的相关机制。根据文献报道,测定微环境的硬度,推测微环境硬度对MPCs分化方向的影响。结果(1)2D培养环境条件下,无论培养环境中是否添加汗腺细胞外基质蛋白,MPCs中汗腺细胞特异蛋白ATP1a1的表达均为阴性。结果表明汗腺细胞外基质蛋白在2D培养环境下不能特异性诱导MPCs向汗腺细胞分化。(2)对照组中培养的细胞其免疫荧光和RT-qPCR结果均显示其无明显的特异蛋白ATP1a1表达。而培养在生物3D打印后的汗腺微环境中的MPCs表达差异蛋白ATP1a1,并在诱导第14天时表达有明显的上调。免疫荧光染色结果显示乳腺细胞特异表达的蛋白雌激素受体α(Estrogen Receptor-α,ER-α)在ATP1a1表达上调的细胞中其表达水平较未诱导时有明显的降低。分光光度计分析结果显示使用的汗腺细胞外基质蛋白中无残留的细胞成分,因此排除了汗腺相关细胞对这一诱导过程的干扰作用。这一结果证明了生物3D打印的汗腺微环境可以诱导MPCs向汗腺细胞特异分化,使生物3D打印在汗腺再生中具有重要意义。(3)免疫荧光和RT-qPCR结果进一步显示,MPCs经生物3D打印的汗腺微环境诱导14天后,细胞中CK8的表达特异性上调。免疫荧光共定位结果示诱导后的细胞中ATP1a1与CK8共表达而与CK14无共表达现象。综上可知,本实验构建的生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs向汗腺腔上皮细胞方向特异性分化,为构建理想的体外细胞和组织发育的微环境提供了新的思路。(4)RT-qPCR结果证明Shh信号转导通路在生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs向汗腺细胞分化的过程中的表达量明显上调。微环境经Shh信号通路的抑制剂处理后,RT-qPCR结果显示,在培养第14天时细胞中ATP1a1与CK8的表达量明显低于未经抑制剂处理的细胞。此结果证明了Shh信号通路在生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs向汗腺细胞分化过程中具有重要作用,为进一步研究体外汗腺再生奠定了坚实的基础。而微环境硬度的检测结果显示对照组硬度约是实验组的2倍,根据相关文献推测硬度较小的实验组微环境更有利于诱导MPCs向汗腺腔上皮细胞方向分化。结论本实验对生物3D打印的汗腺微环境诱导MPCs向汗腺细胞分化的过程进行了研究并对其相关机制进行了初步探索。发现汗腺细胞外基质蛋白结合生物3D打印所构建的汗腺发育特异的体外微环境与2D环境和未经打印的三维环境相比可以有效诱导MPCs向汗腺腔上皮细胞分化并且有功能性蛋白的表达。其中Shh信号通路在这一诱导过程中发挥了重要作用。微环境的硬度也可能影响了MPCs的分化方向。本实验为今后利用生物3D打印技术构建理想的微环境和体外汗腺的再生提供了良好的理论基础和新的思路。
其他文献
光谱精密测量技术可用于原子核尺寸的精密测量,天文观测谱线的分辨以及天体、实验室装置中等离子体状态诊断,原子结构的高精度理论计算为其实验提供可靠的基本参数。一方面促
桅杆机构是星表探测器上用来承载高精度摄像机的可展开机构,其具有多个自由度可以实现灵活的姿态调节。为了减轻航天器重量、降低发射成本,桅杆机构多采用层合复合材料制作而成,其材料密度低、强度较高,但其大柔性小阻尼的特点使得桅杆机构在工作过程中大范围姿态调整运动与自身弹性变形间发生显著的耦合作用,由此激发的振动与非线性变形会对桅杆机构末端的设备仪器的工作质量带来不可避免的影响。故本文主要针对经历姿态调整运
随着“一带一路”战略的实施,越来越多的中国企业走出国门,直接在海外设厂生产,从而面临海外技术管理问题,因此,技术管理类文件翻译在其中有着辅助作用。在影响企业拓展海外市场的众多问题中,技术管理文件的翻译是其中之一,问题主要源于技术管理文件的独特文本特征,既有信息文本的特征,又有法律文本的规定性。因该领域并未引起国内学者的重视,所以缺乏可资借鉴的相关成果。本研究拟以翻译目的理论作为指导,以《云南金沙矿
近年来,随着半导体技术的发展,新型半导体材料的应用,船舶搭载电力设备的先进程度不断提高,这些因素对未来舰船提出了更高要求同时也带来了巨大的发展空间,使得以中压直流为主要特点的船舶综合电力系统受到了广泛关注。本文以船舶中压直流配电系统为目标,从潮流计算和故障重构两方面对其进行研究。首先,研究配电网潮流计算模型和算法。通过建立DC-DC电压变换器和AC-DC、DC-AC换流器非理想状况下统一的稳态数学
老挝位于中南半岛北部的内陆国家,北邻中国,南接柬埔寨,东临越南,西北达缅甸,西南毗连泰国。日益紧靠的中老关系,让越来越多的老挝人更加有机会跟兴趣接触到中国,并参与到跟中国相关的生活跟工作中去。老挝的汉语教育不断发展,紧随其后的就是老挝人对学习中文的热潮。琅勃拉邦省是老挝北部的重要城市,与中国相邻。在文化、经济尤其是旅游业上对跟中国之间的沟通往来都是极为密切的。学好汉语对于老挝琅勃拉邦省来说重要性比
煤炭是目前世界上最重要的一次能源,在我国的能源结构上有着十分重要的地位。研究煤炭燃烧机理,发展清洁高效的燃煤技术成为了当下节能减排迫在眉睫需要解决的难题。煤炭由于其本身的结构以及成分复杂,其燃烧反应包含多相物理化学反应过程,对机理研究带来了非常大的困难。PLIF技术具有高时间、空间分辨率、高灵敏度等优点,在研究煤粉着火燃烧特性方面获得了许多重要的成果。OH-PLIF技术是通过ICMOS相机探测火焰
结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是一种常见的严重危害人类健康的消化系统疾病。近年来,其发病率和死亡率在世界范围内呈上升趋势,成为我国乃至世界面临的最主要的公共健康问题之一。常规治疗方法如手术、放化疗等由于适应症局限和疗法的自身缺陷限制了它们在结肠癌中晚期患者中的应用,因此研制安全、有效的结肠癌治疗方法成为亟待解决的关键问题。抗血管生成疗法一直是实体肿瘤研究的热点之一,主要通过
低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是一类性能逼近香农限的纠错码,也是当今信道编码领域的研究热点之一。由于LDPC码可以并行译码,缩短了译码时延,便于硬件实现,并且在中短码长情况下具有很大优势,因此被诸多已知通信标准采用,包括数字电视卫星广播第二代标准扩展(Digital Video BroadcastingSatellite Second Generat
软体执行器和微马达都是将各种形式能量转化为机械能的装置,可分别实现可控的形变和自推进运动,在诸多领域具有良好的应用前景。聚对苯撑苯并双噁唑(Poly(p-phenylene benzobisoxazole),PBO)纤维是一种高性能聚合物纤维材料,具有优异的机械性能和热稳定性等性能。近年来,PBO纳米纤维及其薄膜、气凝胶等形态的复合材料已在阻燃材料和界面水蒸发等领域展现了应用的可能。构建基于PBO
随着微纳制造技术的迅速发展,微流控装置已广泛应用于实现多种颗粒的精确输送和放置。迄今为止,流体动力学、声场、光镊等技术已经被证明是控制微通道内粒子运动的有效方式。其中,基于电场驱动的粒子操纵技术由于其通用性和适应性,以及其易于操作和集成的特性备受青睐。在各种电场操纵方式中,诱导电荷电渗(Induced charge electroosmosis,ICEO)由于其微尺度流动特性和优良的操控特性而受到