接枝密度梯度表面的構(gòu)建及其對細(xì)胞遷移行為的調(diào)控.pdf

1、細(xì)胞遷移是細(xì)胞的一個(gè)重要功能，在組織再生如血管生成、傷口愈合和骨形成過程中起關(guān)鍵作用。其中，血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)的遷移是治療心血管疾病的重要問題。
　　 本論文制備了不同分子量(MW2kDa、5kDa和10kDa)和接枝質(zhì)量(0-859ng/cm2)的聚乙二醇(PEG)表面，并采用X射線光電子能譜儀(XPS)和石英晶體微天平(QCM-D)等技術(shù)進(jìn)行了表征。VSMCs黏附和遷移主要是由PEG的接枝質(zhì)量而非分子量調(diào)控。VSMC

2、s在均勻的PEG表面無規(guī)遷移。它們的遷移速率隨著PEG接枝質(zhì)量的增加而先增大后減少；當(dāng)接枝質(zhì)量為300-500ng/cm2時(shí)，細(xì)胞遷移速率最快(～24μm/h)。對細(xì)胞的黏附強(qiáng)度、細(xì)胞骨架排列以及黏附相關(guān)基因和蛋白表達(dá)水平進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在PEG接枝密度適中的表面，細(xì)胞粘附力適當(dāng)，表現(xiàn)出最高的遷移速率。
　　 基于均勻PEG表面密度對細(xì)胞遷移的影響規(guī)律，采用注射法制備了PEG接枝密度梯度表面。由于PEG的阻粘作用，隨著其密度的增

3、加，VSMCs黏附的數(shù)量減少，細(xì)胞鋪展面積變小。梯度表面在一定程度上可以誘導(dǎo)VSMCs沿梯度方向取向和定向移動(dòng)。在PEG梯度表面構(gòu)建20μm條帶圖案，細(xì)胞趨化遷移和遷移的方向性得到進(jìn)一步提高。細(xì)胞遷移的方向性和趨化指數(shù)分別高達(dá)0.7和0.53，有69％的細(xì)胞定向遷移至PEG密度低的區(qū)域。
　　 為了更好地誘導(dǎo)細(xì)胞定向遷移，選用了生物活性更強(qiáng)的堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)進(jìn)行研究。通過肝素與bFGF之間特異性的相互作用在表面

4、上固定bFGF分子。制備了一系列均勻的bFGF表面，密度的變化范圍為0-295ng/cm2，免疫熒光染色技術(shù)證實(shí)了bFGF仍保留有生物活性。bFGF的密度對VSMCs的運(yùn)動(dòng)性影響顯著，卻對骨髓間質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)和內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的遷移無明顯影響。隨著bFGF密度的增加，VSMCs的遷移速率先增加隨后減小，在83ng/cm2達(dá)到最大(～22μm/h)。對細(xì)胞黏附、鋪展面積、細(xì)胞粘附力、細(xì)胞骨架排列和遷移相關(guān)蛋白的表達(dá)水平進(jìn)行了研究，

5、揭示在不同密度的bFGF表面，細(xì)胞的遷移是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號，特別是myosinⅡA的表達(dá)來調(diào)控的。
　　 基于上述研究，利用注射法制備了bFGF梯度。在梯度表面，bFGF的密度逐漸增加，從約130ng/cm2增加至300ng/cm2，斜率為17ng/cm2/mm。由于bFGF強(qiáng)的化學(xué)誘導(dǎo)性，細(xì)胞沿著bFGF梯度定向排列，約有60％的細(xì)胞與梯度方向夾角小于30°，約有25％細(xì)胞取向角小于10°。此外，bFGF梯度能有效誘導(dǎo)VS