【课件】生物英文文献的讲解PPT

NHDFs
在PCL和TCPs上生长hMSCs和 NHDFs，在3和8h时用AlamarBlue® 检测粘附的细胞 结果表明：hMSCs比NHDFs对基底硬度有更
高的敏感性。 分析原因：可能归因与两种细胞弹性的不
同,hMSCs是未分化的细胞， 表现出多能性；NHDFs是分化 的细胞,已经失去了弹性。
HUMAN MESENCHYMAL STEM CELLS DO NOT EXPRESS VINCULIN PROTEIN WHEN GROWN ON A VERY COMPLIANT SUBSTRATE
生物材料表面的蛋白吸附能力：生理液体中含大量 白蛋白和少量ECMs蛋白质（纤连蛋白FN、玻连蛋白VN 和层连蛋白LN等）。
生物材料表面电荷：在正电荷生物材料表面，细胞 的黏附呈现连续性。
生物材料表面的亲水－疏水平衡：疏水性表面对 蛋白质的吸附能力较强。
生物材料表面的拓扑（图案）结构：细胞根据材 料表面的拓扑形貌而取向生长。
SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS
Volume 13 (6) nov 23，2012 IF=3.752
汇报人：田洁
目录

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研究背景-组织工程支架材料
文献讲解
组织工程支架材料
概念： 能与组织活体细胞结合并能植入生物体的材料
hMSCs在MATRIGELTM上生长8h和24h后染色
结论：FA的蛋白（黏着斑蛋白、桩蛋白、踝蛋白）更易在较硬的基质上形成。
Localization and maturation of focal adhesions, actin cytoskeleton
in hMSCs and NHDFs cultured on PCL
（2）天然可降解无机材料。例如珊瑚是天然动物的骨骼，其 中99％是磷酸钙。再如，珊瑚羟基磷灰石（CHA）。它们都 具有天然珊瑚的多孔结构，有较好的孔隙率。能和靶细胞很好 的黏附，而不影响增殖、分化、成骨。但加工困难。
（3）合成可降解高分子材料。常用的可降解合成高分子材料 有聚乙二醇（PEG），聚甘油癸二酸酯(PGS)，聚乳酸（PLA ）,聚乙醇酸（PGA）,PLGA，聚己内酯（PCL）等。这类材 料的降解产物可在体内代谢排除，对机体无害，可塑性较好 。
hMSCs
hMSCs
NHDFs
HUMAN MESENCHYMAL STEM CELL MULTIPOTENCY ON PCL FILMS WITH DIFFERENT STIFFNESSES
成脂分化
生骨分化
软骨分化
结论
软的生物材料增强hMSCs和NHDFs的粘附
在不同的基底硬度上两种细胞的黏着斑成熟的调节不同
人工基底膜实验
细胞粘附分析实验 分化实验 免疫荧光染色和显微镜观察
hMSCs
STRUCTURE OF MATURE FO实C验A结L 果 ADHESIONS CELL ADHESION RATES OF (A) HMSCS AND (B) NHDFS ASSESSED BY ALAMARBLUE® ASSAY
功能： 为细胞提供获取营养、气体交换、排泄废物和
生长发育的场所，也是形成新的具有形态和功 能的组织、器官的物质基础。
组织工程支架材料的基本要求
• 良好的生物相容性 • 良好的生物机械性能 • 合适的生物降解性 • 良好的可塑性 • 可行的灭菌、消毒方法
组织工程支架材料主要包括：
（1）天然可降解高分子材料。如胶原（collagen），其本身就 是天然骨的组织成分。壳聚糖（chitosan），是甲壳素的衍生 物。还有明胶、琼脂、葡聚糖、透明质酸。降解产物易被机体 吸收，但强度和加工性能较差，降解速度无法调节。
生物材料表面的生物活性：生物材料表面具有整 连蛋白认同的配体是细胞识别并接受生物材料为“ 自体”ECM的关键。
细胞对物理环境的响应归根结底还是对力学刺激 的响应，细胞对基底硬度的影响过程涉及到细胞内部 的integrin和RPTP-α( 受体型酪氨酸磷酸酶-α)等聚 集构成,并与细胞骨架和胞外配基相连,因此它可以随 细胞骨架移动。
（4）合成可降解无机材料。常用的主要有磷酸钙水泥(CPC) ，羟基磷灰石(HA),磷酸三钙(TCP),生物活性陶瓷如生物活性 玻璃陶瓷(BCG),细胞外基质陶瓷类材料等。
（5）复合材料。常用的有聚乳酸－羟基磷灰石
生物材料表面对细胞的影响：
生物材料表面能：表面能较高（较亲水）的表面更 有利于细胞的黏附和铺展。
Mesenchymal stem cell adhesion but not plasticity is affected by high substrate stiffness
BY JANICE KAL VAN TAM, KOICHIRO UTO, MITSUHIRO EBARA, STEFANIA PAGLIARI,GIANCARLO FORTE AND TAKAO AOYAGI
基质硬度可以调节细胞骨架张力,并藉此通过整合 素调节胞内信号分子的活性。跨膜受体整合素及粘附 复合物使细胞、细胞骨架和胞外基质形成一个相互连 结的大骨架系统。
黏着斑（FOCAL ADHESION）的结构和 功能
感受细胞张力
黏着斑是肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式
SCHEMATIC OF CELL ADHESION(FA桥连ECM和肌动蛋白细胞骨架)
高的基底硬度不影响hMSCs的多能性
未分化的细胞hMSCs为例，对基底硬度有显著的敏感 性
培养在硬ECM后的干细胞的分化能力支持当前的模型
THANK YOU!
欢迎各位老师、同学批评和指正！
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1、在细胞与基质连接的早期，悬浮的细胞物理接触基底 2、细胞被动接触基底，开始感受基底的硬度 3、黏着斑的不成熟形式 4、细胞外基质连接细胞骨架的高分子聚合物
很多锚定蛋白和穿梭蛋白参与这个过程
材料和方法
不同硬度的PCL薄膜的制备
0.9、1.5、 50、133MPa
hMSCs和NHDFs两种细胞的培养