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組織修復(fù)與再生材料課題組在材料調(diào)控細(xì)胞遷移分化行為方面取得系列進(jìn)展
2015-05-15  來(lái)源：中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：生物材料 組織修復(fù)

　　傳統(tǒng)生物材料本身是沒(méi)有生命的。在材料的誘導(dǎo)再生過(guò)程中，細(xì)胞（包括干細(xì)胞和成熟的體細(xì)胞）與材料的相互作用，尤其是在材料中的遷移和分化是組織再生的重要前提。與體外的單一細(xì)胞遷移模型不同，真正的組織修復(fù)過(guò)程中往往涉及到多種細(xì)胞的參與，有些細(xì)胞的遷移是利于組織再生的，也有一些會(huì)對(duì)組織的再生起副作用。例如，神經(jīng)修復(fù)過(guò)程中，神經(jīng)細(xì)胞的伸長(zhǎng)和遷移是必要的，而成纖維細(xì)胞向受損部位遷移則會(huì)導(dǎo)致組織纖維化，抑制神經(jīng)再生。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了[2-（甲基丙烯；趸┮一鵠二甲基-（3-磺酸丙基）氫氧化銨）]/KHIFSDDSSE多肽（PDMAPS/KHI）互補(bǔ)梯度，并研究了其和對(duì)施旺細(xì)胞（SCs）和成纖維細(xì)胞（FIBs）的選擇性誘導(dǎo)作用。我們定義KHI密度增大，即PDMAPS密度減小的方向?yàn)樘荻鹊恼较。梯度能有效誘導(dǎo)施旺細(xì)胞的定向遷移，但是對(duì)成纖維細(xì)胞的遷移有抑制作用。

 

　　題為“A complementary density gradient of zwitterionic polymer brushes and NCAM peptides for selectively controlling directional migration of Schwann cells”的論文發(fā)表于生物材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Biomaterials（IF: 8.312）上。本課題組已經(jīng)畢業(yè)的任探琛博士做出了主要的貢獻(xiàn)、于珊博士生參加了本研究并做了有益的貢獻(xiàn)。
　　Ren TC, Yu S, Mao ZW, Gao CY. A complementary density gradient of zwitterionic polymer brushes and NCAM peptides for selectively controlling directional migration of Schwann cells. Biomaterials 2015, 56, 58-67.
  之前本課題組已在模型表面構(gòu)建了多種信號(hào)梯度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞遷移速度和方向的調(diào)控。但尚未將所建立的方法和技術(shù)應(yīng)用到更復(fù)雜和更高級(jí)的生物材料表面。于珊博士生首先對(duì)聚己內(nèi)酯薄膜表面進(jìn)行梯度氨基，引入氨基的密度梯度。隨后通過(guò)戊二醛偶聯(lián)的方法固定明膠分子密度梯度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞粘附額遷移行為的調(diào)控。

　　題為“Preparation of gelatin density gradient on poly(ε–caprolactone) membrane and its influence on adhesion and migration of endothelial cells”的論文發(fā)表于膠體界面領(lǐng)域核心期刊Journal of Colloid and Interface Science（IF: 3.552）上。
　　Yu S, Mao ZW, Gao CY. Preparation of gelatin density gradient on poly(e-caprolactone) membrane and its influence on adhesion and migration of endothelial cells. Journal of Colloid and Interface Science, 2015, 451, 177-183.
　　要利用材料調(diào)控干細(xì)胞分化，必須首先明確材料學(xué)因素對(duì)干細(xì)胞分化行為的調(diào)控規(guī)律，尤其是多種因素的協(xié)同作用。而之前的研究主要集中在闡明干細(xì)胞在一種材料性質(zhì)的誘導(dǎo)下分化的行為，例如模量或化學(xué)組成。因此有必要研究當(dāng)兩種材料的信號(hào)同時(shí)存在情況下，干細(xì)胞的分化行為。由于材料的硬度和化學(xué)信號(hào)分子如阿侖膦酸鈉（一種成骨誘導(dǎo)因子）已經(jīng)被認(rèn)為可以調(diào)控干細(xì)胞的分化方向，所以我們希望能夠?qū)⑦@兩種材料信號(hào)組合起來(lái)，考察干細(xì)胞在這兩種信號(hào)共同作用下（協(xié)同或拮抗）的分化行為。
　　姜朋飛博士生制備了模量和阿侖膦酸鈉密度均可調(diào)節(jié)的明膠水凝膠材料，用于考察物理和化學(xué)因素對(duì)干細(xì)胞分化的協(xié)同和對(duì)抗作用。發(fā)現(xiàn)提高水凝膠的硬度和增加其上的阿侖膦酸鈉均有利于材料調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。當(dāng)物理和化學(xué)因素互相對(duì)抗時(shí)，對(duì)干細(xì)胞分化的影響依賴于阿侖膦酸鈉分子的濃度：其濃度較低時(shí)，模量的影響較大；其濃度較高時(shí)，化學(xué)分子的影響較大。

　　題為“Combinational effect of matrix elasticity and alendronate density on differentiation of rat mesenchymal stem cells”的論文發(fā)表于生物材料領(lǐng)域核心期刊Acta Biomaterialia（IF: 5.684）上。
　　Jiang PF, Mao ZW, Gao CY. Combinational effect of matrix elasticity and alendronate density on differentiation of rat mesenchymal stem cellss. Acta Biomaterialia 2015, 19, 76-84.
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（責(zé)任編輯：xu）
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