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鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架的研制及其在人脐带间充质干细胞培养和皮肤修复中的应用

鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架的研制及其在人脐带间充质干细胞培养和...

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作者：汪多华中农业大学

学位级别：硕士

生物聚合物支架培养是目前常见的三维培养(Three-dimensional culture,3D culture)方式之一,它能给细胞提供更大的生长空间,更好的通信环境。基于如何增强胶原类三维支架的机械强度,我们创新性提出制备鲑鱼鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架,为... 详细信息

生物聚合物支架培养是目前常见的三维培养(Three-dimensional culture,3D culture)方式之一,它能给细胞提供更大的生长空间,更好的通信环境。基于如何增强胶原类三维支架的机械强度,我们创新性提出制备鲑鱼鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架,为细胞提供更好的三维培养环境。同时探究在此支架提供的三维培养条件下,人脐带间充质干细胞(Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,hUC-MSCs)的特性变化以及hUC-MSCs来源的外泌体(Exosome,Exo)对D-半乳糖导致的小鼠皮肤亚急性衰老的修复作用。研究结果如下:1、鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架的建立使用酶提取、盐析和透析对鲑鱼鱼皮胶原进行提取和纯化,鱼皮胶原中胶原含量约为92%,胶原中I型胶原的含量在90%以上,且胶原三维结构完整。本实验使用EDC/NHS交联的方式,通过调整交联浓度以及鱼皮胶原、壳聚糖和果胶的占比,获得形态和细胞黏附效果最优的支架。复水后的支架外观呈乳白色,柔软且具有一定的弹性,按压不破,吸干水分后复水能恢复原状,具有比较好的柔韧性;支架具有良好的吸水能力和保水能力,孔径大小在30μm-260μm之间。2、鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架具有良好的细胞相容性CCK-8和Calcein/PI染色结果显示,鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架无细胞毒性,细胞能在支架上正常黏附生长。3、鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架提升人脐带间充质干细胞特性ELISA结果显示,三维培养条件下,hUC-MSCs分泌的血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(b FGF)和转化生长因子-β(TGF-β)相对于二维培养(Two-dimensional culture,2D culture)显著升高;荧光定量结果显示,三维培养的hUC-MSCs的干性基因Sox2、Oct4和Nanog的表达水平相较2D培养显著上调,说明3D培养的hUC-MSCs维持了较好的干性。4、鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架培养增强人脐带间充质干细胞来源外泌体对皮肤衰老的修复作用将C57BL6/J小鼠随机分组,采用D-半乳糖建立亚急性皮肤衰老模型,治疗结果显示,hUC-MSCs-3D-Exo促进皮肤细胞的增殖和胶原的生成,增加皮肤中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性和降低皮肤衰老标志蛋白P16表达的能力比hUC-MSCs-2D-Exo更好,说明hUC-MSCs-3D-Exo治疗下皮肤衰老修复效果更好。

关键词：鲑鱼鱼皮胶原鱼皮胶原-壳聚糖-果胶支架三维培养人脐带间充质干细胞外泌体皮肤修复

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