人胚胎绒毛滋养细胞在子宫脉管系统逆血流迁移的血流动力学研究.pdf

Hemodynamic study on migration of human trophoblast cells against blood flow in uterine vasculature1 A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Doctor of Engineering by Liu Wanqian Supervisor: Prof. Deng Xiaoyan Major: Biomedical Engineering College of Bioengineering of Chongqing University , Chongqing, China March 2008 1 This Work was supported by a grant-in-aid from the National Natural Science Foundation of China (No. 中文摘要 摘 要 在人胎盘发育过程中，滋养层细胞对子宫内膜血管的入侵至关重要，它是子 宫的脉管系统进行重构的必须条件, 而子宫脉管系统的重构对于确保胎儿胎盘系 统得到充足的血液供应具有非常重要的意义。滋养层细胞的整个入侵过程是先进 入毛细血管、再迁移至子宫螺旋动脉并在此过程中对子宫动脉血管系统进行重构。 这一迁移过程提示，滋养层细胞的迁移方向是与血液的流动方向相反的,即滋养层 细胞是逆血流而上的。为了弄清滋养层细胞在妊娠过程中的生理作用以及入侵子 宫脉管系统的机理，学术界已做了大量卓有成效的工作，但是关于滋养层细胞在 血管系统中逆流迁移机制的研究却极其有限。在体内，血流环境作为滋养层细胞 生物学行为和生理功能的重要潜在调节因素对其迁移行为的调节具有举足轻重的 意义；同时，环境因素对细胞分裂/增殖、分化、凋亡和迁移等行为的影响也是当 前细胞生物学和生物力学中的一个研究热点。因此，为了深入了解和认识体内滋 养层细胞逆血流迁移行为和调节机制，本文以平板流动腔为加载方式模拟子宫脉 管系统血流环境，从血流动力学角度对两个问题进行了初步的探讨：1）滋养层细 胞在血管中移动的方向性是由什么决定的？2 ）它们逆血流而上的动力或者说它们 逆血流而上的方式是什么？并从细胞粘附分子的角度分析了滋养层细胞 β1 整合素 的表达与其迁移行为的相关性。本论文的具体研究工作和结论如下： 首先，本文建立了一种简单稳定的人体滋养层细胞原代培养方法。结果表明： 采用胰酶+DNA 酶辅助消化的方法可显著提高原代培养滋养层细胞的产量；同时， 通过 Percoll 非连续梯度离心以及相应的差速贴壁和机械刮除等纯化步骤后得到的 滋养层细胞纯度相对较高，可达 95 % 以上，且细胞形态单一，生长稳定，细胞活 力强。这说明本文采用的方法适合滋养层细胞的分离、纯化和体外培养。 其次，本文研究了流动剪切应力对滋养层细胞迁移行为的影响。结果表明： 在无流动条件下，滋养层细胞表现出持续无方向性的位置变化，但并未发现在单 一方向上的显著性迁移现象。在 7.5、15 和 30dyne/cm2 的剪切应力作用下，滋养 层细胞的平均运动速度和 X 轴（剪切应力方向）上的绝对位移都随剪切应力水平 的增加而呈显著的线性增加趋势。同时，滋养层细胞在 X 轴垂直方向上的位移却 并未为零，特别是在 6-12h 这段时间内细胞运动趋于稳定，表现出了一定的自主性 迁移行为。在剪切应力作用下，细胞膜流动性的改变和敏感离子信号通道的阻断 可显著的下调滋养层细胞的迁移速度和在 X 轴垂直方向上的净位移。这些结果表 明剪切应力调控了人体滋养层细胞的迁移