PLLA定向纳米纤维对PC12细胞分化影响的mRNA与microRNA水研究.docx

东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同：【作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在必威体育官网网址期内的必威体育官网网址论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登) 论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大 学研究生院办理。 研究生签名：纽导师签名也 万方数据 摘要 摘要 毕业论文题目：PLLA定向纳米纤维对PCI2细胞分化影响的mRNA与microRNA水平 研究 学校名称：东南大学 博士研究生姓名：俞亚东 导师姓名：吕晓迎教授 引导神经细胞正确的分化和成熟，使得神经细胞最终能行使其正常的功能，是神经 组织工程和神经干细胞治疗中一个至关重要的目标和方向。目前研究了多种纳微米尺度 下具有特定形貌(如微槽、纳米坑、纳米纤维等)的生物材料对神经细胞的影响。其中， 电纺定向纳米纤维因能模仿细胞外基质和提供适合的接触引导来帮助神经细胞分化及 神经突触生长，受到许多研究者的青睐。对于定向纳米纤维影响神经细胞分化的分子机 理研究，目前主要是采用传统的分子生物学技术来研究，发现了单个或少量发挥重要作 用的基因和蛋白质。然而在神经组织工程中进一步应用定向纳米纤维和设计对神经细胞 有可控能力的纳米纤维材料表面，需要全面深入地阐释定向纳米纤维影响神经细胞分化 的分子机理，而这离不开整体性大范围内了解基???或蛋白质的变化，传统的分子生物学 技术显然不能满足这一需要。近年来出现的高通量技术(基因表达谱芯片、测序等)和 系统生物学方法为从RNA、蛋白质、代谢物等层次，全面系统地了解生物材料对细胞 的影响和深入研究分子机理提供了强有力的技术方法支持。本论文的研究内容是课题组 申请的国家自然科学基金项目“定向纳米纤维诱导神经细胞生长机理的系统生物学研 究”的一部分，旨在通过综合运用基因表达谱芯片技术、SOLID测序技术、生物信息学 方法和分子生物学技术，从RNA水平(这里主要是mRNA和microRNA)系统分析电 纺左旋聚乳酸(PLLA)不定向／定向纳米纤维对PCI2细胞分化及mRNA、microRNA 表达谱的影响，揭示并验证PLLA定向纳米纤维影响PCI2细胞分化的分子机制，从而 拓宽人们对定向纳米纤维影响神经细胞分化分子机理的认识，为最终从系统生物学角度 阐释定向纳米纤维影响神经细胞分化的分子机制以及在神经组织工程等领域中设计和 应用纳米纤维打下基础。 本论文的具体工作如下： 1、采用静电纺丝技术成功制备出PLLA不定向／定向纳米纤维。由化学组成相同的 PLLA溶液均匀涂覆在聚苯乙烯基底上制得PLLA薄膜。使用扫描电镜、红外光谱仪等 对制得的三种PLLA基底(PLLA不定向纳米纤维、PLLA定向纳米纤维和PLLA薄膜) 进行表征，发现制备的PLLA不定向／定向纳米纤维粗细均匀且无串珠，PI，LA薄膜基本 光滑平整。PLLA定向纳米纤维具有明显的取向性。PLLA不定向／定向纳米纤维的直径 分别为238．68±5．77nm和217．83±7．00rim。三种PLLA基底的化学组成相同，均为左 旋聚乳酸。力学性能检测发现，纳米纤维的取向性对其拉伸强度有很大的影响，PLLA 定向纳米纤维的弹性模量(860．95+76．58MPa)显著大于PLLA不定向纳米纤维 T 万方数据 (131．71+13．71Mea)。 2、将分化中的PCI2细胞分别种植在PLLA薄膜(对照组)、PLLA不定向纳米纤 维(RF组)和PLLA定向纳米纤维(AF组)上，并从细胞活力、葡萄糖乳酸代谢、细 胞形态、神经突触长度等角度评价了PLLA纳米纤维对PCI2细胞的影响。结果显示， PLLA不定向／定向纳米纤维能提高PCI2细胞的活力和葡萄糖乳酸的代谢水平，同时 PLLA不定向／定向纳米纤维能影响PCI2细胞神经突触的伸展，尤其是PLLA定向纳米 纤维能显著促进PCI2细胞神经突触的生长，这提示PLLA定向纳米纤维可能有助于 PCI2细胞的分化。 3、进一步采用qRT-PCR技术检测PCI2细胞内GAP43基因(一种神经细胞分化的 标志基因)的表达，结果表明AF组中GAP43基因的表达水平显著高于对照组和RF组。 这一结果说明，与PLLA薄膜和PL