三棕榈酸甘油酯疏水分型表面：重塑星形胶质细胞形态与功能的新探索.docxVIP

三棕榈酸甘油酯疏水分型表面：重塑星形胶质细胞形态与功能的新探索

一、引言

1.1研究背景

细胞生长的外环境对其生长形态和功能有着至关重要的影响。在体内，细胞被复杂的细胞外基质所包围，这种环境影响着细胞的极化、生长以及运动。因此，在细胞组织工程或体外实验中，构建与体内相似的细胞外环境，使细胞保持接近体内的形态，对于了解细胞在生理状态下的功能特征以及评估其在病理状态下的作用具有重要意义。

星形胶质细胞作为中枢神经系统中数量众多的一类细胞，通过其复杂精细的星形结构与神经元密切接触，在维持中枢神经系统的功能方面发挥着不可或缺的作用，涉及突触形成和成熟、离子和神经递质稳态、血脑屏障以及神经元代谢等多个方面。然而，传统的体外培养方法使用的聚苯乙烯合成培养瓶皿表面或其它普通表面，属于二维培养环境，对水或培养基缺乏疏水性，接触角在30度左右。细胞在这样的表面上受到的限制较小，常常呈现平铺的形态，导致其失去典型的多突起星形形态，而变为扁平少突起的形态，功能特征也随之发生变化。这种差异使得我们难以通过传统培养方法深入了解星形胶质细胞在体内的真实功能和特性。

一直以来，研究者们不断寻求能够维持细胞自然形态的体外培养方式。三维培养作为研究热点，虽在模拟体内环境方面有一定优势，但也存在诸多不足。例如，用于细胞培养的底物配制麻烦且不易控制，同一底物用于同一细胞培养可能产生不同结果，重复性欠佳；培养时细胞存活率可能受到影响，对于研究单种细胞的结构功能而言，目标细胞生长在培养基质内导致观察困难，培养方式也相对复杂，因此在单种或单个细胞研究中的应用受到限制。

为了克服传统培养方法的缺陷，本研究引入三棕榈酸甘油酯疏水分型表面。三棕榈酸甘油酯（PPP）具有独特的物理化学性质，可通过特定方法制备出具有不同分形维数和疏水程度的表面，以此模拟脑内的分形环境。这种疏水分型表面有望为星形胶质细胞提供更接近体内的生长环境，从而为研究星形胶质细胞的形态和功能提供新的途径。

1.2研究目的和意义

本研究旨在深入探究三棕榈酸甘油酯疏水分型表面对星形胶质细胞形态与功能的具体影响。通过将星形胶质细胞培养在具有不同分形维数和疏水程度的三棕榈酸甘油酯表面，对比传统培养表面上细胞的形态和功能变化，明确该疏水分型表面对细胞增殖、形态特征、特征蛋白表达以及神经营养因子分泌等方面的作用。

本研究具有重要的理论和实践意义。在理论方面，有助于深入理解细胞与生长外环境之间的相互作用机制，为细胞生物学领域提供关于星形胶质细胞在特定仿生环境下的形态和功能变化的新认识，丰富和完善细胞体外培养的理论体系。在实践应用中，三棕榈酸甘油酯疏水分型表面若能使原代培养的星形胶质细胞产生与体内相似的复杂形态及生物特征，将为星形胶质细胞的体外研究提供更为优良的条件，为相关疾病的研究，如神经退行性疾病、脑损伤修复等，提供更可靠的细胞模型，有助于开发新的治疗策略和药物筛选方法。此外，该研究成果还可能推动细胞体外培养技术的改进，促进组织工程和再生医学等领域的发展。

二、三棕榈酸甘油酯疏水分型表面与星形胶质细胞概述

2.1三棕榈酸甘油酯疏水分型表面特性

三棕榈酸甘油酯（Triplamitin，PPP），又被称为棕榈精、甘油三（十六酸）酯等，其CAS号为555-44-2，分子式是C_{51}H_{98}O_{6}，分子量达807.339。从化学结构来看，它由一分子甘油与三分子棕榈酸通过酯化反应形成，这种结构赋予了三棕榈酸甘油酯独特的物理化学性质。在物理性质方面，三棕榈酸甘油酯呈现为无色针状结晶或白色粉末。其密度约为0.916，熔点处于66-68°C之间，沸点在759.8°C（760mmHg条件下），折射率为1.465，闪光点是286.1°C。它易溶于乙醚、苯和氯仿等有机溶剂，在21°C时，几乎不溶于乙醇（每100份无水乙醇中仅能溶解0.0043份），且不溶于水。

三棕榈酸甘油酯形成疏水分型表面的原理与表面的粗糙度和化学组成密切相关。根据Wenzel方程，对于具有一定粗糙度的实际固体表面，其润湿性由表面的化学组成和粗糙度共同决定。当疏水性物质的表面结构越粗糙，接触角越大。三棕榈酸甘油酯本身是表面自由能较低的物质，这为形成超疏水表面提供了基础。在制备过程中，通过特定的方法使其表面形成微/纳米级的粗糙结构，从而实现超疏水功能。

目前，制备三棕榈酸甘油酯疏水分型表面常用的方法是熔融-凝结法。具体操作如下：首先将三棕榈酸甘油酯铺在基板上制得平整表面，随后采用热处理等手段，使三棕榈酸甘油酯发生固-固相变，进而得到具有微/纳米级粗糙结构的表面。在这个过程中，通过控制加热温度、时间以及冷却速率等参数，可以调控表面的分形维数和疏水程度。例如，适当提高加热温度和延长加热时