不同頻率之往復雙軸拉伸對於含纖維母細胞之膠原蛋白凝膠的影響

Abstract

機械性質的不足在天然聚合物所製備的人工組織的一大問題，在先前的研究當中機械力的刺激已經被證實在提高人工組織的機械性質與促進胞外基質的重塑上扮演重要的作用。本研究使用含細胞之膠原蛋白凝膠為模型，將之培養在頻率不同之動態力學刺激當中，這包括了定應變之等雙軸往復式拉伸 （CES-7%; CES-20%）以及動態單軸往復式拉伸（CSBS），自由懸浮培養與等雙軸固定拉伸則作為對照組。在六天的培養後，我們以非線性光學顯微鏡之二倍頻與雙光子吸收分別觀察膠原蛋白纖維及細胞，以組織染色觀察其細胞並且使用H&E染色影像來分析細胞的排列分布程度，也以免疫組織化學染色觀察其細胞增生、凋亡以及平滑肌動蛋白的表現，及以Western-Blot定量平滑肌動蛋白表現。我們發現，高頻率（1 Hz）的動態拉伸與低頻率（0 4 Hz）的動態拉伸對於細胞的排列程度上沒有顯著的差異，在受雙軸刺激的區域中，細胞的排列程度高低為CSBS＞CES-20%＞CES-7%；此外在受單軸刺激的區域當中，細胞的排列程度高低為CES-20%＞CSBS＞CES-7%。並且我們在非線性光學顯微鏡之二倍頻與雙光子吸收觀察膠原蛋白纖維的排列也發現，受到單軸刺激的區域膠原蛋白凝膠纖維會明顯朝著受拉伸的軸平行排列。於細胞的型態和分化上，動態拉伸（CES-7% ; CES-20%和CSBS）細胞增生的表現量較等雙軸固定拉伸培養來的不明顯，Apoptosis則在自由懸浮凝膠內的細胞有高度表現，在動態力學拉伸的情況下則較無表現。而於?-SMA的表現則為CES-20%高度表現，而等雙軸固定拉伸則無明顯表現，但於較小應變CES-7%和CSBS之動態力學培養則又再次表現?-SMA。綜合以上，動態刺激的頻率高低對於含細胞之膠原蛋白凝膠之胞外間質的微結構與細胞的表現型有關，而動態力學刺激的培養對於組織的發展與條細胞型態表現較為劇烈。

Date of Award	2015 Jul 23
Original language	Chinese
Supervisor	Jin-Jia Hu (Supervisor)