製備相同孔隙度之不同勁度的聚丙烯醯胺膠體來研究基材勁度對誘導脂肪幹細胞的影響

Abstract

先前的研究有提到細胞外基質會藉由化學刺激及物理刺激的方式來調控細胞的行為，如細胞爬行、增生、分化、貼附等。其中化學刺激的方式主要是以可溶性因子以及細胞與基材接觸進而活化細胞表面受體的方式來調控細胞，而物理刺激則是以細胞外基質的硬度、形貌、形狀等來做為調控細胞行為的因子。在硬度的部分，有研究指出當幹細胞被培養於不同硬度的基材上時，幹細胞會相對應於基材硬度而分化成不同的細胞，例如當幹細胞被培養於0 1-1 kPa的基材上時會分化成神經細胞，在8-19 kPa的基材上則分化成肌肉細胞，在25-40 kPa則是分化成骨細胞。然而在近期的研究發現，在製備不同硬度的基材同時也會造成基材表面孔洞大小不一的情形，並有研究更進一步去驗證細胞的行為是由基材表面的孔洞大小去調控而非基材硬度。 本研究的主要目的是利用丙烯?胺(40%)及雙丙烯?胺(2%)以同一比例混合再藉由波長254 nm的紫外光照射不同的時間來製備出具有不同硬度而孔洞大小上沒有顯著差異的聚丙烯?胺水膠(35秒: 0 5 kPa，8分鐘:20 kPa)，再將脂肪誘導幹細胞(ADSCs)培養於水膠及玻片上去更精確的探討基材硬度對於細胞行為的影響。 由WST1細胞增殖實驗可以發現，基材硬度對於ADSCs的增生速率並沒有顯著的影響，但是細胞在軟基材上的增生速率相對於硬基材來說還是稍微低了些。雖然基材硬度對於細胞增生速率沒有顯著影響，但在傷口修復的實驗結果中發現，傷口修復的速率與基材的硬度成正比，這代表細胞培養於硬基材時細胞爬行到需要修復的位置所需的時間相對比較短。 細胞分化染色的結果顯示，ADSCs培養於脂肪誘導的藥品裡在0 5 kPa 片及20 kPa的基材上茜素紅的染色最為明顯。這個結果顯示幹細胞會藉由感受細胞基質的硬度再分化成相對應的細胞型態。 免疫螢光染色的結果發現，細胞培養於硬度較高的基材上時細胞粘著斑(focal adhesion)和纖維應力(stress fiber)的表現量都會比軟基材來的高，同時，細胞的貼附面積也比軟基材還要大。 在本實驗中利用調整紫外光照射時間作為調控基材軟硬進而控制基材孔洞大小的方法可以更準確地探討基材硬度對於細胞行為的影響，結果說明會對細胞修復，貼附面積，及分化結果造成影響的是基材的硬度而不是基材的孔洞大小。

Date of Award	2017 Jul 13
Original language	Chinese
Supervisor	Ming-Long Yeh (Supervisor)