本發(fā)明涉及一種誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的方法。
背景技術(shù)：
干細(xì)胞定向分化調(diào)控是干細(xì)胞研究關(guān)注的重點(diǎn)課題之一。除了基因轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞生長(zhǎng)因子以及化學(xué)誘導(dǎo)劑等生物化學(xué)方法之外，人們發(fā)現(xiàn)材料表面性質(zhì)對(duì)體外介導(dǎo)干細(xì)胞定向分化具有決定性的作用，因此，利用材料表面特性調(diào)控介導(dǎo)干細(xì)胞分化行為逐漸成為研究的新熱點(diǎn)。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可分化為軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等。介導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞定向分化為軟骨細(xì)胞，是利用干細(xì)胞療法軟骨修復(fù)治療的重要基礎(chǔ)。專利申請(qǐng)cn201380080663.2,cn201380080656.2,cn201010153969.4均采用添加生化試劑或生物因子對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行定向分化。但是，這些方法不僅成本較高，且引入的動(dòng)物血清及生化試劑可能產(chǎn)生免疫原性等風(fēng)險(xiǎn)。solchagala(doi:10.1002/jcp.20238)同樣研究發(fā)現(xiàn)利用成纖維生長(zhǎng)因子等生化試劑可促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化。這些方法操作較為復(fù)雜，且軟骨細(xì)胞分化比例不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的方法。
本發(fā)明的誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的方法是通過(guò)將清洗干凈的鈦酸鍶{100}晶面單晶片經(jīng)黑暗處理后利用高溫煅燒鈦酸鍶{100}晶面單晶表面原位形成特定功函數(shù)表面，所利用的煅燒溫度為400℃，煅燒時(shí)間為100～120min。
本發(fā)明的鈦酸鍶{100}晶面單晶表面原位形成特定功函數(shù)表面(功函數(shù)＝3.6ev～3.8ev)。
本發(fā)明方法的獲得基于分子動(dòng)力學(xué)模擬以及生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到，特定干細(xì)胞分化方向的確定由材料表面蛋白質(zhì)分子的構(gòu)型決定，而蛋白質(zhì)分子構(gòu)型又可由材料表面特定功函數(shù)性質(zhì)調(diào)控。而骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向的分化對(duì)于功函數(shù)＝3.6ev～3.8ev的材料表面尤其敏感。
本發(fā)明的誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的方法。所采用的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的來(lái)源為sd大鼠股骨和脛骨骨髓提取而來(lái)。采用高溫煅燒鈦酸鍶{100}晶面單晶，產(chǎn)生具有特定功函數(shù)性質(zhì)的表面，繼而在其上培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，利用常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)16天可獲得成熟分化的軟骨細(xì)胞。所產(chǎn)生的特定功函數(shù)性質(zhì)表面通過(guò)原子力顯微鏡表征測(cè)定。所獲得的軟骨細(xì)胞比例通過(guò)流式細(xì)胞鑒定確定。所提供的利用材料表面功函數(shù)性質(zhì)的誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的方法不僅操作簡(jiǎn)單方便，成本極低，而且可以顯著提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞方向的分化比例，而且可避免動(dòng)物血清及生化試劑應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)和免疫原性，適用在軟骨組織修復(fù)和重建等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將鈦酸鍶{100}晶面單晶片表面用去離子水在超聲波中清洗干凈；將清洗后的鈦酸鍶{100}晶面單晶片，置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為400℃，煅燒時(shí)間100min；在鈦酸鍶{100}晶面單晶表面原位形成功函數(shù)為3.6ev；將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞以5×104/cm2的密度均勻種在鈦酸鍶{100}晶面單晶片上，以常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，每隔兩天換液一次；經(jīng)16天的培養(yǎng)，經(jīng)流式細(xì)胞鑒定獲得成熟分化的軟骨細(xì)胞比例為82％。
實(shí)施例2
將鈦酸鍶{100}晶面單晶片表面用去離子水在超聲波中清洗干凈；將清洗后的鈦酸鍶{100}晶面單晶片，置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為400℃，煅燒時(shí)間120min；在鈦酸鍶{100}晶面單晶表面原位形成功函數(shù)為3.8ev；將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞以5×104/cm2的密度均勻種在鈦酸鍶{100}晶面單晶片上，以常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，每隔兩天換液一次；經(jīng)16天的培養(yǎng)，經(jīng)流式細(xì)胞鑒定獲得成熟分化的軟骨細(xì)胞比例為89％。