血管内皮细胞生长因子密度梯度对内皮细胞迁移行为的调控

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1、血管内皮细胞生长因子密度梯度对内皮细胞迁移行为的调控重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：吴翩指导教师：蔡开勇教授专业：生物医学工程学科门类：工学重庆大学生物工程学院二O一五年四月RegulationoftheMigrationofEndothelialCellsbyaGradientDensityofVascularEndothelialGrowthFactorAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfor

2、theMaster’sDegreeofEngineeringByWuPianSupervisedbyProf.CaiKaiyongSpecialty:BiomedicalEngineeringCollegeofBioengineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.April,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要内皮细胞的迁移对于血管再生至关重要，涉及胚胎发育、伤口愈合、组织再生和肿瘤生长等诸多生理、病理学过程。化学趋触性是调控内皮细胞迁移的重要途径之一，可通过构建

3、梯度材料调控细胞粘附、铺展和迁移等过程。为了研究材料表面生长因子密度梯度对内皮细胞粘附和迁移的影响，本文利用注射法在硅片表面构建血管内皮生长因子（Vascularendothelialgrowthfactor,VEGF）密度梯度，对制备过程进行了优化，并对基材进行了表征，进而考察了内皮细胞在梯度基材表面的粘附和迁移的行为。全文包含以下三方面研究内容：1、VEGF均匀密度表面的制备和表征：首先，以硅烷偶联剂3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（3-glycidoxypropyltrimethoxysilane,GP

4、TMS）浸泡硅片，形成端羟基的单分子层自组装；进而，以二氢-3-[3-(三乙氧基硅基)丙基]呋喃-2,5-二酮（3-triethoxysilylpropylsuccinicanhydride,TESPSA）反浸，得到含端羟基/羧基的复合自组装单分子层。利用GPTMS与硅片的相互作用时间的不同，可得到系列不同羧基(-COOH)密度的表面。羧基官能团经过活化后，与血管内皮生长因子共价键合，从而得到接枝VEGF的表面。我们利用甲苯胺蓝（Toluidineblue,TBO）法、接触角和血管内皮生长因子酶联免疫检测试剂盒（En

5、zyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA）表征了羧基密度和VEGF密度与GPTMS反应时间的关系，结果证实：羧基密度和VEGF密度随GPTMS反应时间增加而降低，并且呈线性变化。2、VEGF梯度密度表面的制备和表征：基于VEGF密度与GPTMS反应时间的线性关系，通过注射法，利用微流泵，将GPTMS渐进滴入反应体系中，构建羧基梯度表面，通过活化后得到VEGF密度梯度。X-射线光电子能谱仪（X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS）证实了VEGF密度梯度的形成、

6、免疫荧光染色的激光共聚焦显微镜（Confocallaserscanningmicroscopy,CLSM）观测到明显的VEGF22密度梯度存在，密度从54到132ng/cm，斜率为7.8ng/cm/mm。3、VEGF梯度密度表面诱导内皮细胞迁移：通过免疫组化法染色细胞核和细胞骨架肌动蛋白，利用激光共聚焦显微镜观察内皮细胞的形态。在均匀VEGF表面，内皮细胞骨架蛋白纤维杂乱分布，毫无规律；而在VEGF梯度密度表面培养的内皮细胞，均表现为细胞骨架蛋白纤维趋向于沿着VEGF密度增加的方向。同时，利用活细胞工作站，实时观测、

7、重建内皮细胞运动轨迹，并对细胞运动性相关的参数，包括总迁移距离、净位移、趋化指数（Chemotacticindex,CI）和向梯度方向迁移的细胞个数占全部细胞的比值等进行了分析。在VEGF密度梯度上的内皮细胞表现出极大的极性分布，72%的细胞向VEGF密度较高的一侧移动。但I重庆大学硕士学位论文中文摘要是，均匀表面和梯度表面对于细胞迁移的速率没有明显影响。本论文提供了一种研究化学因素对细胞迁移影响的方法，有助于理解植入体科技中血管再生及向内长入涉及的细胞迁移作用。关键词：梯度生物材料，内皮细胞，VEGF，趋向性，细胞

8、迁移。II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThemigrationofendothelialcells(ECs)isessentiallyimportantforangiogenesis,whichisinvolvedinmanyphysiologicalandpathologicalprocesses,includingembry