人胚胎絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞在子宮脈管系統(tǒng)逆血流遷移的血流動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、在人胎盤(pán)發(fā)育過(guò)程中，滋養(yǎng)層細(xì)胞對(duì)子宮內(nèi)膜血管的入侵至關(guān)重要，它是子宮的脈管系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)的必須條件,而子宮脈管系統(tǒng)的重構(gòu)對(duì)于確保胎兒胎盤(pán)系統(tǒng)得到充足的血液供應(yīng)具有非常重要的意義。滋養(yǎng)層細(xì)胞的整個(gè)入侵過(guò)程是先進(jìn)入毛細(xì)血管、再遷移至子宮螺旋動(dòng)脈并在此過(guò)程中對(duì)子宮動(dòng)脈血管系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)。這一遷移過(guò)程提示，滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移方向是與血液的流動(dòng)方向相反的,即滋養(yǎng)層細(xì)胞是逆血流而上的。為了弄清滋養(yǎng)層細(xì)胞在妊娠過(guò)程中的生理作用以及入侵子宮脈管系統(tǒng)的機(jī)理，學(xué)

2、術(shù)界已做了大量卓有成效的工作，但是關(guān)于滋養(yǎng)層細(xì)胞在血管系統(tǒng)中逆流遷移機(jī)制的研究卻極其有限。在體內(nèi)，血流環(huán)境作為滋養(yǎng)層細(xì)胞生物學(xué)行為和生理功能的重要潛在調(diào)節(jié)因素對(duì)其遷移行為的調(diào)節(jié)具有舉足輕重的意義；同時(shí)，環(huán)境因素對(duì)細(xì)胞分裂/增殖、分化、凋亡和遷移等行為的影響也是當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)和生物力學(xué)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。因此，為了深入了解和認(rèn)識(shí)體內(nèi)滋養(yǎng)層細(xì)胞逆血流遷移行為和調(diào)節(jié)機(jī)制，本文以平板流動(dòng)腔為加載方式模擬子宮脈管系統(tǒng)血流環(huán)境，從血流動(dòng)力學(xué)角度對(duì)兩個(gè)

3、問(wèn)題進(jìn)行了初步的探討：1）滋養(yǎng)層細(xì)胞在血管中移動(dòng)的方向性是由什么決定的？2）它們逆血流而上的動(dòng)力或者說(shuō)它們逆血流而上的方式是什么？并從細(xì)胞粘附分子的角度分析了滋養(yǎng)層細(xì)胞β1整合素的表達(dá)與其遷移行為的相關(guān)性。本論文的具體研究工作和結(jié)論如下：
　　首先，本文建立了一種簡(jiǎn)單穩(wěn)定的人體滋養(yǎng)層細(xì)胞原代培養(yǎng)方法。結(jié)果表明：采用胰酶+DNA酶輔助消化的方法可顯著提高原代培養(yǎng)滋養(yǎng)層細(xì)胞的產(chǎn)量；同時(shí)，通過(guò)Percoll非連續(xù)梯度離心以及相應(yīng)的差速貼

4、壁和機(jī)械刮除等純化步驟后得到的滋養(yǎng)層細(xì)胞純度相對(duì)較高，可達(dá)95％以上，且細(xì)胞形態(tài)單一，生長(zhǎng)穩(wěn)定，細(xì)胞活力強(qiáng)。這說(shuō)明本文采用的方法適合滋養(yǎng)層細(xì)胞的分離、純化和體外培養(yǎng)。
　　其次，本文研究了流動(dòng)剪切應(yīng)力對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞遷移行為的影響。結(jié)果表明：在無(wú)流動(dòng)條件下，滋養(yǎng)層細(xì)胞表現(xiàn)出持續(xù)無(wú)方向性的位置變化，但并未發(fā)現(xiàn)在單一方向上的顯著性遷移現(xiàn)象。在7.5、15和30dyne/cm2的剪切應(yīng)力作用下，滋養(yǎng)層細(xì)胞的平均運(yùn)動(dòng)速度和X軸（剪切應(yīng)力方向）

5、上的絕對(duì)位移都隨剪切應(yīng)力水平的增加而呈顯著的線性增加趨勢(shì)。同時(shí)，滋養(yǎng)層細(xì)胞在 X軸垂直方向上的位移卻并未為零，特別是在6-12h這段時(shí)間內(nèi)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)出了一定的自主性遷移行為。在剪切應(yīng)力作用下，細(xì)胞膜流動(dòng)性的改變和敏感離子信號(hào)通道的阻斷可顯著的下調(diào)滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移速度和在 X軸垂直方向上的凈位移。這些結(jié)果表明剪切應(yīng)力調(diào)控了人體滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移行為。但與體內(nèi)的情況相反的是，剪切應(yīng)力作用下滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移方向并不是逆流而上卻是順流

6、而下的。
　　爾后，本文研究了剪切應(yīng)力作用下與內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞遷移行為的影響。結(jié)果表明：在不同大小的剪切應(yīng)力作用下，雖然仍未觀察到滋養(yǎng)層細(xì)胞在逆流方向上的顯著性遷移現(xiàn)象，但與滋養(yǎng)層細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)明顯不同的是，共培養(yǎng)后，滋養(yǎng)層細(xì)胞的平均遷移速度和X軸向上的絕對(duì)位移不再隨剪切應(yīng)力的變化而發(fā)生顯著性變化，而是幾乎保持一致。這些結(jié)果暗示，與內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，剪切應(yīng)力作用下滋養(yǎng)層細(xì)胞抵抗流體沖擊引起位移的抗逆性行為增強(qiáng)，細(xì)胞粘附性

7、和在X軸上運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性增加。同時(shí)，在用抗β1型整合素抗體處理后，滋養(yǎng)層細(xì)胞在15dyne/cm2剪切應(yīng)力作用下的平均遷移速度有所減少但在X軸上的絕對(duì)位移卻有所增加；非特異性對(duì)照組的結(jié)果與正常對(duì)照組的差異不顯著。這些結(jié)果表明β1整合素在滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。
　　本文還采用微管吸吮技術(shù)對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附力學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附力隨I型鼠尾膠原濃度的增加而呈顯著的線性增加趨勢(shì)，表現(xiàn)出明顯的濃度

8、依賴(lài)關(guān)系。當(dāng)與內(nèi)皮細(xì)胞接觸時(shí)，滋養(yǎng)層細(xì)胞表現(xiàn)出較高的粘附力，表明與內(nèi)皮細(xì)胞的接觸可顯著增強(qiáng)滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附力學(xué)行為。此外，本文還從粘附分子的角度對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞與膠原和內(nèi)皮細(xì)胞的粘附力學(xué)特征進(jìn)行了分析，結(jié)果提示在滋養(yǎng)層細(xì)胞的粘附過(guò)程中，β1整合素也起著重要的調(diào)節(jié)作用。
　　最后，本文研究了體內(nèi)絨毛組織和體外培養(yǎng)的滋養(yǎng)層細(xì)胞整合素表達(dá)的特性。結(jié)果表明：β1整合素在遷移顯型滋養(yǎng)層細(xì)胞上高度表達(dá)。在剪切應(yīng)力作用下，滋養(yǎng)層細(xì)胞β1整合素的表達(dá)

9、隨剪切應(yīng)力作用的時(shí)間的延續(xù)而顯著變化，剪切應(yīng)力增強(qiáng)了滋養(yǎng)層細(xì)胞β1整合素的表達(dá)。當(dāng)滋養(yǎng)層細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，β1整合素的表達(dá)較單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)顯著增強(qiáng)。這些結(jié)果提示，β1整合素在滋養(yǎng)層細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和遷移過(guò)程中有著重要的關(guān)系。
　　本文的研究結(jié)果提示我們，滋養(yǎng)層細(xì)胞在體內(nèi)的逆流遷移行為可能并不是一種細(xì)胞直接從子宮毛細(xì)血管移動(dòng)到螺旋動(dòng)脈的逆血流運(yùn)動(dòng)，而可能是一種定向分裂/增殖行為。即，在與血管內(nèi)皮細(xì)胞接觸時(shí)，滋養(yǎng)層細(xì)胞通過(guò)上調(diào)粘