《幾種無機納米粒子對幹細胞分化的影響規律及相關機理》是依託清華大學，由馮慶玲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：幾種無機納米粒子對幹細胞分化的影響規律及相關機理
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：馮慶玲
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著納米粒子在生物醫用領域的廣泛套用，納米粒子的生物安全性越來越引起關注。目前對各種納米粒子進入細胞的過程及其引起的細胞毒性、基因毒性等已有大量研究，但關於進入細胞的納米粒子對幹細胞分化功能的影響的研究很少。該方面的研究在國際上剛剛起步，尚無較為系統、深入的研究。而納米粒子結合幹細胞在生物醫用領域具有廣闊的套用前景。本項目選擇幾種在生物醫用領域廣泛使用的納米粒子，即納米羥基磷灰石、納米二氧化矽、納米碳酸鈣和納米銀（作為對照），從細胞水平、蛋白水平和基因水平系統研究納米粒子對人骨髓間充質幹細胞和脂肪幹細胞向成骨、成軟骨、成脂方向分化的影響及相關機理。通過本研究可認識納米粒子對幹細胞分化功能的影響規律，進一步補充和完善納米粒子生物安全性機理，為納米粒子結合幹細胞在生物醫用領域的套用提供理論支持和參考。
結題摘要
本項目的選題背景為納米粒子結合幹細胞在生物醫用領域的套用。在生物醫用領域，使用較為廣泛的有金屬納米粒子，如納米銀作為抗菌劑；無機非金屬納米材料，如納米羥基磷灰石、介孔二氧化矽、納米碳酸鈣等，可製備成多孔材料，常用作藥物或基因載體；高分子納米粒子，如聚乳酸－羥基乙酸（PLGA），常用作藥物或基因載體。這些納米粒子在體內均會被細胞攝取。當涉及幹細胞時，除了研究納米粒子進入幹細胞的機理及其引起的毒性外，納米粒子對幹細胞分化的影響至關重要。以往的研究多關注納米粒子的細胞毒性以及細胞對納米粒子的攝入過程，而納米粒子對幹細胞分化功能的影響研究很少。本項目系統地研究了不同納米粒子對幹細胞分化功能的影響規律，研究成果可補充和完善納米粒子安全性基本原理。 本項目的研究包括四種納米粒子（納米銀、納米二氧化矽、納米羥基磷灰石、納米碳酸鈣）進入幹細胞後，對人骨髓間充質幹細胞(hMSCs)分化的影響，從而得出了幾種納米粒子對幹細胞分化功能的影響規律如下。 1、所製備的30 nm的納米銀能被hMSCs吞噬進入細胞內部，會抑制細胞的增殖，並且隨著濃度的提高，細胞毒性增大。納米銀能提高hMSCs的成骨分化能力，而對幹細胞成脂分化沒有影響。 2、所製備的50、200、400 nm的二氧化矽顆粒能夠進入hMSCs細胞內部，未表現出細胞毒性。納米二氧化矽能促進hMSCs的成骨分化而抑制成脂分化。 3、所製備的50、100、150 nm的羥基磷灰石顆粒進入hMSCs細胞內部，濃度低於50μg/mL時未表現出明顯的細胞毒性，無尺寸濃度依賴性。納米羥基磷灰石促進hMSCs的成骨分化，在濃度為5和10μg/mL時不影響成脂分化。 4、所製備的兩種形貌的納米碳酸鈣顆粒進入hMSCs細胞內部，在低濃度時對細胞活性產生輕微影響。納米碳酸鈣能夠明顯促進hMSCs的成骨分化，而抑制其成脂分化。 通過以上研究成功發表SCI論文26篇， 以上研究結果為納米粒子結合幹細胞在組織工程等生物醫用領域的套用提供了理論支持和參考。
