稀土上轉換納米顆粒對間充質幹細胞命運的調控

《稀土上轉換納米顆粒對間充質幹細胞命運的調控》是依託濟南大學，由任娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：稀土上轉換納米顆粒對間充質幹細胞命運的調控
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：任娜
• 依託單位：濟南大學

項目摘要

稀土上轉換納米顆粒（UCNPs）具有優異的光學和化學穩定性、較高的靈敏度和信噪比、以及近紅外激發光的組織穿透深度強、零背景螢光干擾和組織損傷等優點，在醫療診斷方面發揮著日益重要的作用。目前UCNPs的細胞相容性和活性的研究僅局限於癌細胞，而對正常細胞行為影響的研究較少，有待進一步深入。間充質幹細胞（MSCs）是一類具有多向分化潛能的成體幹細胞，在治療疾病、組織修復和正常生理功能方面發揮著重要作用。本申請項目擬研究不同成分、尺寸、表面配體和濃度的UCNPs對MSCs的影響，通過螢光成像、染色、蛋白檢測、基因分析等相關技術，觀察UCNPs在MSCs中的分布，分析UCNPs的理化性質對MSCs細胞增殖、多向分化等細胞行為的影響規律，研究其在亞細胞、蛋白和基因水平上的活動及相關的信號通路，明確UCNPs對MSCs命運調控的機理，對生物醫用UCNPs的構建及其臨床套用具有重要理論意義和實際價值。

結題摘要

稀土上轉換納米顆粒（UCNPs）具有優異的光學和化學穩定性、較高的靈敏度和信噪比、以及近紅外激發光的組織穿透深度強、零背景螢光干擾和組織損傷等優點，在醫療診斷方面發揮著日益重要的作用。間充質幹細胞是一類具有多向分化潛能的成體幹細胞，在治療疾病、組織修復和正常生理功能方面發揮著重要作用。本項目研究了UCNPs (NaYF4:Yb3+/Er3+) 對大鼠間充質幹細胞（BMSCs）的行為的影響具有濃度依賴性。以不同尺寸的NaGdF4:Yb3+/Er3+為對象，從細胞、蛋白和基因方面證實了UCNPs對BMSCs的增殖、成骨和成脂分化等方面的影響具有尺寸依賴性。為進一步研究UCNPs對幹細胞命運調控機理，稀土離子與BMSCs共培養結果證實其對增殖、成骨和成脂分化具有重要的影響並且具有濃度依賴性。為探究UCNPs對幹細胞命運調控的信號通路，我們在具有生物相容性的金屬鈦植入體表面負載傳統的成骨誘導因子地塞米松，並研究複合材料對BMSCs成骨分化命運的調控。同時我們製備多重光致發光、電化學性能優良的納米複合材料，增強傳輸的電子信號，實現光致電化學和多支雜交鏈信號放大技術實現了microRNA高靈敏的檢測。通過本項目中的研究，對生物醫學材料的構建及其臨床套用具有重要理論意義和實際價值。