论文部分内容阅读
近年来,许多研究表明细胞在三维条件下较之于二维条件下表现出不同的生长行为和功能特性,在三维环境中培养的细胞较二维中的细胞更接近于体内细胞。目前有关神经细胞在三维培养条件下的研究大多数集中于细胞的形态学描述,很少涉及三维环境下神经细胞的功能及分泌标志因子的评价。本部分研究在实现将SH-SY5Y细胞与三维微小凹图式复合培养的基础上,使用酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)分析分化前和分化5天后SH-SY5Y细胞在PLLA三维微小凹结构和二维平面基底上VEGF(vascular endothelial growth factor,VEGF)和IL-8(Interleukin-8,IL-8)分泌的功能差异,评价了材料的不同三维构型和细胞分化状态对SH-SY5Y细胞VEGF和IL-8分泌的影响。 目的比较SH-SY5Y细胞在9种三维微小凹结构上的生长状况,并探讨不同三维构型和细胞分化状态对于SH-SY5Y细胞VEGF和IL-8分泌的影响,为构建三维细胞生物传感器奠定一定的基础。 方法首先采用硅蚀刻技术和以PDMS为基础的软光刻技术加工了微小凹图式,小凹直径分别为80μm、100μm和120μm,以及无通道、通道宽度为20μm和40μm共9种三维微小凹结构。然后将SH-SY5Y细胞接种于PLLA三维微小凹上,并使用酶联免疫吸附测定法分析分化前和分化5天后SH-SY5Y细胞在PLLA三维微小凹结构和二维平面基底上VEGF和IL-8分泌的功能差异。 结果复合实验结果表明:由于受到三维构型微环境的影响,SH-SY5Y细胞会出现三种生长方式:黏附于微小凹的侧面和底面以及结构的表面。ELISA定量测量显示:分化前的SH-SY5Y细胞在孔径100μm的微小凹中,通道为0μm和20μm的微小凹VEGF的分泌量分别为53.5±11.1pg/104个、52.4±17.4pg/104个、46.8±16.9 pg/104个,与二维平面基底膜上VEGF的分泌量33.3±3.04 pg/104个相比,差异十分显著(P<0.01),而100-40μm的微小凹VEGF的分泌量为46.8±16.9 pg/104个,与二维平面基底膜相比,有显著差异(P<0.05)。而分化后的SH-SY5Y细胞在100-0μm、100-20μm和100-40μm的结构上VEGF的分泌量分别为63.4±6.40pg/104个、74.1±2.95 pg/104个、73.7±6.35 pg/104个。100-0结构与二维平面基底相比有显著差异(P<0.05)。100-20μm和100-40μm结构与二维平面基底相比,差异十分显著(P<0.01)。 分化前ELISA定量测量也显示:通道为0μm和20μm的微小凹IL-8的分泌量分别为6.37±2.97 pg/104个、7.16±3.40 pg/104个,与二维平面基底上IL-8的分泌量相比,有显著差异(P<0.05)。而通道为40μm的微小凹和对照组二维平面基底上IL-8的分泌量为均比较低,在ELISA试剂盒检测的边缘,分别为4.27±2.57 pg/104个和4.32±3.33pg/104个,二者相比无显著差异(P>0.05)。而分化后ELISA定量测量显示:100-0μm、100-20μm、100-40μm结构IL-8的分泌量分别为18.3±4.22 pg/104个、22.1±3.03 pg/104个、25.7±4.82 pg/104个,与二维平面基底膜上IL-8的分泌量13.7±1.65 pg/104个相比,差异十分显著(P<0.01)。 结论微小凹孔内的SH-SY5Y细胞可以有效形成三维生长方式和边界二维生长方式。通过研究发现,细胞分化后VEGF和IL-8的分泌量普遍明显高于分化前细胞的分泌量;分化前及分化后5天三维微小凹图式凹内细胞VEGF和IL-8分泌量高于二维平面基底上细胞的相应分泌量(但100-40μm图式凹内细胞在分化后5天的IL-8分泌量并不明显高于二维平面基底上的相应分泌量)。结合前述有关100-0μm和100-20μm图式是本研究所制备9个图式中形成细胞三维生长最有效的图式,上述结果提示微小凹的构型和细胞的分化状态是影响SH-SY5Y细胞分泌VEGF和IL-8的重要因素,VEGF和IL-8分泌量的增高有可能作为细胞三维生长的分泌标志。