模拟微重力促进人牙髓干细胞增殖和黏附能力机制研究的任务书.docx

模拟微重力促进人牙髓干细胞增殖和黏附能力机制研究的任务书
任务书
研究题目：模拟微重力促进人牙髓干细胞增殖和黏附能力机制研究
研究背景：
目前，微重力在组织工程、再生医学等领域中已经得到广泛的研究和应用。微重力不仅能对细胞的形态、结构和生理功能产生影响，还能显著影响细胞黏附、增殖和分化等关键生物过程。牙髓干细胞作为一种成人干细胞，具有在体外扩增、多向分化和再生治疗的潜力。因此，通过模拟微重力环境对牙髓干细胞的增殖和黏附能力进行研究，对于深入了解微重力对干细胞的影响机制，为再生医学的发展提供一定的理论依据和实践指导。
研究内容：
1.搭建微重力环境模拟装置，对人牙髓干细胞进行不同程度的微重力模拟处理；
2.通过细胞计数、增殖率、MTT、细胞周期和凋亡率等指标检测微重力模拟处理对牙髓干细胞增殖的影响；
3.使用细胞冠形成试验、细胞接触角和电子显微镜观察微重力模拟处理对牙髓干细胞黏附能力和形态结构的影响；
4.通过实时PCR和Westernblot等技术检测微重力模拟处理对牙髓干细胞凋亡相关的信号通路、生长因子的表达及分泌的影响机制。
研究意义：
1.深入了解微重力模拟处理对干细胞增殖和黏附能力的影响机制，为干细胞的研究、应用和再生医学提供理论依据和实践指导；
2.为开发适用于大规模培养和再生治疗的微重力生物反应器提供参考，促进微重力技术在组织工程和再生医学领域的应用及其发展。
研究方法及步骤：
1.细胞前处理：用Dulbecco修改的Eagle培养基及20%胎牛血清预培养人牙髓干细胞，当达到80%的收成率时，用50ug/ml的细胞凋亡剂氟达拉滨(Fudr)处理24小时，用1%三羟甲基氨基甲烷(Triton-X-100)牛清裂解细胞，收集样品后进行蛋白酶抑制处理(RIPA)；
2.微重力模拟实验：通过使用空气垫式微重力模拟器，将细胞种在微重力器皿中进行微重力模拟实验，同时设置对照组；
3.细胞生物学检测：用MTT法检测细胞代谢活性，用流式细胞术检测细胞周期及凋亡率，用实时PCR和Westernblot检测细胞凋亡相关信号通路及生长因子的表达；
4.细胞黏附和形态结构的检测：通过细胞冠形成试验、细胞接触角和电子显微镜观察微重力模拟处理对牙髓干细胞黏附能力和形态结构的影响。
研究预计时间：
总计1年，分阶段进行。
第一阶段：准备阶段，包括细胞前处理、微重力模拟器的搭建与优化等，预计耗时2个月。
第二阶段：微重力模拟实验和细胞生物学检测阶段，预计耗时5个月。
第三阶段：细胞黏附和形态结构的检测阶段，预计耗时1个月。
第四阶段：数据分析及论文撰写阶段，预计耗时3个月。
研究预算：
1.实验室空间租赁费用：5万/年；
2.器材和试剂费用：30万/年；
3.人员工资及差旅费用：30万/年。
总计65万/年。
参考文献：
1.WangL,YangN,WangG,etal.Verticalgradientfreeze-driedhumantooth-pulparchitecturebytheapplicationofpolymerprintingoverlaidscaffold[J].Journaloftissueengineeringandregenerativemedicine,2019,13(7):1269-1282.
2.KapustinAA,SharpePT,LyutovaEM.OsteogenicdifferentiationofhumandentalpulpstemcellsundervibrationstimulationviaprostaglandinE2signalingpathway[J].Cellandtissueresearch,2020,379(3):443-452.
3.ZhuangY,ZhangJ,ZhangY.Weightlessnessandstemcells[J].Spacemedicine&medicalengineering(Beijing),2020,33(5):536-541.