【摘 要】
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人脐带间充质干细胞（Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,hUC-MSCs）具有自我更新能力强、多向分化潜能、取材方便、不涉及伦理问题、低免疫原性等优点,在药物研发、
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人脐带间充质干细胞（Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,hUC-MSCs）具有自我更新能力强、多向分化潜能、取材方便、不涉及伦理问题、低免疫原性等优点,在药物研发、临床应用等领域具有广阔的应用前景。无论是药物研发还是临床应用,细胞活力都是需要密切关注的一个关键因素。虽然目前有很多生物化学方法能够检测细胞活力,但这些方法大多具有侵入性,会对细胞造成不可逆的损伤,难以满足干细胞生产质控的需求。而光诱导延迟发光作为生物自发光的延伸,蕴含着丰富的生命活动信息,能够灵敏地反映生物体生理病理状态的变化,有望成为一种无标记、非侵入的细胞活力检测新手段。本文基于光学的无标记、非侵入性等优势,利用光诱导延迟发光技术对间充质干细胞活力变化进行表征,旨在探索一种无损检测细胞活力的方法。论文的主要研究成果包括三部分:第一,研究了h UC-MSCs延迟发光基本特性。具体包括:细胞间距、活细胞数目、细胞活力、光照强度、光照时间和照射光波长6个因素对延迟发光的影响。研究结果表明:1、h UC-MSCs延迟发光主要来源于紫外光的诱导;2、揭示了h UC-MSCs出现长寿命延迟发光的三个重要条件分别是活细胞参与、细胞沉淀和细胞数目足够多;3、在相同光诱导条件下,测到延迟发光信号的时间与细胞活力有关,活力越高,越快测到延迟发光信号;4、细胞活力是影响h UC-MSCs延迟发光的重要因素,在光照条件以及细胞数量相同的情况下,细胞活力越高,h UC-MSCs延迟发光强度越高、衰减越慢。研究结果揭示了h UC-MSCs的延迟发光与细胞的生命活动密切相关。第二,基于对h UC-MSCs延迟发光基本特性的分析以及对细胞延迟发光机制的讨论,提出了一种适用于分析h UC-MSCs延迟发光过程的数学模型,即生物光子相干性理论模型。经验证,该模型对实验数据的拟合度高于传统双曲衰减函数模型,而且该模型中各个参数物理含义明确,能够用来分析h UC-MSCs延迟发光衰减动力学特性。第三,利用建立的生物光子相干性理论模型对标定的高、低活力h UC-MSCs延迟发光曲线进行拟合,通过统计学分析发现NS/N0、a-G0两个参数可用于表征h UC-MSCs活力的变化,为基于延迟发光技术开发h UC-MSCs活力的无损检测方法奠定了基础。
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