3D生物支架材料对干细胞细胞活性及成骨分化的影响和相关通路研究的任务书任务书任务名称：3D生物支架材料对干细胞细胞活性及成骨分化的影响和相关通路研究研究背景：随着人们对健康生活要求的提高，骨损伤和骨疾病的发病率也越来越高。因此，研究骨再生和骨细胞生长和分化的途径对于解决骨损伤和骨疾病问题非常重要。使用干细胞治疗骨疾病和骨损伤的方案日益普及，然而，干细胞的生长和分化受到细胞外环境的影响，因此最近的研究注重探索3D生物支架材料对干细胞生长和分化的影响。任务要求：本次研究旨在探索3D生物支架材料对干细胞细胞活性及成骨分化的影响以及相关通路。任务内容：1.研究3D生物支架材料对干细胞的影响探索不同结构、成分和形状的3D生物支架材料对干细胞的细胞活性、增殖和成骨分化的影响，进而确定最佳支架材料条件。2.研究干细胞生长和分化相关通路的变化分析使用不同3D生物支架材料时与干细胞生长和分化有关的信号通路的变化，探讨3D生物支架材料如何影响干细胞生长和分化。3.研究成骨分化相关基因的表达研究使用3D生物支架材料时与干细胞分化成骨相关的基因表达的变化。通过基因表达研究，探索3D生物支架材料对干细胞成骨分化的影响。4.构建3D生物支架-干细胞体外模型在研究3D生物支架材料对干细胞生长和分化的影响时，可以考虑构建3D生物支架-干细胞体外模型来模拟生物环境，进一步观察3D生物支架材料对干细胞的影响以及相关通路的变化。预期成果：1.确定最佳支架材料条件通过研究不同结构、成分和形状的3D生物支架材料对干细胞的细胞活性、增殖和成骨分化的影响，确定最佳支架材料条件。2.揭示生物支架材料对干细胞生长和分化的影响机制通过研究干细胞生长和分化相关通路的变化，阐明3D生物支架材料如何影响干细胞生长和分化。3.发掘与干细胞成骨分化相关的基因表达变化通过基因表达研究，探索使用3D生物支架材料时与干细胞成骨分化相关的基因表达的变化。4.构建3D生物支架-干细胞体外模型实现构建3D生物支架-干细胞体外模型，并用于观察3D生物支架材料对干细胞的影响以及相关通路的变化。参考文献：1.MirzaeiE,SattarahmadyN,FarbodY,etal.3Dcultureofhumanmesenchymalstemcellsinahybridhydrogelscaffoldcontainingboronnitridenanotubesimpregnatedwithkaempferolforbonetissueengineering[J].ColloidsandSurfacesB:Biointerfaces,2020,185:110628.2.BaiY,WangY,ZhangD,etal.Effectofmicro/nanohierarchicalstructureonosteoinductionofporoussurfaceforbonetissueengineering[J].MaterialsScienceandEngineering:C,2018,91:51-60.3.YangW,HanW,HeiJ,etal.3DPrintedPoly(ε-Caprolactone)/HydroxyapatiteCompositeScaffoldswithEnhancedOsteogenesisforBoneTissueEngineering[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2020,12(18):20760-20772.