Programming microenvironmental signals with bioactive peptide amphipiles for skeletal and cardiac myogenesis
Biyoaktif peptit amfifiller ile çizgili kas ve kalp kası oluşumu için mikroçevresel sinyalleri programlama
- Tez No: 374343
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hücrelerarası ekstrasellüler matris, hücre yapışması, hareketi, farklılaşması ve ölümü gibi hücresel olaylarda önemli düzenleyici ve yönlendirici roller oynamaktadır. Dokunun görevini yerine getirebilmesi ve yenilenebilmesi için, matris elemanları, hücrelere yapısal olarak destek olmakla birlikte, hücrelerin hareket edip farklılaşmalarını sağlayacak yüzey görevi de görmektedirler. Ayrıca, hücrelerde tepki oluşturacak sinyallerin düzgün bir şekilde hücrelere sunulmasını sağlayarak, reseptörlerin aktive edilip sinyal iletiminin sağlanmasında rol alırlar. Bu nedenle hücre-matris etkileşimi ve matrise bağlı sinyaller hücrelerin normal fonksiyonlarını yerine getirmelerinin yanı sıra dokunun yenilenmesinde de önemlidir. Bu tezde, kas dokusunun doğal çevresini taklit eden biyoaktif peptit nanofiberler tasarlanarak, öncül hücrelerin çizgili kas ve kalp kası hücrelerine dönüşmelerindeki etkileri araştırılmıştır. İlk olarak, çizgili kas oluşumunu indüklemek için, çizgili kas hücrelerarası matrisinde bulunan laminin ve fibronectin proteinlerinin kimyasal yapılarından esinlenerek, bazal laminayı taklit eden peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Bu peptit nanofiber sisteminin hücrelerle etkileştiği ve üç gün içerisinde farklılaşmayı arttırdığı gösterilmiştir. Morfolojik ve immunojenik boyamalar farklılaşmış myotüplerin oluştuğunu göstermiştir. Ayrıca, kalp dokusunun hücrelerarası iskele yapısında bulunan glikozaminoglikanların kimyasal yapıları kullanılarak glikozaminoglikanları taklit edebilen peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Büyüme faktörlerine bağlandığı ve damarlanmayı indüklediği bilinen glikozaminoglikan taklidi peptit nanofiberler tümleşik kardiyovasküler doku mühendisliği iskeleleri için umut verici yapılardır. Bu çalışmada, peptit nanofiberlerin hücre yapışmasını arttırdığı ve kardiyak miyoblast hücrelerinin kalp kası hücrelerine farklılaştığı gösterilmiştir. Bu farklılaşma gen ekspresyonu analizi ve immunoboyamalarla kanıtlanmıştır. Özet olarak, kas oluşumunu indükleyen, hücrelerarası iskelenin yapısal elemanlarından esinlenilerek tasarlanan, kendiliğinden toplanan peptit nanofiber platformlar hücrelerin farklılaşmasını desteklemişlerdir. Bu biyoaktif nanofiber sistemlerin kas doku mühendisliği uygulamalarında kullanılması umut vaadetmektedir.
Özet (Çeviri)
The extracellular matrix (ECM) is crucial for the coordination and regulation of various cellular processes, including cell adhesion, recruitment, differentiation and death. ECM components structurally support tissue function and regeneration by acting as a substrate for cell migration and differentiation. In addition, by facilitating the fine localization of signals within their structural framework, these components activate receptors on the cell membrane for the initiation of signal transduction cascades. As such, cell-matrix interactions and matrix-associated signals are important for the normal functioning of cells, as well as for natural or artificially assisted tissue regeneration. In keeping with this ECM-centric approach, we designed and synthesized peptide amphiphiles with bioactive epitopes to resemble the native microenvironment of muscle tissue and to examined their potential in the induction of progenitor cell differentiation into skeletal myotubes and cardiac myocytes. The formation of skeletal myotubes was promoted through the use of basal lamina-mimetic peptide nanofibers inspired by the chemical structures of laminin and fibronectin, two proteins strongly represented in the skeletal muscle extracellular matrix. We demonstrated that our basal lamina mimetic peptide nanofiber system actively interacts with the cells it contains and enhances their differentiation within 3 days. Morphological analysis and immunocytochemical stainings indicated the formation of differentiated myotubes. We also designed glycosaminoglycan-mimetic peptide amphiphiles to mimic the glycosaminoglycans found in the myocardium. Glycosaminoglycans have been reported to play substantial roles in growth factor binding and the induction of angiogenesis, and their mimicry through peptide amphiphile nanofibers is promising as a combined approach for generating multifunctional cardiovascular tissue engineering scaffolds. We demonstrated that peptide nanofibers enhance the adhesion of cells to the surface and induce cardiac myoblast cells to differentiate into cardiomyocytes through both gene expression analysis and immunostainings. In summary, myogenic platforms were developed by programming signal rich environment from self-assembled peptide nanofibers inspired from the components of the ECM to induce the differentiation of cells. These bioactive nanofiber systems serve as promising platforms for muscle tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Yaya caddelerinde mikro hareketin nicel analizi: İstiklal caddesi örneği
Quantitative analysis of micro movement on pedestrian streets: The case of İstiklal street
ALİ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL EREN KÜRKÇÜOĞLU
- Güvenilir kablosuz algılayıcı ağlar için çok merkezi düğümlü şartlı çok kopyalı bir yol atama stratejisi
A conditional multi-copy strategy with multiple central nodes for more reliable wireless sensor networks
MERVE EKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞEGÜL ALTIN KAYHAN
- Bağıl nem ve oksijen konsantrasyonuna duyarlı bir mahal havalandırma sistemi
Air conditioning system of an office sensitive to relative humidity and oxygen concentration
YILDIRIM ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Mekatronik MühendisliğiBozok ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YUMAK
- Design and assessment of transportation systems with the sustainability perspective
Ulaşım sistemlerinin sürdürülebilirlik bakış açısıyla tasarımı ve değerlendirilmesi
ORHAN İLKER KOLAK
Doktora
İngilizce
2015
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGalatasaray ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN FEYZİOĞLU
- Urban transportation network design problem with sustainability considerations
Başlık çevirisi yok
NARGES SHAHRAKİ
Doktora
İngilizce
2015
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TÜRKAY