本文關(guān)鍵詞：苦味細(xì)胞傳感技術(shù)及其在苦味轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：味覺(jué)感受細(xì)胞是味覺(jué)敏感的基本單元,其細(xì)胞膜上表達(dá)多種特異性的味覺(jué)受體蛋白,是味覺(jué)刺激的作用靶點(diǎn)。研究表明,苦、甜、鮮、酸和咸味味質(zhì)能刺激味覺(jué)受體細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。其中,苦、甜、鮮三種味覺(jué)激活味覺(jué)受體細(xì)胞膜表面的G蛋白偶聯(lián)味覺(jué)受體,可以引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通道的級(jí)聯(lián)反應(yīng),引起細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放及動(dòng)作電位發(fā)放,將味質(zhì)的化學(xué)信息轉(zhuǎn)化為電信息。味覺(jué)感受細(xì)胞和味覺(jué)神經(jīng)纖維的響應(yīng)有很多相似點(diǎn),表明味覺(jué)受體細(xì)胞產(chǎn)生的動(dòng)作電位可能是味覺(jué)信息傳遞到神經(jīng)纖維的主要組成部分。因此,味覺(jué)信號(hào)的多生理參數(shù),如信號(hào)通路的鈣信號(hào)、膜電位信號(hào)等,反映了味覺(jué)受體細(xì)胞被味覺(jué)物質(zhì)激活的響應(yīng)特性,可用于味覺(jué)特征的外周編碼解碼研究。目前對(duì)于味覺(jué)物質(zhì)刺激下味覺(jué)受體細(xì)胞產(chǎn)生的動(dòng)作電位及其放電模式以及它所攜帶的味覺(jué)信息了解甚少。因此,味覺(jué)受體細(xì)胞對(duì)味覺(jué)刺激的響應(yīng)機(jī)制,需要結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)及細(xì)胞傳感器手段對(duì)味覺(jué)受體細(xì)胞內(nèi)胞外信號(hào)變化進(jìn)行多手段,多尺度的分析研究。本論文的主要的創(chuàng)新性工作如下：1、深入研究了味蕾細(xì)胞的胞外電生理特性,通過(guò)將味蕾細(xì)胞分離并固定于MEA芯片表面,實(shí)現(xiàn)了味蕾細(xì)胞在苦味作用下的胞外電位記錄。基于味覺(jué)受體細(xì)胞電生理及MEMS工藝的發(fā)展,我們?cè)O(shè)計(jì)了細(xì)胞外電位記錄的微電極陣列芯片(MEA),可以高通量實(shí)時(shí)無(wú)損地記錄舌上皮味蕾細(xì)胞在味覺(jué)刺激下的胞外電位變化,從而對(duì)味蕾細(xì)胞對(duì)味覺(jué)刺激的電位響應(yīng)進(jìn)行分析。深入研究了味蕾細(xì)胞在三種苦味物質(zhì)(quinine, cycloheximide,denatonium)作用下的發(fā)放特性,并采用主成分分析了對(duì)三種苦味物質(zhì)進(jìn)行了識(shí)別。2、首次提出了基于小鼠精細(xì)胞的仿生苦味傳感器。深入研究了一種非味覺(jué)組織中的具有苦味受體細(xì)胞的特性。苦味受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的信號(hào)分子變化反映了苦味受體激活的變化。因此,采用鈣成像技術(shù)觀察了苦味受體激活引發(fā)的細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化,并采用細(xì)胞阻抗傳感器對(duì)苦味受體細(xì)胞激活后引起的細(xì)胞阻抗變化進(jìn)行了檢測(cè),并分析了苦覺(jué)受體激活后的細(xì)胞內(nèi)分子機(jī)制。首先,利用鈣成像技術(shù)首次對(duì)小鼠精細(xì)胞的苦味受體進(jìn)行了功能性鑒定,并首次觀察了小鼠精細(xì)胞在四種苦味作用下的阻抗響應(yīng)。并首次采用小鼠精細(xì)胞作為苦味敏感元件,設(shè)計(jì)了一種小鼠精細(xì)胞特異性苦味傳感器,并對(duì)酸、甜、苦、咸、鮮五種基本味覺(jué)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別。3、利用生物工程技術(shù)構(gòu)建了單一水楊苷苦味受體T2R16細(xì)胞,構(gòu)建特異性苦味受體細(xì)胞傳感器水楊苷特異性苦味受體T2R16可以對(duì)葡萄糖苷類(lèi)苦味化合物響應(yīng),具有化學(xué)結(jié)構(gòu)特異性。利用免疫熒光技術(shù)和鈣成像技術(shù)對(duì)苦味受體T2R16的定位表達(dá)及功能進(jìn)行鑒定。采用首次設(shè)計(jì)了基于T2R16特定受體的細(xì)胞阻抗傳感器,并對(duì)水楊苷苦味的特異性響應(yīng)進(jìn)行了檢測(cè)。4、設(shè)計(jì)了一種基于海馬神經(jīng)元的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)傳感器,從細(xì)胞及網(wǎng)絡(luò)水平對(duì)傳感器響應(yīng)特性進(jìn)行了分析。為進(jìn)一步研究苦味信息在味覺(jué)中樞中的信號(hào)處理及傳遞,我們以體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)為模型,初步探索了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的電生理特性,分析了苦味感受相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)5-HT作用下神經(jīng)細(xì)胞及網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳遞機(jī)制,并模擬了味蕾細(xì)胞苦味響應(yīng)的電刺激,觀察了模擬苦味電刺激下的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)發(fā)放特征。將原代海馬神經(jīng)元培養(yǎng)與微電極芯片表面,通過(guò)對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的多位點(diǎn)電位檢測(cè),分析了神經(jīng)元及其網(wǎng)絡(luò)的電位變化,初步探索了苦味信息在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中信號(hào)傳遞。
【關(guān)鍵詞】：苦味細(xì)胞傳感技術(shù) 苦味受體 苦味信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞傳感器 微電極陣列傳感器 細(xì)胞阻抗傳感器
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;R339.13
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-30
• 1.1 味覺(jué)研究的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展14-18
• 1.1.1 味覺(jué)感受的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.1.2 味覺(jué)電生理的發(fā)展17-18
• 1.2 仿生味覺(jué)細(xì)胞傳感技術(shù)的發(fā)展18-22
• 1.2.1 細(xì)胞傳感技術(shù)的發(fā)展18-21
• 1.2.2 味覺(jué)細(xì)胞傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3 論文主要內(nèi)容22-24
• 1.4 本章參考文獻(xiàn)24-30
• 第二章 味覺(jué)受體信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)理及味覺(jué)電生理30-58
• 2.1 引言30
• 2.2 味覺(jué)細(xì)胞及分子生物學(xué)基礎(chǔ)30-34
• 2.2.1 味蕾細(xì)胞分類(lèi)30-32
• 2.2.2 G蛋白偶聯(lián)味覺(jué)受體32-34
• 2.3 味覺(jué)感受34-44
• 2.3.1 苦味34-37
• 2.3.2 甜味和鮮味37-38
• 2.3.3 苦甜鮮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路38-40
• 2.3.4 酸味40-41
• 2.3.5 咸味41-43
• 2.3.6 其他味覺(jué)43-44
• 2.4 味覺(jué)電生理特性44-47
• 2.4.1 離子通道44-46
• 2.4.2 細(xì)胞膜電位46-47
• 2.5 味覺(jué)信號(hào)編碼47-51
• 2.5.1 味覺(jué)外周信號(hào)編碼47-49
• 2.5.2 味覺(jué)中樞信號(hào)編碼49-51
• 2.6 本章小結(jié)51
• 2.7 本章參考文獻(xiàn)51-58
• 第三章 味蕾細(xì)胞傳感器設(shè)計(jì)及苦味檢測(cè)58-74
• 3.1 引言58-59
• 3.2 MEA細(xì)胞傳感器的設(shè)計(jì)59-64
• 3.2.1 MEA檢測(cè)原理60-61
• 3.2.2 MEA器件及記錄系統(tǒng)61-62
• 3.2.3 MEA芯片性能評(píng)估62-64
• 3.3 味蕾細(xì)胞的胞外電生理記錄64-66
• 3.3.1 味蕾細(xì)胞的分離培養(yǎng)65
• 3.3.2 MEA芯片味蕾細(xì)胞胞外電信號(hào)檢測(cè)65-66
• 3.4 味蕾細(xì)胞傳感器對(duì)苦味物質(zhì)的檢測(cè)66-71
• 3.4.1 味蕾細(xì)胞對(duì)不同苦味物質(zhì)的響應(yīng)特性66-69
• 3.4.2 味覺(jué)細(xì)胞傳感器對(duì)不同苦味物質(zhì)的識(shí)別69-71
• 3.5 本章小結(jié)71
• 3.6 本章參考文獻(xiàn)71-74
• 第四章小鼠精細(xì)胞傳感器設(shè)計(jì)及苦味檢測(cè)74-96
• 4.1 引言74-75
• 4.2 細(xì)胞阻抗傳感器及應(yīng)用75-78
• 4.2.1 細(xì)胞阻抗傳感器工作原理75-76
• 4.2.2 在GPCR信號(hào)通路中的應(yīng)用76-78
• 4.3 小鼠精細(xì)胞及其阻抗檢測(cè)78-83
• 4.3.1 小鼠精細(xì)胞苦味受體78-79
• 4.3.2 小鼠精細(xì)胞的分離79
• 4.3.3 精細(xì)胞與傳感器耦合79-83
• 4.4 小鼠精細(xì)胞的苦味響應(yīng)83-91
• 4.4.1 精細(xì)胞鈣響應(yīng)83-84
• 4.4.2 精細(xì)胞阻抗響應(yīng)84-87
• 4.4.3 味覺(jué)抑制劑作用下的鈣響應(yīng)87
• 4.4.4 味覺(jué)抑制劑作用下的阻抗響應(yīng)87-90
• 4.4.5 鈣離子對(duì)精細(xì)胞阻抗響應(yīng)的作用90-91
• 4.5 精細(xì)胞傳感器對(duì)苦質(zhì)的檢測(cè)91-92
• 4.6 本章小結(jié)92-93
• 4.7 本章參考文獻(xiàn)93-96
• 第五章 特異性苦味受體細(xì)胞傳感器設(shè)計(jì)及特定苦味檢測(cè)96-110
• 5.1 引言96
• 5.2 苦味受體細(xì)胞構(gòu)建96-98
• 5.2.1 人類(lèi)苦味受體T2R1696-97
• 5.2.2 真核表達(dá)載體構(gòu)建97-98
• 5.3 苦味受體表達(dá)鑒定98-102
• 5.3.1 免疫熒光98-100
• 5.3.2 鈣離子成像100-102
• 5.4 細(xì)胞阻抗測(cè)試102-107
• 5.4.1 T2R16激動(dòng)劑作用下的阻抗響應(yīng)102-105
• 5.4.2 PLC抑制劑作用下的阻抗響應(yīng)105-107
• 5.5 本章小結(jié)107
• 5.6 本章參考文獻(xiàn)107-110
• 第六章 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)傳感器及其對(duì)苦味傳導(dǎo)的初步研究110-134
• 6.1 引言110-111
• 6.2 神經(jīng)元定位培養(yǎng)111-114
• 6.2.1 細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)定位培養(yǎng)111-112
• 6.2.2 海馬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)培養(yǎng)112-114
• 6.3 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)胞外電生理檢測(cè)114-117
• 6.3.1 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)電位檢測(cè)115-116
• 6.3.2 神經(jīng)元電位檢測(cè)116-117
• 6.4 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)苦味化學(xué)信號(hào)的電響應(yīng)117-126
• 6.4.1 神經(jīng)元對(duì)5-HT的響應(yīng)特性118-122
• 6.4.2 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)5HT的響應(yīng)特性122-126
• 6.5 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬苦味電信號(hào)的響應(yīng)126-131
• 6.5.1 神經(jīng)元對(duì)模擬苦味電刺激的響應(yīng)特征126-130
• 6.5.2 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬苦味電刺激的響應(yīng)特征130-131
• 6.6 本章小結(jié)131
• 6.7 本章參考文獻(xiàn)131-134
• 第七章 總結(jié)與展望134-140
• 7.1 總結(jié)134-136
• 7.2 展望136-139
• 7.3 本章參考文獻(xiàn)139-140
• 作者簡(jiǎn)歷140
• 博士研究生期間發(fā)布的論文和成果140-144
• 致謝144

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張威;味覺(jué)細(xì)胞傳感器設(shè)計(jì)及其在味覺(jué)時(shí)空信息分析中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2011年

2 陳培華;味覺(jué)細(xì)胞模型及仿生味覺(jué)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)傳感器的研究[D];浙江大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：苦味細(xì)胞傳感技術(shù)及其在苦味轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：285779