發(fā)布時(shí)間：2017-06-29 16:14

  本文關(guān)鍵詞：模擬微重力對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和遷移的影響及相關(guān)分子機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空間生命科學(xué)是空間科學(xué)和生命科學(xué)相互滲透形成的一門(mén)交叉學(xué)科，主要研究宇宙空間環(huán)境對(duì)生命活動(dòng)的影響規(guī)律及機(jī)制。隨著空間科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，空間生命科學(xué)逐漸成為生命科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和前沿。 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是一類(lèi)具有自我更新和多向分化潛能的成體干細(xì)胞，可以在不同培養(yǎng)條件下分化成多種間質(zhì)細(xì)胞，也具有免疫兼容、定向遷移至損傷位點(diǎn)參與組織修復(fù)等特點(diǎn)，是臨床細(xì)胞治療和組織工程的重要種子細(xì)胞，對(duì)維持正常生命活動(dòng)有重要作用。 MSCs的生物學(xué)行為受多種環(huán)境因素的調(diào)控，除化學(xué)因素外，力學(xué)刺激對(duì)MSCs的生物學(xué)行為也有重要調(diào)節(jié)作用�？臻g環(huán)境與地面環(huán)境完全不同，，失重是空間特殊環(huán)境的主要特點(diǎn)之一。隨著航天技術(shù)的發(fā)展和對(duì)太空探索需求的不斷增加，人類(lèi)活動(dòng)已經(jīng)頻繁進(jìn)入外層空間。空間微重力環(huán)境引起宇航員骨鈣含量降低、肌肉系統(tǒng)萎縮、免疫系統(tǒng)紊亂等不良反應(yīng)，了解空間微重力下MSCs生物學(xué)行為的變化特征及規(guī)律及其對(duì)人體生理活動(dòng)的影響及機(jī)制，對(duì)預(yù)防和治療微重力引起的相關(guān)疾病具有重要意義。因此，本文采用地基微重力模擬裝置，主要考察模擬微重力對(duì)大鼠MSCs (rat MSCs, rMSCs)增殖和遷移行為的影響及其相關(guān)分子機(jī)理。該研究主要有以下4個(gè)方面的內(nèi)容： 1. rMSCs的原代分離培養(yǎng) 本實(shí)驗(yàn)結(jié)合Percoll密度梯度離心法和差時(shí)貼壁法，從大鼠后肢股骨分離rMSCs。用該方法獲得的細(xì)胞傳代后0.5h即可貼壁，24h后完全鋪展，多呈長(zhǎng)梭形或三角形。細(xì)胞具有較強(qiáng)的增殖能力，3~5天即可接近融合，呈漩渦樣單層生長(zhǎng)。流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞表面相關(guān)抗原，結(jié)果顯示，細(xì)胞的CD44和CD90呈陽(yáng)性，CD34呈陰性，符合MSCs表面標(biāo)記抗原的一般規(guī)律。 2.微重力效應(yīng)模擬裝置 本實(shí)驗(yàn)采用中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所微重力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的平行平板旋轉(zhuǎn)微重力效應(yīng)模擬裝置，其主體結(jié)構(gòu)包括用于細(xì)胞培養(yǎng)的旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)腔和產(chǎn)生水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的單軸旋轉(zhuǎn)支架。該裝置的基本原理是通過(guò)細(xì)胞繞水平軸的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速快于細(xì)胞重力方向的時(shí)間閾值時(shí)，細(xì)胞因喪失或者降低對(duì)固定重力方向的感知而產(chǎn)生類(lèi)似于空間微重力下的生物學(xué)效應(yīng)。 3.模擬微重力對(duì)rMSCs增殖行為的影響及相關(guān)分子機(jī)理 細(xì)胞計(jì)數(shù)和CCK-8試劑盒檢測(cè)模擬微重力對(duì)rMSCs增殖的影響，發(fā)現(xiàn)模擬微重力1天對(duì)rMSCs增殖沒(méi)有明顯影響，模擬微重力3天、5天明顯抑制rMSCs增殖。 RT-PCR檢測(cè)模擬微重力對(duì)rMSCs中cyclin D1mRNA表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，模擬微重力顯著抑制rMSCs中cyclin D1mRNA的表達(dá)。模擬微重力作用下rMSCs中β-catenin mRNA的表達(dá)沒(méi)有明顯變化。免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)模擬微重力作用下MSCs的細(xì)胞質(zhì)中游離的β-catenin明顯下降，并且β-catenin向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移量也降低。模擬微重力環(huán)境顯著下調(diào)MSCs中Wnt3a mRNA的表達(dá)，但不影響DKK-1mRNA的表達(dá)。結(jié)果表明，微重力可能通過(guò)抑制經(jīng)典Wnt信號(hào)通路抑制rMSCs增殖。 4.模擬微重力對(duì)rMSCs遷移行為的影響及其相關(guān)分子機(jī)理 Transwell跨膜遷移模型和劃痕遷移模型考察了模擬微重力對(duì)rMSCs遷移能力的影響。結(jié)果顯示，模擬微重力作用24h后rMSCs的劃痕遷移能力受到明顯抑制，恢復(fù)重力24h并沒(méi)有恢復(fù)rMSCs的遷移能力。此外，不管是在無(wú)血清培養(yǎng)基還是1%血清培養(yǎng)基的誘導(dǎo)條件下，模擬微重力24h后rMSCs的跨膜遷移能力都受到明顯抑制。 進(jìn)一步研究了模擬微重力影響rMSCs遷移行為的機(jī)理。原子力顯微鏡檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模擬微重力作用24h顯著提高rMSCs的楊氏模量，恢復(fù)重力24h后，上調(diào)的楊氏模量明顯恢復(fù)。免疫熒光染色考察模擬微重力對(duì)rMSCs中F-actin的影響，結(jié)果顯示，模擬微重力作用24h明顯促進(jìn)F-actin細(xì)胞骨架的表達(dá)和聚合，恢復(fù)重力24h后，rMSCs中F-actin細(xì)胞骨架明顯下調(diào)。結(jié)果表明，模擬微重力下rMSCs遷移能力的下降可能與細(xì)胞骨架重構(gòu)和細(xì)胞硬度變化有關(guān)。 本文研究結(jié)果表明，模擬微重力可能通過(guò)下調(diào)Wnt3a的表達(dá)，降低細(xì)胞中游離的β-catenin，減少其向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移，下調(diào)cyclin D1的表達(dá)，最終引起rMSCs增殖的抑制。另一方面，模擬微重力可能通過(guò)促進(jìn)F-actin細(xì)胞骨架的表達(dá)和聚合，提高細(xì)胞硬度，最終降低rMSCs的遷移能力。重力恢復(fù)能使F-actin細(xì)胞骨架和細(xì)胞硬度得到恢復(fù)，但是短時(shí)間內(nèi)并不能完全恢復(fù)rMSCs的遷移能力。
【關(guān)鍵詞】：模擬微重力 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 增殖 遷移
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R85
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-13
• 1.1 研究背景11-12
• 1.1.1 空間生命科學(xué)的發(fā)展11
• 1.1.2 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞11
• 1.1.3 模擬微重力對(duì)生命活動(dòng)的影響11-12
• 1.2 本文研究的目的、意義以及主要內(nèi)容12-13
• 1.2.1 本文研究的目的和意義12
• 1.2.2 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 rMSCs 的原代分離培養(yǎng)13-18
• 2.1 引言13
• 2.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、儀器和材料13-14
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物13
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器13
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑13-14
• 2.2.4 主要實(shí)驗(yàn)試劑的配制14
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法14-15
• 2.3.1 rMSCs 的原代分離培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)14-15
• 2.3.2 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞表面抗原15
• 2.3.3 統(tǒng)計(jì)分析15
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果15-17
• 2.4.1 rMSCs 的形態(tài)學(xué)觀察15
• 2.4.2 rMSCs 表面抗原的表達(dá)15-17
• 2.5 討論17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 3 微重力效應(yīng)模擬裝置18-23
• 3.1 引言18
• 3.2 微重力效應(yīng)模擬裝置18-21
• 3.3 討論21-22
• 3.4 本章小結(jié)22-23
• 4 模擬微重力對(duì) rMSCs 增殖的影響及相關(guān)分子機(jī)理23-36
• 4.1 引言23-24
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)耗材24
• 4.2.2 主要實(shí)驗(yàn)藥品與試劑24-25
• 4.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑的配置25
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 4.3.1 模擬微重力條件下 rMSCs 的培養(yǎng)25-26
• 4.3.2 CCK-8 法檢測(cè)細(xì)胞增殖26
• 4.3.3 細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)細(xì)胞增殖26
• 4.3.4 膠原裱襯26
• 4.3.5 RT-PCR 檢測(cè) mRNA 表達(dá)變化26-28
• 4.3.6 免疫熒光染色檢測(cè)蛋白表達(dá)變化28-29
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-33
• 4.4.1 模擬微重力抑制 rMSCs 的增殖29-30
• 4.4.2 模擬微重力對(duì)經(jīng)典 Wnt 信號(hào)通路相關(guān)蛋白β-catenin、Wnt3a、DKK-1 的影響30-33
• 4.5 討論33-34
• 4.6 本章小結(jié)34-36
• 5 模擬微重力對(duì) rMSCs 遷移的影響及相關(guān)分子機(jī)理36-46
• 5.1 引言36
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料36-37
• 5.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)耗材36
• 5.2.2 主要實(shí)驗(yàn)藥品與試劑36
• 5.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑的配置36-37
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法37-40
• 5.3.1 劃痕遷移實(shí)驗(yàn)37
• 5.3.2 Transwell 跨膜遷移實(shí)驗(yàn)37-38
• 5.3.3 免疫熒光染色檢測(cè) F-actin 細(xì)胞骨架38-39
• 5.3.4 原子力顯微鏡檢測(cè)細(xì)胞楊氏模量39-40
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-43
• 5.4.1 模擬微重力抑制 rMSCs 跨膜遷移和劃痕遷移能力40-41
• 5.4.2 模擬微重力增加 rMSCs 的細(xì)胞硬度41-42
• 5.4.3 模擬微重力促進(jìn) rMSCs 中 F-actin 細(xì)胞骨架的重排42-43
• 5.5 討論43-45
• 5.6 本章小結(jié)45-46
• 6 結(jié)論與展望46-48
• 6.1 主要結(jié)論46
• 6.2 展望46-48
• 致謝48-49
• 參考文獻(xiàn)49-56
• 附錄56
• A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄56
• B 參加學(xué)術(shù)會(huì)議56
• C 項(xiàng)目（主研人或第一申請(qǐng)人）56

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 齊乃明;張文輝;高九州;霍明英;;空間微重力環(huán)境地面模擬試驗(yàn)方法綜述[J];航天控制;2011年03期

2 張孝謙,袁龍根,吳文東,田蘭橋,姚康莊;國(guó)家微重力實(shí)驗(yàn)室百米落塔實(shí)驗(yàn)設(shè)施的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué);2005年05期

3 劉承憲;21世紀(jì)空間生命科學(xué)和空間生物技術(shù)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J];空間科學(xué)學(xué)報(bào);2000年S1期

4 任維,魏金河;空間生命科學(xué)發(fā)展的回顧、動(dòng)態(tài)和展望[J];空間科學(xué)學(xué)報(bào);2000年S1期

5 夏益霖;微重力落塔試驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用(Ⅰ)[J];強(qiáng)度與環(huán)境;1995年02期

  本文關(guān)鍵詞：模擬微重力對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和遷移的影響及相關(guān)分子機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：498502