【摘要】：細(xì)胞重編程技術(shù)對(duì)藥物發(fā)現(xiàn)及篩選、移植治療、基因治療和疾病研究帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響,同時(shí)也打開了再生醫(yī)學(xué)的大門。然而,大量實(shí)驗(yàn)研究表明,細(xì)胞重編程過程會(huì)面臨效率低、不完整等問題。因此,如何提高重編程的效率及加速重編程過程的生物技術(shù)成為前沿課題之一。本文以體細(xì)胞重編程過程實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)細(xì)胞重編程過程中基因表達(dá)的時(shí)間線(Timeline),構(gòu)建起重編程過程中標(biāo)記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,利用隨機(jī)動(dòng)力學(xué)理論和數(shù)值模擬方法對(duì)該模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究,得到了以下研究成果:(1)根據(jù)重編程過程中標(biāo)記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,建立起了重編程過程中標(biāo)記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)方程,數(shù)值模擬結(jié)果表明:在外源性轉(zhuǎn)錄因子OSKM(輸入信號(hào))連續(xù)表達(dá)條件下,細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記基因Y(如SSEA1)在2天左右開始表達(dá),標(biāo)記基因Z(如Nanog,Oct4,Sox2)在7天左右表達(dá),這些結(jié)果與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合,能夠解釋重編程不同階段的相關(guān)機(jī)制。(2)本文選取了 6個(gè)測(cè)試參數(shù)探究其對(duì)加速重編程的影響,結(jié)果表明:隨著上游標(biāo)記基因?qū)ο掠螛?biāo)記基因的最大激活率的增大,標(biāo)記基因Z的表達(dá)時(shí)間將會(huì)明顯縮短,即快速的基因表達(dá)可以導(dǎo)致更快的重編程過程。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),外源性轉(zhuǎn)錄因子OSKM對(duì)開啟重編程起重要作用。(3)運(yùn)用勞斯-霍爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)分析了微分方程組解的穩(wěn)定性�？紤]到細(xì)胞重編程過程具有隨機(jī)性,引入高斯白噪聲得到了近似Fokker-Planck方程,運(yùn)用Langevin理論推導(dǎo)出在穩(wěn)態(tài)附近基因表達(dá)水平的Fano因子、協(xié)方差以及敏感性等物理量解析式,最后運(yùn)用Gillespie算法進(jìn)行數(shù)值模擬并驗(yàn)證理論結(jié)果的正確性。
【圖文】：

圖１．２胚胎干細(xì)胞（Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ邋Ｓｔｅｍ邋Ｃｅ丨丨ｓ）起源于賽胚（Ｂ丨ａｓｔｏｃｙｓｔ）內(nèi)部細(xì)胞團(tuán)（Ｉｎｎｅｒ邋Ｍａｓｓ逡逑Ｃｅｌｌｓ），為多能干細(xì)胞，它可以成為任何組織，但不包括胎盤。只有桑椹胚（Ｍｏｒｕｌａ）的細(xì)是全能干細(xì)胞，可以成為所有組織或胎盤。逡逑

碩士學(xué)位論文逡逑ＭＡＳＴＥＲ邋ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ逡逑０％的小鼠和人類體細(xì)胞就轉(zhuǎn)變成了初始的ｉＰＳ細(xì)胞，，并提出了“油門和剎車模型”逡逑Ｇａｓ邋ａｎｄ邋ｂｒａｋｅｓ邋ｍｏｄｅｌ，圖邋１．４）。逡逑＂Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ＂－ｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃｈａ？ｅ邐＊ａＤｃｔ？ｒｍｉｎｔｓｔｉｃＭ－邋ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｈａｓｅ逡逑
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O175;Q78

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本文編號(hào)：2649303