發(fā)布時間：2020-05-05 01:30

【摘要】：細胞重編程技術對藥物發(fā)現(xiàn)及篩選、移植治療、基因治療和疾病研究帶來了深遠影響,同時也打開了再生醫(yī)學的大門。然而,大量實驗研究表明,細胞重編程過程會面臨效率低、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成為前沿課題之一。本文以體細胞重編程過程實驗為基礎,根據(jù)細胞重編程過程中基因表達的時間線(Timeline),構建起重編程過程中標記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡模型,利用隨機動力學理論和數(shù)值模擬方法對該模型進行動力學研究,得到了以下研究成果:(1)根據(jù)重編程過程中標記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡模型,建立起了重編程過程中標記基因之間前反饋調(diào)控網(wǎng)絡的動力學方程,數(shù)值模擬結果表明:在外源性轉錄因子OSKM(輸入信號)連續(xù)表達條件下,細胞內(nèi)標記基因Y(如SSEA1)在2天左右開始表達,標記基因Z(如Nanog,Oct4,Sox2)在7天左右表達,這些結果與生物學實驗結果相吻合,能夠解釋重編程不同階段的相關機制。(2)本文選取了 6個測試參數(shù)探究其對加速重編程的影響,結果表明:隨著上游標記基因對下游標記基因的最大激活率的增大,標記基因Z的表達時間將會明顯縮短,即快速的基因表達可以導致更快的重編程過程。同時還發(fā)現(xiàn),外源性轉錄因子OSKM對開啟重編程起重要作用。(3)運用勞斯-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]到細胞重編程過程具有隨機性,引入高斯白噪聲得到了近似Fokker-Planck方程,運用Langevin理論推導出在穩(wěn)態(tài)附近基因表達水平的Fano因子、協(xié)方差以及敏感性等物理量解析式,最后運用Gillespie算法進行數(shù)值模擬并驗證理論結果的正確性。
【圖文】：

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

碩士學位論文逡逑ＭＡＳＴＥＲ邋ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ逡逑０％的小鼠和人類體細胞就轉變成了初始的ｉＰＳ細胞，，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
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O175;Q78

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 林小春;;科學家讓小鼠“返老還童”[J];甘肅教育;2017年02期

2 ;復旦大學發(fā)現(xiàn)細胞重編程技術能促進內(nèi)耳毛細胞增殖再生[J];生物學教學;2017年05期

3 ;我國揭示RNA結合蛋白DDX5在體細胞重編程中的關鍵作用[J];生物學教學;2017年07期

4 趙夢夢;謝玉才;;心肌細胞直接重編程的研究進展[J];國際心血管病雜志;2017年02期

5 Hui Zheng;Bo Huang;Bingjie Zhang;Yunlong Xiang;Zhenhai Du;Qianhua Xu;Yuanyuan Li;Qiujun Wang;Jing Ma;Xu Peng;Feng Xu;頡偉;;組蛋白修飾重編程重塑表觀記憶[J];科學新聞;2017年04期

6 鄧宏魁;;細胞重編程技術簡介[J];科技導報;2016年13期

7 夏文明;;細胞重編程的研究進展[J];新農(nóng)業(yè);2014年23期

8 ;重編程:生物學的黑匣子[J];廈門科技;2015年01期

9 關波;;腦細胞“重編程”有望治療帕金森[J];老同志之友;2017年13期

10 趙阿曼;管興華;;回眸中國2013年細胞重編程研究[J];生命的化學;2014年02期

相關會議論文 前10條

1 潘傳英;藍賢勇;陳宏;Colin E Bishop;;利用特定因子誘導293T細胞的重編程研究[A];第十二次全國畜禽遺傳標記研討會論文集[C];2010年

2 李勁松;;細胞重編程和胚胎發(fā)育[A];細胞—生命的基礎——中國細胞生物學學會2013年全國學術大會·武漢論文摘要集[C];2013年

3 李勁松;;細胞重編程與胚胎發(fā)育[A];第二屆全國發(fā)育生物學大會論文集[C];2014年

4 李勁松;;細胞重編程與胚胎發(fā)育[A];第三屆“模式生物與人類健康”發(fā)育遺傳學全國學術研討會論文集[C];2014年

5 楊冠恒;張少清;伊慶福;曾凡一;;體細胞重編程對基因座位點控制區(qū)作用影響的研究[A];中華醫(yī)學會第十五次全國醫(yī)學遺傳學學術會議暨中國醫(yī)師協(xié)會醫(yī)學遺傳醫(yī)師分會第一屆全國學術會議暨2016年浙江省醫(yī)學遺傳學年會論文匯編[C];2016年

6 吳風瑞;劉勇;張迪;王榮;李文雍;;不同供體的克隆胚胎重編程過程中的轉錄組學分析[A];華東地區(qū)生物化學與分子生物學學會聯(lián)合會2017年學術交流會暨安徽省生物化學與分子生物學學會理事會議論文集[C];2017年

7 范宗興;余大為;郝海生;趙學明;王棟;劉巖;秦彤;朱化彬;杜衛(wèi)華;;爪蟾卵母細胞抽提物誘導體細胞重編程研究[A];中國畜牧獸醫(yī)學會動物繁殖學分會第十六屆學術研討會論文集[C];2012年

8 周琪;;體細胞重編程,挑戰(zhàn)與希望[A];細胞—生命的基礎——中國細胞生物學學會2013年全國學術大會·武漢論文摘要集[C];2013年

9 王二耀;于洋;焦麗紅;王柳;周琪;;不同遺傳背景的小鼠卵母細胞去核后重編程能力的研究[A];第十屆全國生殖生物學學術研討會論文摘要集[C];2005年

10 楊柳;AL-KAL Abakar;蔣和生;;體細胞核移植技術中核重編程機制進展概述[A];中國畜牧獸醫(yī)學會動物繁殖學分會第十五屆學術研討會論文集（上冊）[C];2010年

相關重要報紙文章 前10條

1 記者 劉海英;細胞重編程讓小鼠“返老還童”[N];科技日報;2016年

2 記者 張建列 通訊員 黃博純;廣州生物院闡明抑制LSD1促細胞重編程機制[N];廣東科技報;2016年

3 記者 白毅;重編程中細胞重塑的關鍵因素被發(fā)現(xiàn)[N];中國醫(yī)藥報;2015年

4 本報記者 張佳星;突破式創(chuàng)新，中國開啟細胞重編程3.0時代[N];科技日報;2015年

5 記者 胡德榮;重編程異常細胞是“麻煩”制造者[N];健康報;2011年

6 譚薇　編譯;細胞重編程助力干細胞研發(fā)[N];第一財經(jīng)日報;2009年

7 記者 喬地;我發(fā)現(xiàn)人類早期胚胎發(fā)育組蛋白重編程規(guī)律[N];科技日報;2019年

8 記者 常麗君;重編程干細胞或能預防輻射后癌變[N];科技日報;2015年

9 記者 朱漢斌 通訊員 苗瑋昱;中科院廣州生物院等揭示體細胞重編程起始分子機制[N];中國科學報;2019年

10 胡德榮;體細胞重編程研究有新發(fā)現(xiàn)[N];健康報;2004年

相關博士學位論文 前10條

1 孫樂萌;長鏈非編碼RNA Opbr6在體細胞重編程的中的作用及機制研究[D];吉林大學;2018年

2 賴曉鳳;代謝重編程促進ER陽性乳腺癌他莫昔芬耐藥的機制研究[D];中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學;2018年

3 張景龍;Etv5對細胞重編程和干細胞分化的調(diào)控機制[D];西北農(nóng)林科技大學;2018年

4 成德;利用特定轉錄因子誘導豬體細胞重編程為多能干細胞的研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2012年

5 張文成;細胞重編程與誘導內(nèi)胚層多能干細胞的獲取與鑒定[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2012年

6 高帥;連續(xù)誘導重編程體系的建立及多能性標志基因的鑒定[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2014年

7 孫志博;表觀遺傳重編程的骨髓間充質干細胞治療激素性股骨頭壞死的相關研究[D];華中科技大學;2014年

8 王術勇;小分子化合物介導譜系重編程獲取內(nèi)胚層祖細胞及其相關機制研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2016年

9 趙智亮;轉錄因子組合誘導成纖維細胞直接重編程為汗腺樣細胞的實驗研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學院;2016年

10 魏興林;基于piggyBac基因抓捕體系的重編程相關基因的高通量篩選[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 遲大明;自噬對豬克隆早期胚胎中供體線粒體清除及重編程的影響初探[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2017年

2 張小敏;細胞重編程調(diào)控網(wǎng)絡的非線性隨機動力學研究[D];華中師范大學;2018年

3 姜霖;NG納米—蛋白復合體的構建及其重編程誘導骨髓間充質干細胞向心臟祖細胞分化的研究[D];南方醫(yī)科大學;2015年

4 賀海鵬;共濟失調(diào)-毛細血管擴張突變蛋白的抑制促進體細胞重編程為誘導多能干細胞[D];內(nèi)蒙古大學;2018年

5 丁香香;豬組蛋白及其變體表達載體的構建及對豬體細胞重編程的影響[D];內(nèi)蒙古大學;2018年

6 宋明民;利用單細胞克隆胚胎轉錄組挖掘體細胞重編程新的分子標記[D];內(nèi)蒙古大學;2018年

7 栗楠;磁性納米顆粒介導Oct4重編程HEK-293T細胞為iPSCs的研究[D];西南大學;2018年

8 李勇;線粒體mPTP調(diào)控體細胞早期重編程的信號途徑研究[D];中國科學技術大學;2014年

9 許蓓;iPS重編程及其分化神經(jīng)細胞惡性轉化模型的建立[D];武漢科技大學;2018年

10 王顯新;藻藍蛋白通過調(diào)節(jié)細胞氧化應激和細胞代謝提高體細胞重編程效率[D];內(nèi)蒙古大學;2018年

本文編號：2649303