細(xì)胞外微環(huán)境包含多種物理化學(xué)參數(shù)因子,例如表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、表面化學(xué)官能團(tuán)、基質(zhì)彈性模量、表面粘附能等等。這些參數(shù)因子對(duì)細(xì)胞生理活動(dòng)和細(xì)胞功能有重要影響。在細(xì)胞生物學(xué)研究中,研究者開(kāi)發(fā)出多種人工細(xì)胞外基質(zhì)來(lái)模擬細(xì)胞在體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境,例如通過(guò)調(diào)控基質(zhì)剛度和基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)錨定點(diǎn)密度來(lái)研究微環(huán)境中單一參數(shù)對(duì)細(xì)胞功能和行為的影響,從而達(dá)到降低實(shí)驗(yàn)成本和簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的。細(xì)胞體積作為一個(gè)重要的細(xì)胞參數(shù),近些年來(lái)越來(lái)越受研究者們重視。大量研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞體積調(diào)控在細(xì)胞有絲分裂、組織發(fā)育、基因表達(dá)等生理過(guò)程中起重要作用。本文主要利用實(shí)驗(yàn)的方法,結(jié)合數(shù)值模擬,研究具有不同力學(xué)參數(shù)的細(xì)胞基底對(duì)細(xì)胞體積調(diào)控和定向遷移的作用機(jī)制。這些研究為生物工程和生物物理等方面的研究提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.研究基底彈性模量、可鋪展面積和有效粘附能密度對(duì)細(xì)胞體積的調(diào)控機(jī)制。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)增加基底彈性模量、細(xì)胞可粘附面積和基底有效粘附能密度后,細(xì)胞的體積會(huì)顯著下降,甚至在某些參數(shù)下其最高降幅達(dá)到了50%。在細(xì)胞動(dòng)態(tài)貼壁粘附的過(guò)程中,伴隨著細(xì)胞鋪展面積的增加,細(xì)胞體積也會(huì)顯著下降。通過(guò)分析抑制離子的輸運(yùn)實(shí)驗(yàn)和... 

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 細(xì)胞外的微環(huán)境
        1.1.1 基底彈性模量
        1.1.2 細(xì)胞錨定點(diǎn)密度和粘附
    1.2 細(xì)胞骨架與力傳遞模型
    1.3 細(xì)胞體積在生理活動(dòng)中的作用
    1.4 細(xì)胞體積的調(diào)控機(jī)制
        1.4.1 改變細(xì)胞內(nèi)外的靜水壓差
        1.4.2 改變細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差
    1.5 細(xì)胞遷移模型
        1.5.1 單細(xì)胞遷移模型
        1.5.2 多細(xì)胞遷移模型
    1.6 本文的研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)
        1.6.1 基底的力學(xué)性質(zhì)對(duì)細(xì)胞形貌體積的調(diào)控
        1.6.2 細(xì)胞體積在定向遷移過(guò)程中的作用
    1.7 本文的主要工作
第二章 基底力學(xué)性質(zhì)對(duì)細(xì)胞體積的調(diào)控
    2.1 序言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)
        2.2.2 可調(diào)控剛度基底的制備
        2.2.3 基底圖案化制作
        2.2.4 細(xì)胞體積的測(cè)量方法
        2.2.5 細(xì)胞彈性模量的測(cè)量
        2.2.6 藥物抑制和滲透壓沖擊實(shí)驗(yàn)
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 細(xì)胞同步化后細(xì)胞體積對(duì)比
        2.3.2 細(xì)胞在不同剛度基底上的體積
        2.3.3 細(xì)胞動(dòng)態(tài)鋪展過(guò)程中的體積變化
        2.3.4 細(xì)胞可鋪展面積的增大導(dǎo)致細(xì)胞體積減小
        2.3.5 細(xì)胞粘附能密度對(duì)細(xì)胞體積的調(diào)控
        2.3.6 細(xì)胞體積是由鋪展面積調(diào)控
        2.3.7 細(xì)胞與基底之間的粘附將水和離子擠出細(xì)胞外
    2.4 理論模型
        2.4.1 細(xì)胞體積與壓力調(diào)節(jié)機(jī)制
        2.4.2 細(xì)胞形狀、有效表面積和細(xì)胞體積
        2.4.3 細(xì)胞膜應(yīng)力與皮層應(yīng)力
        2.4.4 細(xì)胞剛度感應(yīng)機(jī)制
    2.5 總結(jié)與討論
第三章 基底力學(xué)性質(zhì)對(duì)單細(xì)胞遷移的調(diào)控
    3.1 序言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)
        3.2.2 剛度梯度的聚丙烯酰胺薄膜基底制備
        3.2.3 基底的力學(xué)表征
        3.2.4 基底表面功能化
        3.2.5 細(xì)胞追蹤與體積計(jì)算
        3.2.6 藥物處理和滲透壓環(huán)境改變
        3.2.7 細(xì)胞遷移過(guò)程中前后偽足處細(xì)胞膜張力的比較
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 3T3細(xì)胞具有趨硬遷移行為
        3.3.2 細(xì)胞在趨硬遷移過(guò)程中的體積調(diào)節(jié)
        3.3.3 水和離子的輸運(yùn)影響細(xì)胞趨硬遷移行為
        3.3.4 細(xì)胞骨架影響細(xì)胞趨硬遷移行為
        3.3.5 前后偽足膜張力的極性驅(qū)動(dòng)細(xì)胞趨硬遷移
    3.4 總結(jié)與討論
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 全文工作總結(jié)
    4.2 論文研究創(chuàng)新點(diǎn)
    4.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：3652840