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

【摘要】：味覺感受細胞是味覺敏感的基本單元,其細胞膜上表達多種特異性的味覺受體蛋白,是味覺刺激的作用靶點。研究表明,苦、甜、鮮、酸和咸味味質(zhì)能刺激味覺受體細胞產(chǎn)生動作電位。其中,苦、甜、鮮三種味覺激活味覺受體細胞膜表面的G蛋白偶聯(lián)味覺受體,可以引起細胞內(nèi)信號通道的級聯(lián)反應(yīng),引起細胞內(nèi)鈣庫釋放及動作電位發(fā)放,將味質(zhì)的化學(xué)信息轉(zhuǎn)化為電信息。味覺感受細胞和味覺神經(jīng)纖維的響應(yīng)有很多相似點,表明味覺受體細胞產(chǎn)生的動作電位可能是味覺信息傳遞到神經(jīng)纖維的主要組成部分。因此,味覺信號的多生理參數(shù),如信號通路的鈣信號、膜電位信號等,反映了味覺受體細胞被味覺物質(zhì)激活的響應(yīng)特性,可用于味覺特征的外周編碼解碼研究。目前對于味覺物質(zhì)刺激下味覺受體細胞產(chǎn)生的動作電位及其放電模式以及它所攜帶的味覺信息了解甚少。因此,味覺受體細胞對味覺刺激的響應(yīng)機制,需要結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)及細胞傳感器手段對味覺受體細胞內(nèi)胞外信號變化進行多手段,多尺度的分析研究。本論文的主要的創(chuàng)新性工作如下：1、深入研究了味蕾細胞的胞外電生理特性,通過將味蕾細胞分離并固定于MEA芯片表面,實現(xiàn)了味蕾細胞在苦味作用下的胞外電位記錄�；谖队X受體細胞電生理及MEMS工藝的發(fā)展,我們設(shè)計了細胞外電位記錄的微電極陣列芯片(MEA),可以高通量實時無損地記錄舌上皮味蕾細胞在味覺刺激下的胞外電位變化,從而對味蕾細胞對味覺刺激的電位響應(yīng)進行分析。深入研究了味蕾細胞在三種苦味物質(zhì)(quinine, cycloheximide,denatonium)作用下的發(fā)放特性,并采用主成分分析了對三種苦味物質(zhì)進行了識別。2、首次提出了基于小鼠精細胞的仿生苦味傳感器。深入研究了一種非味覺組織中的具有苦味受體細胞的特性。苦味受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的信號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)的細胞內(nèi)鈣離子濃度變化,并采用細胞阻抗傳感器對苦味受體細胞激活后引起的細胞阻抗變化進行了檢測,并分析了苦覺受體激活后的細胞內(nèi)分子機制。首先,利用鈣成像技術(shù)首次對小鼠精細胞的苦味受體進行了功能性鑒定,并首次觀察了小鼠精細胞在四種苦味作用下的阻抗響應(yīng)。并首次采用小鼠精細胞作為苦味敏感元件,設(shè)計了一種小鼠精細胞特異性苦味傳感器,并對酸、甜、苦、咸、鮮五種基本味覺物質(zhì)進行檢測識別。3、利用生物工程技術(shù)構(gòu)建了單一水楊苷苦味受體T2R16細胞,構(gòu)建特異性苦味受體細胞傳感器水楊苷特異性苦味受體T2R16可以對葡萄糖苷類苦味化合物響應(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)對苦味受體T2R16的定位表達及功能進行鑒定。采用首次設(shè)計了基于T2R16特定受體的細胞阻抗傳感器,并對水楊苷苦味的特異性響應(yīng)進行了檢測。4、設(shè)計了一種基于海馬神經(jīng)元的細胞網(wǎng)絡(luò)傳感器,從細胞及網(wǎng)絡(luò)水平對傳感器響應(yīng)特性進行了分析。為進一步研究苦味信息在味覺中樞中的信號處理及傳遞,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)細胞及網(wǎng)絡(luò)的信號傳遞機制,并模擬了味蕾細胞苦味響應(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,通過對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的多位點電位檢測,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)中信號傳遞。
【關(guān)鍵詞】：苦味細胞傳感技術(shù) 苦味受體 苦味信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 細胞傳感器 微電極陣列傳感器 細胞阻抗傳感器
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;R339.13
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-30
• 1.1 味覺研究的國內(nèi)外進展14-18
• 1.1.1 味覺感受的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.1.2 味覺電生理的發(fā)展17-18
• 1.2 仿生味覺細胞傳感技術(shù)的發(fā)展18-22
• 1.2.1 細胞傳感技術(shù)的發(fā)展18-21
• 1.2.2 味覺細胞傳感技術(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24-30
• 第二章 味覺受體信號傳導(dǎo)機理及味覺電生理30-58
• 2.1 引言30
• 2.2 味覺細胞及分子生物學(xué)基礎(chǔ)30-34
• 2.2.1 味蕾細胞分類30-32
• 2.2.2 G蛋白偶聯(lián)味覺受體32-34
• 2.3 味覺感受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43-44
• 2.4 味覺電生理特性44-47
• 2.4.1 離子通道44-46
• 2.4.2 細胞膜電位46-47
• 2.5 味覺信號編碼47-51
• 2.5.1 味覺外周信號編碼47-49
• 2.5.2 味覺中樞信號編碼49-51
• 2.6 本章小結(jié)51
• 2.7 本章參考文獻51-58
• 第三章 味蕾細胞傳感器設(shè)計及苦味檢測58-74
• 3.1 引言58-59
• 3.2 MEA細胞傳感器的設(shè)計59-64
• 3.2.1 MEA檢測原理60-61
• 3.2.2 MEA器件及記錄系統(tǒng)61-62
• 3.2.3 MEA芯片性能評估62-64
• 3.3 味蕾細胞的胞外電生理記錄64-66
• 3.3.1 味蕾細胞的分離培養(yǎng)65
• 3.3.2 MEA芯片味蕾細胞胞外電信號檢測65-66
• 3.4 味蕾細胞傳感器對苦味物質(zhì)的檢測66-71
• 3.4.1 味蕾細胞對不同苦味物質(zhì)的響應(yīng)特性66-69
• 3.4.2 味覺細胞傳感器對不同苦味物質(zhì)的識別69-71
• 3.5 本章小結(jié)71
• 3.6 本章參考文獻71-74
• 第四章小鼠精細胞傳感器設(shè)計及苦味檢測74-96
• 4.1 引言74-75
• 4.2 細胞阻抗傳感器及應(yīng)用75-78
• 4.2.1 細胞阻抗傳感器工作原理75-76
• 4.2.2 在GPCR信號通路中的應(yīng)用76-78
• 4.3 小鼠精細胞及其阻抗檢測78-83
• 4.3.1 小鼠精細胞苦味受體78-79
• 4.3.2 小鼠精細胞的分離79
• 4.3.3 精細胞與傳感器耦合79-83
• 4.4 小鼠精細胞的苦味響應(yīng)83-91
• 4.4.1 精細胞鈣響應(yīng)83-84
• 4.4.2 精細胞阻抗響應(yīng)84-87
• 4.4.3 味覺抑制劑作用下的鈣響應(yīng)87
• 4.4.4 味覺抑制劑作用下的阻抗響應(yīng)87-90
• 4.4.5 鈣離子對精細胞阻抗響應(yīng)的作用90-91
• 4.5 精細胞傳感器對苦質(zhì)的檢測91-92
• 4.6 本章小結(jié)92-93
• 4.7 本章參考文獻93-96
• 第五章 特異性苦味受體細胞傳感器設(shè)計及特定苦味檢測96-110
• 5.1 引言96
• 5.2 苦味受體細胞構(gòu)建96-98
• 5.2.1 人類苦味受體T2R1696-97
• 5.2.2 真核表達載體構(gòu)建97-98
• 5.3 苦味受體表達鑒定98-102
• 5.3.1 免疫熒光98-100
• 5.3.2 鈣離子成像100-102
• 5.4 細胞阻抗測試102-107
• 5.4.1 T2R16激動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107-110
• 第六章 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)傳感器及其對苦味傳導(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114-117
• 6.3.1 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)電位檢測115-116
• 6.3.2 神經(jīng)元電位檢測116-117
• 6.4 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對苦味化學(xué)信號的電響應(yīng)117-126
• 6.4.1 神經(jīng)元對5-HT的響應(yīng)特性118-122
• 6.4.2 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對5HT的響應(yīng)特性122-126
• 6.5 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對模擬苦味電信號的響應(yīng)126-131
• 6.5.1 神經(jīng)元對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139-140
• 作者簡歷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】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張威;味覺細胞傳感器設(shè)計及其在味覺時空信息分析中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2011年

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

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

本文編號：285779