軟骨組織中氧含量分布不均,且軟骨細(xì)胞在各結(jié)構(gòu)層中的形態(tài)學(xué)和生物學(xué)差異較大,目前體外實(shí)驗(yàn)已證實(shí)氧濃度變化會(huì)明顯影響離體培養(yǎng)軟骨細(xì)胞的增殖、分化及表型,但生理氧分壓對(duì)組織中各層原位軟骨細(xì)胞的影響尚不清楚。研究顯示氧分壓會(huì)影響胞內(nèi)鈣離子濃度,而鈣離子水平會(huì)影響軟骨細(xì)胞的胞外基質(zhì)分泌、軟骨的衰老和力學(xué)傳導(dǎo)等生理功能。所以本研究基于胞內(nèi)鈣信號(hào)探究生理氧分壓對(duì)原位軟骨細(xì)胞和胞外基質(zhì)的影響;并從胞內(nèi)鈣信號(hào)和生理氧分壓出發(fā),找到不同層中利于胞外基質(zhì)合成的方法。另外,由于現(xiàn)有鈣信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程繁瑣且耗時(shí)長(zhǎng),所以本研究基于深度學(xué)習(xí)方法改進(jìn)了鈣信號(hào)檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程。本研究啟發(fā)了在軟骨發(fā)育的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究中應(yīng)充分考慮由結(jié)構(gòu)層和氧分壓帶來(lái)的影響,應(yīng)盡量分結(jié)構(gòu)層探討軟骨細(xì)胞和軟骨組織的生理或病理狀態(tài)。同時(shí),本研究有利于指導(dǎo)未來(lái)的臨床應(yīng)用,例如為軟骨組織修復(fù)、原位軟骨細(xì)胞體外培養(yǎng)、3D打印構(gòu)建軟骨組織等研究,提供鈣信號(hào)與氧分壓方面的理論依據(jù),以及各項(xiàng)胞內(nèi)鈣信號(hào)檢測(cè)指標(biāo);通過(guò)模擬和調(diào)控最適氧分壓來(lái)影響軟骨組織的發(fā)育。另外,基于深度學(xué)習(xí)的鈣信號(hào)檢測(cè)技術(shù)改進(jìn),克服了較厚軟骨組織和動(dòng)態(tài)變化細(xì)胞輪廓帶來(lái)的細(xì)胞識(shí)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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1 緒論
    1.1 問(wèn)題的提出及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軟骨組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.2.2 軟骨組織中的氧分壓
        1.2.3 軟骨細(xì)胞中的鈣信號(hào)特點(diǎn)
        1.2.4 基于深度學(xué)習(xí)的胞內(nèi)鈣信號(hào)檢測(cè)
    1.3 課題的研究目的及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題的研究目的與意義
        1.3.2 課題的研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 課題的技術(shù)路線
        1.3.4 課題的特色及創(chuàng)新點(diǎn)
2 原位軟骨細(xì)胞鈣信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和胞外基質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的方法構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
        2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器及耗材
        2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑配制
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 軟骨組織切片樣品制作
        2.3.2 原位軟骨細(xì)胞活性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 胞內(nèi)自發(fā)鈣響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        2.3.4 冰凍切片
        2.3.5 免疫組化
        2.3.6 阿爾新藍(lán)(AlcianBlue)8GX染色
        2.3.7 COLL-Ⅱ和GAG的半定量計(jì)算
        2.3.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
    2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.4.1 原位軟骨細(xì)胞活性檢測(cè)
        2.4.2 實(shí)時(shí)自發(fā)鈣響應(yīng)觀察結(jié)果
        2.4.3 COLL-Ⅱ和GAG染色實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果
        2.4.4 軟骨組織結(jié)構(gòu)分層
        2.4.5 原位軟骨細(xì)胞自發(fā)鈣響應(yīng)的計(jì)算結(jié)果
        2.4.6 胞外基質(zhì)中COLL-Ⅱ和GAG計(jì)算結(jié)果
    2.5 分析與討論
        2.5.1 自發(fā)鈣響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 COLL-Ⅱ和GAG合成代謝實(shí)驗(yàn)胞外基質(zhì)區(qū)域的選擇
        2.5.3 軟骨組織胞外基質(zhì)中COLL-Ⅱ和GAG的含量
    2.6 小結(jié)
3 氧分壓對(duì)自發(fā)鈣響應(yīng)的影響
    3.1 引言
    3.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
        3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器及耗材
        3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑配制
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)分組
        3.3.2 最適CoCl2濃度實(shí)驗(yàn)
        3.3.3 軟骨組織切片樣品制作
        3.3.4 胞內(nèi)自發(fā)鈣響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        3.3.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 氧分壓對(duì)自發(fā)鈣響應(yīng)的影響
        3.4.2 模擬低氧對(duì)自發(fā)鈣響應(yīng)的影響
        3.4.3 胞內(nèi)鈣使自發(fā)鈣響應(yīng)波形以快峰為主
        3.4.4 EGTA和TG對(duì)響應(yīng)率、響應(yīng)峰個(gè)數(shù)及鈣總量的影響
    3.5 分析與討論
        3.5.1 氧分壓對(duì)自發(fā)鈣響應(yīng)的影響
        3.5.2 最適CoCl2濃度的討論
        3.5.3 與模擬低氧相似的氧分壓
        3.5.4 鈣來(lái)源對(duì)自發(fā)鈣響應(yīng)的影響
        3.5.5 通過(guò)鈣信號(hào)判斷離體培養(yǎng)軟骨組織和軟骨細(xì)胞的最適氧分壓
    3.6 小結(jié)
4 氧分壓對(duì)軟骨組織胞外基質(zhì)的影響
    4.1 引言
    4.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
        4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器及耗材
        4.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑配制
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)分組
        4.3.2 軟骨組織切片樣品制作
        4.3.3 COLL-Ⅱ和GAG檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.1 氧分壓對(duì)COLL-Ⅱ和GAG的影響
        4.4.2 不同氧分壓培養(yǎng)時(shí)間對(duì)COLL-Ⅱ和GAG的影響
        4.4.3 模擬低氧對(duì)COLL-Ⅱ和GAG的影響
    4.5 分析與討論
        4.5.1 氧分壓對(duì)各層胞外基質(zhì)中COLL-Ⅱ和GAG的影響
        4.5.2 與模擬低氧相似的氧分壓
        4.5.3 通過(guò)COLL-Ⅱ和GAG來(lái)判斷離體培養(yǎng)軟骨組織和軟骨細(xì)胞的最適氧分壓
    4.6 小結(jié)
5 原位軟骨細(xì)胞鈣信號(hào)與胞外基質(zhì)的關(guān)系
    5.1 引言
    5.2 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
        5.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器及耗材
        5.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        5.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑配制
    5.3 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)分組
        5.3.2 軟骨組織切片樣品制作
        5.3.3 COLL-Ⅱ和GAG檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.3.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.1 不同結(jié)構(gòu)層中鈣信號(hào)與COLL-Ⅱ和GAG的關(guān)系
        5.4.2 不同氧分壓下鈣信號(hào)與COLL-Ⅱ和GAG的關(guān)系
        5.4.3 鈣來(lái)源對(duì)COLL-Ⅱ和GAG的影響
    5.5 分析與討論
        5.5.1 不同結(jié)構(gòu)層中鈣信號(hào)與COLL-Ⅱ和GAG的關(guān)系
        5.5.2 不同氧分壓下鈣信號(hào)與COLL-Ⅱ和GAG關(guān)系
        5.5.3 鈣來(lái)源對(duì)COLL-Ⅱ&GAG合成代謝的影響
    5.6 小結(jié)
6 基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的胞內(nèi)鈣信號(hào)檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)..
    6.1 引言
    6.2 基本原理
        6.2.1 細(xì)胞識(shí)別
        6.2.2 鈣信號(hào)曲線的識(shí)別
    6.3 識(shí)別方法
        6.3.1 深度學(xué)習(xí)分類(lèi)識(shí)別指標(biāo)
        6.3.2 細(xì)胞識(shí)別
        6.3.3 鈣信號(hào)時(shí)間序列的采集
        6.3.4 鈣響應(yīng)曲線波峰識(shí)別
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.4.1 細(xì)胞識(shí)別的結(jié)果
        6.4.2 鈣信號(hào)曲線采集的結(jié)果
        6.4.3 鈣響應(yīng)曲線波峰識(shí)別
    6.5 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的肝臟CT影像分割研究[J]. 郭樹(shù)旭,馬樹(shù)志,李晶,張惠茅,孫長(zhǎng)建,金蘭依,劉曉鳴,劉奇楠,李雪妍.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2017(18)
[2]深度學(xué)習(xí)研究進(jìn)展[J]. 劉建偉,劉媛,羅雄麟.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(07)

碩士論文
[1]基于卷積—長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)序信號(hào)多粒度分析處理方法研究[D]. 徐聰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于時(shí)間序列分析的人體運(yùn)動(dòng)行為模式識(shí)別研究[D]. 程輝.浙江工商大學(xué) 2017
[3]基于深度學(xué)習(xí)的腦電識(shí)別方法研究與應(yīng)用[D]. 張夢(mèng).北京工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3659473