發(fā)布時間：2017-06-29 16:14

  本文關(guān)鍵詞：模擬微重力對骨髓間充質(zhì)干細胞增殖和遷移的影響及相關(guān)分子機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空間生命科學(xué)是空間科學(xué)和生命科學(xué)相互滲透形成的一門交叉學(xué)科，主要研究宇宙空間環(huán)境對生命活動的影響規(guī)律及機制。隨著空間科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，空間生命科學(xué)逐漸成為生命科學(xué)領(lǐng)域的一個熱點和前沿。 骨髓間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是一類具有自我更新和多向分化潛能的成體干細胞，可以在不同培養(yǎng)條件下分化成多種間質(zhì)細胞，也具有免疫兼容、定向遷移至損傷位點參與組織修復(fù)等特點，是臨床細胞治療和組織工程的重要種子細胞，對維持正常生命活動有重要作用。 MSCs的生物學(xué)行為受多種環(huán)境因素的調(diào)控，除化學(xué)因素外，力學(xué)刺激對MSCs的生物學(xué)行為也有重要調(diào)節(jié)作用�？臻g環(huán)境與地面環(huán)境完全不同，，失重是空間特殊環(huán)境的主要特點之一。隨著航天技術(shù)的發(fā)展和對太空探索需求的不斷增加，人類活動已經(jīng)頻繁進入外層空間�？臻g微重力環(huán)境引起宇航員骨鈣含量降低、肌肉系統(tǒng)萎縮、免疫系統(tǒng)紊亂等不良反應(yīng)，了解空間微重力下MSCs生物學(xué)行為的變化特征及規(guī)律及其對人體生理活動的影響及機制，對預(yù)防和治療微重力引起的相關(guān)疾病具有重要意義。因此，本文采用地基微重力模擬裝置，主要考察模擬微重力對大鼠MSCs (rat MSCs, rMSCs)增殖和遷移行為的影響及其相關(guān)分子機理。該研究主要有以下4個方面的內(nèi)容： 1. rMSCs的原代分離培養(yǎng) 本實驗結(jié)合Percoll密度梯度離心法和差時貼壁法，從大鼠后肢股骨分離rMSCs。用該方法獲得的細胞傳代后0.5h即可貼壁，24h后完全鋪展，多呈長梭形或三角形。細胞具有較強的增殖能力，3~5天即可接近融合，呈漩渦樣單層生長。流式細胞儀檢測細胞表面相關(guān)抗原，結(jié)果顯示，細胞的CD44和CD90呈陽性，CD34呈陰性，符合MSCs表面標(biāo)記抗原的一般規(guī)律。 2.微重力效應(yīng)模擬裝置 本實驗采用中國科學(xué)院力學(xué)所微重力重點實驗室研制的平行平板旋轉(zhuǎn)微重力效應(yīng)模擬裝置，其主體結(jié)構(gòu)包括用于細胞培養(yǎng)的旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)腔和產(chǎn)生水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的單軸旋轉(zhuǎn)支架。該裝置的基本原理是通過細胞繞水平軸的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速快于細胞重力方向的時間閾值時，細胞因喪失或者降低對固定重力方向的感知而產(chǎn)生類似于空間微重力下的生物學(xué)效應(yīng)。 3.模擬微重力對rMSCs增殖行為的影響及相關(guān)分子機理 細胞計數(shù)和CCK-8試劑盒檢測模擬微重力對rMSCs增殖的影響，發(fā)現(xiàn)模擬微重力1天對rMSCs增殖沒有明顯影響，模擬微重力3天、5天明顯抑制rMSCs增殖。 RT-PCR檢測模擬微重力對rMSCs中cyclin D1mRNA表達的影響，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，模擬微重力顯著抑制rMSCs中cyclin D1mRNA的表達。模擬微重力作用下rMSCs中β-catenin mRNA的表達沒有明顯變化。免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)模擬微重力作用下MSCs的細胞質(zhì)中游離的β-catenin明顯下降，并且β-catenin向細胞核的轉(zhuǎn)移量也降低。模擬微重力環(huán)境顯著下調(diào)MSCs中Wnt3a mRNA的表達，但不影響DKK-1mRNA的表達。結(jié)果表明，微重力可能通過抑制經(jīng)典Wnt信號通路抑制rMSCs增殖。 4.模擬微重力對rMSCs遷移行為的影響及其相關(guān)分子機理 Transwell跨膜遷移模型和劃痕遷移模型考察了模擬微重力對rMSCs遷移能力的影響。結(jié)果顯示，模擬微重力作用24h后rMSCs的劃痕遷移能力受到明顯抑制，恢復(fù)重力24h并沒有恢復(fù)rMSCs的遷移能力。此外，不管是在無血清培養(yǎng)基還是1%血清培養(yǎng)基的誘導(dǎo)條件下，模擬微重力24h后rMSCs的跨膜遷移能力都受到明顯抑制。 進一步研究了模擬微重力影響rMSCs遷移行為的機理。原子力顯微鏡檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模擬微重力作用24h顯著提高rMSCs的楊氏模量，恢復(fù)重力24h后，上調(diào)的楊氏模量明顯恢復(fù)。免疫熒光染色考察模擬微重力對rMSCs中F-actin的影響，結(jié)果顯示，模擬微重力作用24h明顯促進F-actin細胞骨架的表達和聚合，恢復(fù)重力24h后，rMSCs中F-actin細胞骨架明顯下調(diào)。結(jié)果表明，模擬微重力下rMSCs遷移能力的下降可能與細胞骨架重構(gòu)和細胞硬度變化有關(guān)。 本文研究結(jié)果表明，模擬微重力可能通過下調(diào)Wnt3a的表達，降低細胞中游離的β-catenin，減少其向細胞核的轉(zhuǎn)移，下調(diào)cyclin D1的表達，最終引起rMSCs增殖的抑制。另一方面，模擬微重力可能通過促進F-actin細胞骨架的表達和聚合，提高細胞硬度，最終降低rMSCs的遷移能力。重力恢復(fù)能使F-actin細胞骨架和細胞硬度得到恢復(fù)，但是短時間內(nèi)并不能完全恢復(fù)rMSCs的遷移能力。
【關(guān)鍵詞】：模擬微重力 骨髓間充質(zhì)干細胞 增殖 遷移
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R85
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-13
• 1.1 研究背景11-12
• 1.1.1 空間生命科學(xué)的發(fā)展11
• 1.1.2 骨髓間充質(zhì)干細胞11
• 1.1.3 模擬微重力對生命活動的影響11-12
• 1.2 本文研究的目的、意義以及主要內(nèi)容12-13
• 1.2.1 本文研究的目的和意義12
• 1.2.2 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 rMSCs 的原代分離培養(yǎng)13-18
• 2.1 引言13
• 2.2 實驗動物、儀器和材料13-14
• 2.2.1 實驗動物13
• 2.2.2 實驗儀器13
• 2.2.3 實驗藥品與試劑13-14
• 2.2.4 主要實驗試劑的配制14
• 2.3 實驗方法14-15
• 2.3.1 rMSCs 的原代分離培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)14-15
• 2.3.2 流式細胞儀檢測細胞表面抗原15
• 2.3.3 統(tǒng)計分析15
• 2.4 實驗結(jié)果15-17
• 2.4.1 rMSCs 的形態(tài)學(xué)觀察15
• 2.4.2 rMSCs 表面抗原的表達15-17
• 2.5 討論17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 3 微重力效應(yīng)模擬裝置18-23
• 3.1 引言18
• 3.2 微重力效應(yīng)模擬裝置18-21
• 3.3 討論21-22
• 3.4 本章小結(jié)22-23
• 4 模擬微重力對 rMSCs 增殖的影響及相關(guān)分子機理23-36
• 4.1 引言23-24
• 4.2 實驗材料24-25
• 4.2.1 主要實驗儀器、實驗耗材24
• 4.2.2 主要實驗藥品與試劑24-25
• 4.2.3 主要實驗試劑的配置25
• 4.3 實驗方法25-29
• 4.3.1 模擬微重力條件下 rMSCs 的培養(yǎng)25-26
• 4.3.2 CCK-8 法檢測細胞增殖26
• 4.3.3 細胞計數(shù)檢測細胞增殖26
• 4.3.4 膠原裱襯26
• 4.3.5 RT-PCR 檢測 mRNA 表達變化26-28
• 4.3.6 免疫熒光染色檢測蛋白表達變化28-29
• 4.4 實驗結(jié)果29-33
• 4.4.1 模擬微重力抑制 rMSCs 的增殖29-30
• 4.4.2 模擬微重力對經(jīng)典 Wnt 信號通路相關(guān)蛋白β-catenin、Wnt3a、DKK-1 的影響30-33
• 4.5 討論33-34
• 4.6 本章小結(jié)34-36
• 5 模擬微重力對 rMSCs 遷移的影響及相關(guān)分子機理36-46
• 5.1 引言36
• 5.2 實驗材料36-37
• 5.2.1 主要實驗儀器、實驗耗材36
• 5.2.2 主要實驗藥品與試劑36
• 5.2.3 主要實驗試劑的配置36-37
• 5.3 實驗方法37-40
• 5.3.1 劃痕遷移實驗37
• 5.3.2 Transwell 跨膜遷移實驗37-38
• 5.3.3 免疫熒光染色檢測 F-actin 細胞骨架38-39
• 5.3.4 原子力顯微鏡檢測細胞楊氏模量39-40
• 5.4 實驗結(jié)果40-43
• 5.4.1 模擬微重力抑制 rMSCs 跨膜遷移和劃痕遷移能力40-41
• 5.4.2 模擬微重力增加 rMSCs 的細胞硬度41-42
• 5.4.3 模擬微重力促進 rMSCs 中 F-actin 細胞骨架的重排42-43
• 5.5 討論43-45
• 5.6 本章小結(jié)45-46
• 6 結(jié)論與展望46-48
• 6.1 主要結(jié)論46
• 6.2 展望46-48
• 致謝48-49
• 參考文獻49-56
• 附錄56
• A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄56
• B 參加學(xué)術(shù)會議56
• C 項目（主研人或第一申請人）56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 齊乃明;張文輝;高九州;霍明英;;空間微重力環(huán)境地面模擬試驗方法綜述[J];航天控制;2011年03期

2 張孝謙,袁龍根,吳文東,田蘭橋,姚康莊;國家微重力實驗室百米落塔實驗設(shè)施的幾項關(guān)鍵技術(shù)[J];中國科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué);2005年05期

3 劉承憲;21世紀空間生命科學(xué)和空間生物技術(shù)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)[J];空間科學(xué)學(xué)報;2000年S1期

4 任維,魏金河;空間生命科學(xué)發(fā)展的回顧、動態(tài)和展望[J];空間科學(xué)學(xué)報;2000年S1期

5 夏益霖;微重力落塔試驗技術(shù)及其應(yīng)用(Ⅰ)[J];強度與環(huán)境;1995年02期

  本文關(guān)鍵詞：模擬微重力對骨髓間充質(zhì)干細胞增殖和遷移的影響及相關(guān)分子機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：498502