隨著現(xiàn)代電器的發(fā)展和日益普及,以及磁共振成像等設(shè)備在醫(yī)院中的廣泛應(yīng)用,磁場(chǎng)對(duì)人類健康的潛在影響引起人們的日益關(guān)注。雖然國(guó)際上已有磁場(chǎng)對(duì)生物體細(xì)胞影響的初步研究,但是對(duì)于磁場(chǎng)的各種參數(shù),以及所研究細(xì)胞的各種差異并沒(méi)有系統(tǒng)性的分析。此外,相較于時(shí)變磁場(chǎng)而言,穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的變量較少,更利于從基礎(chǔ)水平上研究磁場(chǎng)對(duì)生物體作用的細(xì)胞與分子機(jī)制,因此利用穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)從機(jī)理上研究磁場(chǎng)的生物學(xué)效應(yīng)更具優(yōu)勢(shì)。借助于中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心在9T超導(dǎo)磁體及27T水冷磁體上搭建的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)下細(xì)胞生物學(xué)研究的專用平臺(tái)以及生物化學(xué)和分子生物學(xué)等研究手段,我們探討了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖的影響和分子機(jī)制,即中等強(qiáng)度穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)通過(guò)抑制EGFR蛋白激酶活性影響腫瘤細(xì)胞增殖,超強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)還能改變有絲分裂紡錘體取向,具體的研究結(jié)果如下:1.中等強(qiáng)度穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)通過(guò)影響EGFR激酶活性抑制腫瘤細(xì)胞增殖,且與細(xì)胞種類和密度相關(guān)。EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor,表皮生長(zhǎng)因子受體）是一種屬于ErbB/HER家族的170kDa的跨膜糖蛋白受體酪氨酸激酶,由表皮生長(zhǎng)因子（EGF）激活,影響細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化。EG... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論(磁生物學(xué)相關(guān)概念及研究進(jìn)展)
    1.1 引言
    1.2 磁場(chǎng)的種類
        1.2.1 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)
        1.2.2 弱、中等、強(qiáng)及超強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)
        1.2.3 均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)和非均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)(梯度磁場(chǎng))
    1.3 磁生物學(xué)相關(guān)概念
        1.3.1 生物分子的磁性
        1.3.2 生物分子的磁各向異性,磁矩及所受磁力矩
    1.4 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)
        1.4.1 細(xì)胞的增殖/生長(zhǎng)
        1.4.2 細(xì)胞排布/取向
        1.4.3 細(xì)胞膜
        1.4.4 微管與紡錘體
        1.4.5 肌動(dòng)蛋白
        1.4.6 DNA和染色體
        1.4.7 細(xì)胞活力
        1.4.8 細(xì)胞粘附
        1.4.9 細(xì)胞形態(tài)
    1.5 本研究的目的及主要內(nèi)容
第2章 中等和強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)直接影響EGFR蛋白激酶區(qū)活性進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞增殖
    2.1 研究背景
        2.1.1 磁場(chǎng)與EGFR相關(guān)研究背景
        2.1.2 EGFR蛋白的構(gòu)象/取向與活性
        2.1.3 蛋白質(zhì)的抗磁各向異性
        2.1.4 本章的主要研究?jī)?nèi)容
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)用永磁鐵、純化蛋白、細(xì)胞株/系、抑制劑及試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)用超導(dǎo)磁體及配套培養(yǎng)裝置
        2.2.3 細(xì)胞培養(yǎng)
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)用EGFR激酶區(qū)蛋白表達(dá)與純化
        2.2.5 體外磷酸化實(shí)驗(yàn)
        2.2.6 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)處理細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 細(xì)胞生長(zhǎng)曲線和倍增時(shí)間計(jì)算
        2.2.8 液相掃描隧道顯微鏡(STM)
        2.2.9 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        2.2.10 細(xì)胞計(jì)數(shù)
        2.2.11 免疫印跡
        2.2.12 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)聯(lián)合afatinib處理腫瘤細(xì)胞
        2.2.13 顯微鏡及相關(guān)圖像處理軟件
        2.2.14 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.3.1 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)抑制純化的EGFR蛋白激酶活性
        2.3.2 中等強(qiáng)度穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)抑制高表達(dá)EGFR的細(xì)胞增殖
        2.3.3 液相STM實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)能夠改變EGFR激酶區(qū)蛋白排列方式,擾亂其分子間相互作用
        2.3.4 分子動(dòng)力學(xué)模擬顯示強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)影響EGFR激酶區(qū)蛋白分子的排列方式
        2.3.5 9T強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)顯著抑制CHO-EGFR細(xì)胞增殖卻不影響CHO細(xì)胞增殖
        2.3.6 9T強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)顯著抑制高表達(dá)EGFR的腫瘤細(xì)胞增殖
        2.3.7 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)聯(lián)合afatinib抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)
    2.4 結(jié)果分析與討論
第3章 細(xì)胞種類和細(xì)胞密度均會(huì)影響1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞增殖的效應(yīng)
    3.1 研究背景
        3.1.1 不同細(xì)胞對(duì)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)不同
        3.1.2 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的生物學(xué)效應(yīng)需要系統(tǒng)性的研究
        3.1.3 本章的主要研究?jī)?nèi)容
    3.2 材料和方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)用永磁鐵、細(xì)胞株、抑制劑及試劑
        3.2.2 細(xì)胞培養(yǎng)
        3.2.3 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)處理不同種類及不同鋪板密度的細(xì)胞
        3.2.4 細(xì)胞計(jì)數(shù)
        3.2.5 細(xì)胞周期分析
        3.2.6 細(xì)胞凋亡分析
        3.2.7 免疫印跡
        3.2.8 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)聯(lián)合Akt抑制劑處理CNE-2Z細(xì)胞
        3.2.9 顯微鏡及相關(guān)圖像處理軟件
        3.2.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 人鼻咽癌細(xì)胞CNE-2Z對(duì)1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)與細(xì)胞密度有關(guān)
        3.3.2 六種不同人腫瘤細(xì)胞對(duì)1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)與細(xì)胞種類和密度有關(guān)
        3.3.3 五種不同人非腫瘤細(xì)胞對(duì)1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)與細(xì)胞種類和密度有關(guān)
        3.3.4 兩種嚙齒動(dòng)物細(xì)胞對(duì)1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)與細(xì)胞種類和密度有關(guān)
        3.3.5 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞凋亡無(wú)明顯影響
        3.3.6 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞周期無(wú)明顯影響
        3.3.7 不同細(xì)胞種類和密度導(dǎo)致胞內(nèi)EGFR-Akt-mTOR信號(hào)通路差異
        3.3.8 胞內(nèi)EGFR-Akt-mTOR信號(hào)通路是1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)不同細(xì)胞種類與密度效應(yīng)差異的重要原因
        3.3.9 1T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)促進(jìn)Akt抑制劑對(duì)CNE-2Z細(xì)胞增殖的抑制效果
    3.4 結(jié)果分析與討論
第4章 27T超強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)改變?nèi)祟惣?xì)胞有絲分裂紡錘體的取向與形態(tài)
    4.1 研究背景
        4.1.1 有絲分裂紡錘體的正確定位非常重要
        4.1.2 蛋白質(zhì)和DNA均具有抗磁各向異性
        4.1.3 微管對(duì)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的響應(yīng)
        4.1.4 本章的主要研究?jī)?nèi)容
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)用永磁鐵、細(xì)胞株及試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)用超導(dǎo)磁體及配套培養(yǎng)裝置
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)用水冷磁體及配套培養(yǎng)裝置
        4.2.4 細(xì)胞培養(yǎng)
        4.2.5 利用弱、中等、強(qiáng)及超強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)處理細(xì)胞
        4.2.6 細(xì)胞計(jì)數(shù)
        4.2.7 細(xì)胞周期分析
        4.2.8 細(xì)胞凋亡分析
        4.2.9 鼻咽癌細(xì)胞CNE-2Z同步化實(shí)驗(yàn)
        4.2.10 免疫熒光
        4.2.11 顯微鏡及相關(guān)圖像處理軟件
        4.2.12 有絲分裂紡錘體及染色體相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量
        4.2.13 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 人鼻咽癌細(xì)胞CNE-2Z在27T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)中正常存活
        4.3.2 27T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)改變紡錘體定位方式
        4.3.3 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞有絲分裂紡錘體定位的影響具有場(chǎng)強(qiáng)依賴性
        4.3.4 27T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)誘導(dǎo)分裂中期紡錘體垂直于磁場(chǎng)方向排列,分裂前中期紡錘體平行于磁場(chǎng)方向排列
        4.3.5 有絲分裂紡錘體排布方式與染色體形態(tài)有關(guān),且具有場(chǎng)強(qiáng)依賴性
        4.3.6 磁力矩作用于紡錘體,會(huì)影響其形態(tài)
    4.4 結(jié)果分析與討論
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 縮略詞表
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]1 T moderate intensity static magnetic field affects Akt/mTOR pathway and increases the antitumor efficacy of m TOR inhibitors in CNE-2Z cells[J]. Lei Zhang,Xingxing Yang,Juanjuan Liu,Yan Luo,Zhiyuan Li,Xinmiao Ji,Wenchao Wang,Xin Zhang.  Science Bulletin. 2015(24)
[2]Effects of 13 T Static Magnetic Fields （SMF） in the Cell Cycle Distribution and Cell Viability in Immortalized Hamster Cells and Human Primary Fibroblasts Cells[J]. 趙國(guó)平,陳少鵬,趙燁,朱玲燕,黃佩,鮑凌志,王軍,王磊,吳李君,吳躍進(jìn),許安.  Plasma Science and Technology. 2010(01)



本文編號(hào)：3710743