模拟微重力对人脑神经组织形态学影响的研究

发布时间：2017-07-19 15:26

  本文关键词：模拟微重力对人脑神经组织形态学影响的研究

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【摘要】：航天飞行中，空间微重力对宇航员身体的影响问题较为突出，尤其是神经系统的问题亟需解决。研究地基模拟微重力对神经组织形态学的影响，与航天员飞行中神经生理上的变化建立联系，以便更好地了解和维护人们的活动，为人类探索空间提供一些研究数据。 研究方法：机械分离外科手术病人脑癌旁神经组织，细胞法和植块法进行原代细胞和组织块培养7天后，随机分成两组，一组移至回转器培养1天、3天、5天、7天、14天，另一组同步静置培养相同时间。各时间点收集两组细胞进行后续检测。倒置显微镜和透射电镜观察细胞/组织块形态及大体结构和细胞超微结构的变化，扫描电镜观察细胞表面立体微细形貌及对基底的贴附能力情况；采用TRITC荧光标记的二抗和FITC标记的鬼笔环肽(FITC-phalloidin)分别对β微管蛋白(β-tubulin)和纤维状肌动蛋白(F-action)进行标记，在激光共聚焦显微镜下观察细胞内β-tubulin和F-actin的变化；采用Hoechest-PI双染和Tunel法显示细胞/组织块的凋亡形态学改变；采用AnnexinV标记的异硫氰酸荧光素(AnnexinV-FITC)对细胞进行染色，在流式细胞仪上检测细胞凋亡率。 实验结果：显微镜下可见，短时回转处理如1天、3天细胞/组织块形态变化不明显，回转时间延长至7天、14天后细胞体明显变大，细胞对基底的贴附能力下降，脱落严重，，周围连有散在性碎片；组织块培养失去放射状“生长晕”，迁出细胞紊乱无序，移行短。透射电镜下，14天回转组胞浆内细胞器结构变少，线粒体断裂同时互相离散，并有大量空泡产生。扫描电镜下，细胞完全失去三角形态，仅剩一层细胞膜贴附在基底上。激光共聚显微镜下，同步对照组细胞内β-tubulin和F-actin表达丰富，β-tubulin呈束状有序排列；回转组胞质内两者表达明显减少，F-actin绕核呈环状，分布紊乱，且1个细胞核解离成几个微核。流式细胞术检测晚期细胞凋亡显示，回转14天组细胞的凋亡率(24.7％)高于同步对照组(10.5％)。 结论：模拟微重力一周后能够明显影响神经组织细胞的大体形态及超微结构的改变，同时也引起了细胞骨架蛋白的高度紊乱分布并伴随细胞凋亡的发生，这些形态学上的变化可能是模拟微重力效应诱导其后续发生凋亡的机制之一。
【关键词】：微重力模拟 神经组织 形态结构 细胞骨架 凋亡
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R85
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 本论文研究的背景和意义11-12
• 1.2 微重力12-14
• 1.2.1 空间微重力12-13
• 1.2.2 微重力效应的模拟13-14
• 1.3 微重力的生物学效应14-17
• 1.3.1 微重力对细胞的影响14-16
• 1.3.1.1 模拟微重力对细胞形态结构和骨架的影响14-15
• 1.3.1.2 模拟微重力对细胞凋亡的影响15-16
• 1.3.2 微重力对神经系统的影响16-17
• 1.4 神经系统17-18
• 1.5 本课题研究内容18
• 1.6 本课题研究思路18-20
• 第二章 材料与方法20-31
• 2.1 主要仪器设备20
• 2.2 人脑神经组织20
• 2.3 主要试剂及抗体20-21
• 2.4 原代组织块和细胞培养准备工作21
• 2.4.1 解剖器械的清洗与灭菌21
• 2.4.2 培养瓶、培养皿的预处理21
• 2.4.3 DMEM-F12 培养基及缓冲液的配制21
• 2.5 体外原代组织块和细胞培养21-22
• 2.5.1 原代组织块植块培养法22
• 2.5.2 原代分离细胞培养法22
• 2.6 模拟微重力效应体系的建立22-24
• 2.7 神经细胞的特异性免疫鉴定24
• 2.8 原位扫描电镜和透射电镜细胞标本制备24-27
• 2.8.1 2.5％戊二醛固定液的配制24-25
• 2.8.2 扫描电镜细胞标本制备25-26
• 2.8.3 透射电镜细胞标本制备26-27
• 2.9 细胞骨架蛋白的免疫荧光染色27
• 2.10 细胞凋亡形态学荧光 Hoechst-PI 双染27-28
• 2.11 石蜡切片的 HE 染色和 TMR-Red Tunel 检测28-30
• 2.11.1 石蜡切片-HE 染色28-29
• 2.11.2 石蜡切片-Tunel 检测29-30
• 2.12 细胞凋亡率的流式细胞仪检测30-31
• 第三章 结果与分析31-52
• 3.1 模拟微重力效应前原代组织块和细胞生长时间的确定31-34
• 3.1.1 原代组织块生长情况的跟踪观察31-32
• 3.1.2 原代细胞生长情况的跟踪观察32-33
• 3.1.3 小结33-34
• 3.2 神经细胞的特异性免疫鉴定34-35
• 3.3 模拟微重力效应对原代组织学大体形态结构的影响35-38
• 3.3.1 对原代组织块大体形态及其迁出细胞形态的影响35-36
• 3.3.2 对原代组织块内部结构影响-石蜡切片 HE 染色结果36-37
• 3.3.3 小结37-38
• 3.4 模拟微重力效应对原代细胞大体形态、表面形貌及超微结构的影响38-44
• 3.4.1 对原代细胞大体形态的影响38-39
• 3.4.2 对原位细胞表面立体微细形貌的影响39-41
• 3.4.3 对原位细胞胞内线粒体、内质网等超微结构的影响41-43
• 3.4.4 小结43-44
• 3.5 模拟微重力效应对细胞骨架系统的影响44-47
• 3.5.1 微管β-tubulin 和微丝 F-actin Merge 结果44-46
• 3.5.2 小结46-47
• 3.6 模拟微重力效应对细胞凋亡的影响47-52
• 3.6.1 Hoechst-PI 染色结果47-48
• 3.6.2 石蜡切片 Tunel 检测结果48-49
• 3.6.3 流式细胞术检测细胞凋亡率结果49-51
• 3.6.4 小结51-52
• 第四章 讨论52-55
• 4.1 模拟微重力效应对组织细胞形态学影响的分析52-53
• 4.2 模拟微重力效应对细胞内骨架系统影响的分析53-54
• 4.3 模拟微重力效应引起细胞凋亡发生的分析54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单60-61
• 致谢61

【参考文献】

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本文编号：563608