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力学刺激对巩膜成纤维细胞粘弹性及CTGF表达的影响

作　者: 谢永芳
导　师: 吴文周；陈维毅
学　校: 太原理工大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 巩膜成纤维细胞力学刺激粘弹性 CTGF
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

细胞的形态结构和功能、细胞的生长、增殖和分化等生物学过程都和细胞所处的力学环境及细胞自身力学特性有关。巩膜纤维细胞是组成巩膜的主要细胞成分,生理状态下,由于眼内压的作用使巩膜成纤维细胞总处于受力状态。巩膜成纤维细胞的结构、功能及生物力学特性的变化是引起巩膜塑形、生理、生化和生物力学性质等改变的基础。研究巩膜成纤维细胞对力学刺激的响应,有助于进一步了解力学信号在细胞内转化为生物化学变化的过程,同时对进一步了解视觉器官的生理、眼部疾病的发病及治疗机制等具有十分重要的意义。应用基底变形技术使机械应力作用于培养的细胞,研究力学刺激对细胞的影响,是目前较常用的生物力学研究方法。本文通过FX-4000力学加载系统对兔巩膜成纤维细胞进行力学环境中的培养,研究力学刺激对巩膜成纤维细胞粘弹性及CTGF表达的影响,主要研究内容如下:1.采用组织块培养法提取新西兰大白兔的巩膜成纤维细胞,用免疫细胞化学法对培养的细胞进行鉴定显示Vimentin染色阳性,胞浆内可见棕黄色阳性反应产物,Desmin染色阴性,keratin染色阴性,S-100染色阴性,证实所培养的细胞为成纤维细胞。2.通过FX-4000力学加载系统对巩膜成纤维细胞进行力学环境培养,采用微管吸吮技术和标准线弹性理论检测细胞的粘弹性:收集培养瓶中的兔巩膜成纤维细胞,接种于胶原I表衬的柔性基底六孔培养板上,细胞贴壁生长后换液(培养液含15%胎牛血清)按照设计好的拉伸方案(正弦波;3%和6%拉伸幅度;频率0.1Hz;持续加载48h)通过FX-4000加载系统进行加载,同时做静态对照实验。加载完后,收集巩膜成纤维细胞,制成细胞悬液进行微管吸吮实验。实验结果显示,3%拉伸组、6%拉伸组与静态组之间瞬间模量E0、平衡模量E∞及表观粘性μ等各项粘弹性参数差异均有显著意义(P<0.05)。3%拉伸组与6%拉伸组的粘弹性参数差异无显著意义(P>0.05)。3.通过FX-4000力学加载系统对巩膜成纤维细胞进行力学环境培养,采用ELISA法检测细胞CTGF的表达:收集培养瓶中的兔巩膜成纤维细胞,接种于胶原I表衬的柔性基底六孔培养板上,细胞贴壁生长后换液(培养液不含胎牛血清),按照设计好的拉伸方案(正弦波;3%和6%拉伸幅度;频率0.1Hz;持续加载48h)通过FX-4000加载系统进行加载,同时做静态对照实验。加载完后,收集细胞上清液进行ELISA检测,结果显示,与各自静态对照组比较,3%和6%拉伸组CTGF的表达有显著提高(P<0.05)。实验结果表明:力学刺激能够显著的改变巩膜成纤维细胞的粘弹性和CTGF的表达情况。巩膜成纤维细胞在两种力学环境培养下,粘弹性下降,细胞软化,较易变形以适应外界力学刺激;巩膜成纤维细胞能够响应力学刺激,调节CTGF的表达。巩膜成纤维细胞在生理环境下一直处于一定的力学环境中,因此,力学刺激是影响巩膜成纤维细胞粘弹性和CTGF表达的重要因素。

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-21
  1.1 巩膜组织结构  13-14
  1.2 巩膜的生物力学性质  14-16
  1.3 巩膜成纤维细胞的生物力学研究  16-19
    1.3.1 巩膜成纤维细胞  16-17
    1.3.2 力学刺激对巩膜成纤维细胞的影响  17-18
    1.3.3 巩膜成纤维细胞的生物力学性质  18-19
  1.4 结缔组织生长因子  19-20
  1.5 本文的研究内容  20-21
第二章实验技术  21-41
  2.1 FX-4000 基底加载系统  23-27
    2.1.1 FX-4000 柔性基底拉伸系统的组成  24
    2.1.2 FX-4000 柔性基底拉伸系统工作原理  24-25
    2.1.3 FX-4000 拉伸系统对细胞的影响  25-27
  2.2 微管吸吮技术  27-31
    2.2.1 微管吸吮系统  29-30
    2.2.2 负压系统  30
    2.2.3 Chamber 工作模式  30-31
  2.3 材料与仪器  31-32
    2.3.1 实验材料  31-32
    2.3.2 主要仪器设备  32
    2.3.3 主要试剂  32
  2.4 巩膜成纤维细胞的提取、培养与鉴定  32-35
    2.4.1 细胞提取  32-33
    2.4.2 传代培养  33-34
    2.4.3 细胞鉴定  34-35
  2.5 ELISA 方法简介  35-40
    2.5.1 ELISA 的原理  36
    2.5.2 方法类型和操作步骤  36-40
  2.6 本章小结  40-41
第三章力学刺激对巩膜成纤维细胞粘弹性的影响  41-52
  3.1 巩膜成纤维细胞的力学加载培养  42-43
  3.2 巩膜成纤维细胞的微管吸吮实验  43-44
  3.3 细胞力学模型  44-47
  3.4 数据处理  47-49
  3.5 讨论  49-51
  3.6 本章小结  51-52
第四章力学刺激对巩膜成纤维细胞 CTGF 表达的影响  52-58
  4.1 巩膜成纤维细胞的力学加载培养  53
  4.2 CTGF 的检测  53-54
  4.3 实验结果  54-55
  4.4 讨论  55-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章全文工作总结及展望  58-61
  5.1 全文工作总结  58-59
  5.2 存在的问题  59-60
    5.2.1 实验技术的影响  59
    5.2.2 力学模型的影响  59
    5.2.3 CTGF 检测问题  59-60
  5.3 后续研究工作展望  60-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
攻读学位期间发表的学术论文  70

力学刺激对巩膜成纤维细胞粘弹性及CTGF表达的影响

内容摘要

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