学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

β-肾上腺素受体在小鼠MSCs成骨、成脂分化中的作用

作　者: 李海芳
导　师: 蔡国平
学　校: 清华大学
专　业: 生物学
关键词: 交感神经系统 β-肾上腺素受体间充质干细胞成骨分化成脂分化
分类号: Q57
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 88次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

交感神经系统(The sympathetic nervous system, SNS)经由β-肾上腺素受体(β-adrenergic receptors,β-ARs),在骨重建及脂肪代谢过程中起重要调控作用。现有关于SNS相关信号对骨作用的研究主要集中于对骨密度、骨生长或骨吸收的影响;对脂肪代谢的研究主要在脂肪分解和生热作用两个方面。成骨细胞和脂肪细胞主要来源于间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs),且MSCs向成骨方向分化减弱、向成脂方向分化增强是导致老年人发生骨质疏松和肥胖的主要原因之一,所以充分了解MSCs成骨和成脂分化的分子机理及其调控是非常必要的。但迄今为止尚未有β-ARs是否在MSCs的成骨或成脂分化过程中起作用的相关报道。本论文以小鼠骨髓来源的MSCs为模型,在成功建立体外成骨和成脂分化体系的基础上,首先检测了MSCs及其向成骨或成脂方向分化过程中β-ARs的表达情况;然后观测β-AR激活剂或阻滞剂对其分化的影响;此外还研究了cAMP/PKA信号通路是否介导了β-ARs在MSCs分化中的作用。研究结果表明:(1)β2-和β3-AR的mRNA及蛋白表达量在MSCs的成骨或成脂分化过程中均具逐渐增高趋势;(2)β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成骨分化,β-AR激活剂ISO对MSCs成骨分化的抑制作用可被PH、ICI或SR所拮抗,拮抗能力PH > ICI > SR,说明β2-和β3-AR均参与了MSCs的成骨分化,β2-AR是主要的功能性受体;(3)β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成脂分化,ISO对MSCs成脂分化的抑制作用可被PH、ICI或SR所拮抗,拮抗能力PH > SR > ICI,表明β2-和β3-AR均参与了MSCs的成脂分化,β3-AR是主要的功能性受体;(4)激动剂或阻滞剂可影响细胞内的cAMP浓度,且PKA抑制剂H89可拮抗ISO的作用,表明β-ARs对MSCs向成骨细胞或脂肪细胞分化的作用至少部分是通过cAMP/PKA信号通路所介导的。以上结果表明,MSCs上表达有β-ARs,且β2-AR和β3-AR分别是MSCs成骨、成脂分化的主要功能性受体。β-AR激活剂可抑制而阻滞剂可促进MSCs的成骨或成脂分化,且cAMP/PKA信号通路介导了β-ARs在MSCs分化中的作用。本研究不仅可使我们对MSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化的分子机理及其调控有更全面的认识,且可为防治骨相关疾病及肥胖提供一些新的思路。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第1章引言  13-42
  1.1 交感神经系统(The sympathetic nervous system, SNS)  13-26
    1.1.1 SNS 概述  13-14
    1.1.2 SNS 的主要生理功能  14-26
  1.2 间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)  26-40
    1.2.1 MSCs 概述  26-31
    1.2.2 MSCs 的成骨分化及其调控  31-35
    1.2.3 MSCs 的成脂分化及其调控  35-40
  1.3 本研究的目的与意义  40-42
第2章实验材料与基本实验方法  42-56
  2.1 实验材料  42-47
    2.1.1 常用生化试剂  42
    2.1.2 受体相关试剂  42
    2.1.3 细胞培养及指标检测相关试剂  42-43
    2.1.4 PCR 及Western 杂交相关试剂  43-44
    2.1.5 缓冲液  44-45
    2.1.6 试剂盒及DNA 标准物  45-47
    2.1.7 仪器与设备  47
  2.2 常用实验操作方法  47-56
    2.2.1 小鼠MSCs 的分离与培养  47-48
    2.2.2 MTT 测定  48
    2.2.3 蛋白浓度测定  48
    2.2.4 ALP 活性测定  48-49
    2.2.5 茜素红S 染色  49
    2.2.6 钙含量测定  49
    2.2.7 油红O 染色  49-50
    2.2.8 RNA 提取  50-51
    2.2.9 反转录  51-52
    2.2.10 实时定量PCR (Quantitative real time PCR, qRT-PCR)  52
    2.2.11 Western 杂交  52-54
    2.2.12 cAMP 浓度测定  54-56
第3章小鼠MSCs 体外成骨、成脂分化体系的建立  56-67
  3.1 实验目的  56
  3.2 实验方法  56-59
    3.2.1 MSCs 的分离与培养  56
    3.2.2 成骨诱导  56
    3.2.3 成骨分化状态的检测  56-58
    3.2.4 成脂诱导  58
    3.2.5 成脂分化状态的检测  58-59
    3.2.6 数据统计  59
  3.3 实验结果  59-65
    3.3.1 MSCs 的形态学观察  59-60
    3.3.2 成骨分化的诱导效果  60-62
    3.3.3 成脂分化的诱导效果  62-65
  3.4 讨论  65-67
第4章 β-肾上腺素受体在小鼠MSCs 成骨分化中的作用  67-85
  4.1 实验目的  67-68
  4.2 材料与方法  68-71
    4.2.1 实验所用试剂  68
    4.2.2 小鼠MSCs 的分离、培养及成骨诱导  68
    4.2.3 MTT 检测  68
    4.2.4 β-ARs 在MSCs 成骨分化过程中的表达  68-69
    4.2.5 β-AR 激活剂ISO 对MSCs 成骨分化的作用  69
    4.2.6 β-AR 阻滞剂对激活剂的拮抗作用  69-70
    4.2.7 cAMP 测定  70
    4.2.8 Western 杂交检测各处理组BMP2 的表达情况  70
    4.2.9 数据分析  70-71
  4.3 结果  71-81
    4.3.1 β-AR 激活剂或阻滞剂对细胞生长的影响  71
    4.3.2 β-ARs 在MSCs 成骨分化过程中的表达  71-73
    4.3.3 β-AR 激活剂ISO 对MSCs 的成骨分化具剂量与时间依赖作用  73-75
    4.3.4 不同β-AR 阻滞剂对激活剂ISO 的拮抗作用  75-80
    4.3.5 β-AR 激活剂或阻滞剂对cAMP 浓度的影响  80
    4.3.6 不同激活剂或阻滞剂对BMP2 蛋白表达的影响  80-81
  4.4 讨论  81-84
  4.5 小结  84-85
第5章 β-肾上腺素受体在小鼠MSCs 成脂分化中的作用  85-103
  5.1 实验目的  85-86
  5.2 材料与方法  86-88
    5.2.1 实验所用试剂  86
    5.2.2 小鼠MSCs 的分离、培养及成脂诱导  86
    5.2.3 β-ARs 在MSCs 成脂分化过程中的表达  86
    5.2.4 β-AR 激活剂ISO 对MSCs 成脂分化的作用  86-87
    5.2.5 β-AR 阻滞剂对激活剂的拮抗作用  87
    5.2.6 cAMP 浓度测定  87
    5.2.7 Western 杂交检测各处理组PPARγ2 的表达情况  87-88
    5.2.8 数据分析  88
  5.3 结果  88-98
    5.3.1 β-ARs 在MSCs 成脂分化过程中的表达  88-89
    5.3.2 β-AR 激活剂ISO 对MSCs 成脂分化的作用  89-93
    5.3.3 不同β-AR 阻滞剂对激活剂ISO 的拮抗作用  93-97
    5.3.4 β-AR 激活剂或阻滞剂对cAMP 浓度的影响  97
    5.3.5 不同激活剂或阻滞剂对PPARγ2 蛋白表达的影响  97-98
  5.4 讨论  98-102
  5.5 小结  102-103
第6章结论  103-108
参考文献  108-132
致谢  132-133
个人简历、在学期间发表的学术论文  133-134

β-肾上腺素受体在小鼠MSCs成骨、成脂分化中的作用

内容摘要

全文目录

相似论文