学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于NMR的代谢组学方法分析模拟空间辐射及微重力对大鼠脑和免疫组织的影响

作　者: 李艳丽
导　师: 胡高飞；郭灿雄
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学
关键词: 1~H NMR 代谢组学 (12)C6+重离子辐射大鼠额叶皮质神经递质微重力效应
分类号: Q691
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

太空辐射尤其是重离子辐射可造成DNA的破坏、细胞死亡、以及一些癌症的发生,而空间微重力等因素会导致机体心血管功能失调、神经系统疾病、免疫功能下降等一系列生理反应,但其作用机制目前尚不清楚,这些问题都是人类深空探索进程中急需克服的难题。本文通过重离子加速器产生12C6+重离子束对大鼠头部进行一定剂量的辐射,模拟空间重离子辐射对中枢神经系统(CNS)的生物学效应。采用基于1HNMR的代谢组学方法对辐射大鼠大脑额叶皮质区进行了测定分析,结合数据的统计分析和检验,发现了包括一些重要CNS神经递质在内的代谢物含量发生明显变化。这些代谢物主要为：牛磺酸、乳酸、谷氨酸、4-氨基丁酸、以及磷酸胆碱等。结合差异蛋白质组结果分析,包括4-氨基丁酸、谷氨酸、乳酸、牛磺酸等在内的代谢物参与的主要生物途径,如神经递质的合成途径,以及神经递质受体介导的信号途径可能受重离子辐射的负面影响。这些发现将为进一步阐明重离子辐射效应的分子机制提供有利信息,从而为从生物学途径探寻有效重离子辐射防护措施提供依据。论文还通过代谢组学方法研究微重力对免疫器官的影响,试图发现与微重力效应相关的关键代谢物,为进一步分析代谢通路,探明微重力效应的分子机制奠定基础。采用大鼠吊尾模型模拟微重力效应,并基于1H NMR和模式识别方法(PR)分析进行研究,发现在吊尾大鼠的脾脏极性提取物中与对照组相比乳酸、磷酸乙醇胺、天冬氨酸、甘氨酸、抗坏血酸、牛磺酸等代谢物的相对含量发生了较为明显的变化；而在吊尾大鼠胸腺的极性代谢提取物中牛磺酸、O-磷酸胆碱、抗坏血酸、丙氨酸、乳酸、甘氨酸等几种代谢物的相对含量发生了明显的变化。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-14
符号说明  14-15
第一章绪论  15-31
  1.1 引言  15
  1.2 空间环境对生物体的影响  15-19
    1.2.1 微重力效应对生物体的影响  16-17
    1.2.2 空间辐射对生物体的影响  17-19
  1.3 地面模拟空间微重力环境模型与空间辐射环境模型  19-21
    1.3.1 微重力模型  19-20
      1.3.1.1 动物吊尾  19-20
      1.3.1.2 旋转细胞培养器(Rotatory Cell Culture System)  20
      1.3.1.3 人头低位卧床  20
    1.3.2 空间辐射模型  20-21
  1.4 基于核磁共振的代谢组学研究  21-27
    1.4.1 代谢组学技术的研究现状  21-22
    1.4.2 核磁共振技术(NMR)在代谢组学研究中的应用  22-24
    1.4.3 模式识别技术简介  24-27
      1.4.3.1 模式识别技术  24-25
      1.4.3.2 主成分分析法  25-26
      1.4.3.3 偏最小二乘法  26
      1.4.3.4 数据处理相关软件简介  26-27
  1.5 基于核磁共振代谢组学研究中生物样品的制备  27-28
    1.5.1 尿液  27
    1.5.2 血液  27-28
    1.5.3 组织样品  28
      1.5.3.1 脑组织  28
      1.5.3.2 其他组织  28
  1.6 本课题的研究内容、目的和意义  28-31
    1.6.1 本课题的主要研究内容  29-30
    1.6.2 本课题的目的和意义  30-31
第二章重离子辐射对大鼠脑组织影响的代谢组分析  31-43
  2.1 前言  31-32
  2.2 实验部分  32-35
    2.2.1 试剂  32-33
    2.2.2 仪器  33
    2.2.3 实验动物  33
    2.2.4 ~(12)C~(6+)重离子辐射  33
    2.2.5 大鼠脑组织取材及代谢物提取  33-34
    2.2.6 ~1H NMR实验条件  34
    2.2.7 数据预处理及统计分析  34-35
  2.3 结果与讨论  35-42
    2.3.1 ~1H NMR谱分析  35-37
    2.3.2 数据统计分析  37-38
    2.3.3 PCA分析  38-40
    2.3.4 结合差异蛋白质组分析结果的讨论  40-42
  2.4 小结  42-43
第三章模拟微重力对大鼠免疫组织影响的代谢组分析  43-67
  3.1 前言  43-44
  3.2 实验部分  44-45
    3.2.1 试剂  44-45
    3.2.2 仪器  45
    3.2.3 数据处理与分析软件  45
  3.3 模拟微重力效应的大鼠吊尾模型  45-46
  3.4 样品处理  46-47
    3.4.1 组织取材  46
    3.4.2 代谢物提取  46-47
  3.5 ~1H-NMR实验  47
  3.6 结果与讨论  47-63
    3.6.1 脾脏  47-57
      3.6.1.1 脾脏的~1H NMR分析  48-53
      3.6.1.2 脾脏~1H NMR谱图的PCA分析  53-57
    3.6.2 胸腺  57-63
      3.6.2.1 胸腺的~1H NMR分析  58-60
      3.6.2.2 胸腺的~1H NMR测定结果的PCA分析  60-63
  3.7 偏最小二乘分析(PLS)  63-66
  3.8 小结  66-67
第四章结论与建议  67-69
  4.1 结论  67
  4.2 创新点  67-68
  4.3 建议  68-69
参考文献  69-77
致谢  77-79
研究成果及发表的学术论文  79-81
导师和作者简介  81

基于NMR的代谢组学方法分析模拟空间辐射及微重力对大鼠脑和免疫组织的影响

内容摘要

全文目录

相似论文