初级纤毛在微重力诱导骨流失过程中的作用与机制研究

发布时间：2021-05-10 10:46

　　随着我国载人航天事业的快速发展,宇航员驻留空间的频率越来越高、时间越来越长。空间微重力诱导的骨流失能引起宇航员腰椎、盆骨、股骨等部位产生骨质疏松,是制约人类航天事业向长时间深空发展的主要因素之一。然而,目前依旧缺乏能有效防治微重力导致骨流失的方法,究其根本原因,则是微重力引起骨流失的机制尚不明确。因此,研究微重力引起骨流失的机制对于人类航天事业的发展具有重要意义。初级纤毛是一种存在于大多哺乳动物细胞表面的“天线”样细胞器,其表面及内部定位着大量的受体,离子通道和信号分子,可将细胞外的刺激转变为细胞内信号转导途径,已被证明是细胞力学及化学刺激的感受器。鉴于上述研究,本论文旨在探究初级纤毛在微重力诱导骨流失中的重要作用。本论文以体外培养的大鼠颅骨成骨细胞为研究对象,利用三维回旋仪（RPM）来模拟微重力并处理成骨细胞,检测了模拟微重力对成骨细胞初级纤毛、细胞骨架、cAMP/PKA/CREB信号通路的影响,探究了三者之间的关系及其在模拟微重力抑制骨形成过程中的作用,主要结果与结论如下:1.地面模拟微重力能够显著抑制成骨细胞的成骨性分化及矿化成熟,与此同时,成骨细胞表面的初级纤毛逐渐萎缩变短并最... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 微重力诱导骨流失的研究现状
        1.2.1 空间微重力引起骨流失的研究现状
        1.2.2 地面模拟微重力诱导骨流失的临床研究
        1.2.3 地面模拟微重力诱导骨流失的动物研究
        1.2.4 模拟微重力诱导骨流失的细胞水平研究
        1.2.5 微重力诱导骨流失的机理研究进展
    1.3 初级纤毛及其功能
        1.3.1 初级纤毛基本结构
        1.3.2 初级纤毛形成过程
        1.3.3 初级纤毛相关的信号通路
        1.3.4 初级纤毛与骨代谢
        1.3.5 初级纤毛的长度调控
    1.4 细胞骨架与初级纤毛和微重力的关系
    1.5 cAMP/PKA/CREB信号通路在骨代谢过程中的作用
        1.5.1 cAMP/PKA/CREB信号通路基本组成
        1.5.2 cAMP/PKA/CREB与骨代谢的关系
        1.5.3 cAMP/PKA/CREB与初级纤毛和细胞骨架的关系
    1.6 本研究的目的和意义
第2章 实验材料和方法
    2.1 主要实验仪器
    2.2 主要实验试剂和材料
    2.3 主要实验方法
        2.3.1 大鼠乳鼠颅骨成骨细胞的分离与培养
        2.3.2 三维回转仪(RPM)处理成骨细胞
        2.3.3 成骨细胞药物处理
        2.3.4 成骨细胞ALP阳性克隆染色
        2.3.5 茜素红染色
        2.3.6 ALP活性检测
        2.3.7 RT-PCR检测
        2.3.8 Westernblot检测
        2.3.9 RNA干扰
        2.3.10 免疫荧光染色
        2.3.11 细胞骨架的Strahler分析
        2.3.12 连接于纤毛根部微管的统计技术
        2.3.13 数据统计与分析
第3章 初级纤毛消失是微重力抑制骨形成的重要原因
    3.1 前言
    3.2 研究结果
        3.2.1 模拟微重力引起成骨细胞初级纤毛消失
        3.2.2 模拟微重力抑制大鼠颅骨成骨细胞的成熟矿化
        3.2.3 细胞松弛素D抵御微重力引起的初级纤毛消失
        3.2.4 Cyto D能够抵御微重力抑制骨形成的能力
        3.2.5 去除初级纤毛能够抑制CytoD抵御骨形成下降的能力
    3.3 讨论
第4章 微重力通过初级纤毛解聚微管来抑制骨形成
    4.1 前言
    4.2 研究结果
        4.2.1 微重力抑制初级纤毛的发生和成骨细胞的分化
        4.2.2 模拟微重力引起细胞微管解聚
        4.2.3 稳定微管对微重力抑制初级纤毛的发生无影响
        4.2.4 去除初级纤毛抑制微重力引起的微管解聚
        4.2.5 微重力减少连接于纤毛根部微管的数量
        4.2.6 稳定微管能够抵御微重力抑制骨形成的现象
    4.3 讨论
第5章 cAMP信号通路在微重力抑制骨形成过程中的作用
    5.1 前言
    5.2 研究结果
        5.2.1 成骨细胞表达9种腺苷酸环化酶
        5.2.2 sAC定位于初级纤毛根部
        5.2.3 磷酸化的PKA定位于初级纤毛
        5.2.4 模拟微重力激活cAMP/PKA/CREB信号通路
    5.3 讨论
第6章 总结和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 缩略词表
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]初级纤毛在细胞信号转导中的作用与机制[J]. 石文贵,马小妮,陈克明.  浙江大学学报(医学版). 2014 (03)
[2]G蛋白偶联受体与G蛋白相互作用的最新研究进展[J]. 姜云璐,龚磊,白波,陈京.  生命科学. 2014(02)
[3]随机定位模拟微重力促进人前破骨细胞增殖和分化[J]. 狄升蒙,田宗成,高翔,骞爱荣,Maria Luisa Brandi,商澎.  航天医学与医学工程. 2012(01)
[4]PTH对骨代谢双重作用的研究进展[J]. 万启龙,王强,李祖兵.  中国口腔颌面外科杂志. 2011(04)
[5]Wnt信号通路及其与疾病的关系[J]. 韩萍萍,郑若男.  生物技术通报. 2009(11)
[6]G蛋白和G蛋白偶联受体[J]. 杨洁,华维一.  中国药科大学学报. 1996(01)



本文编号：3179231