周期性机械拉伸下人肺上皮细胞生物学效应的研究

摘要

该文应用细胞力学、细胞生物学、生物化学、分子免疫学等方法和技术,从细胞层次上的应力—生长关系着手,重点就人肺上皮细胞对周期性机械拉伸刺激的响应机理进行了初步的探索,主要研究内容和结果如下:(1)应用周期性基底膜拉伸应变装置,建立了人肺上皮细胞的体外加载模型,并应用生物化学方法和流式细胞技术探讨该模型的可行性.(2)应用流式细胞技术研究周期性机械拉伸应变对人肺上皮细胞增殖的影响,探讨此类细胞在其力学生理背景下的生长行为.(3)应用胞外基质蛋白,如纤粘连蛋白(Fn)、胶原蛋白Ⅳ(ColⅣ)裱衬基底膜,激光共聚焦显微镜分析周期性机械拉伸应变下,人肺上皮细胞表面α<,3>、α<,5>和β<,1>三种整联蛋白的分布状况.(4)应用胶原蛋白Ⅳ(ColⅣ)裱衬基底膜,微管吸吮技术研究周期性机械拉伸应变对人肺上皮细胞粘附和铺展的影响,并结合前面膜受体整联蛋白和骨架肌动蛋白的变化,探讨人肺上皮细胞力学性质对拉伸刺激的响应及其机理.(5)应用胶原蛋白Ⅳ(ColⅣ)裱衬基底膜,激光共聚焦技术研究周期性机械拉伸应变对人肺上皮细胞骨架肌动蛋白F-actin的影响. (6)胞内钙离子在细胞的机械信号转导过程中起了重要的作用.应用荧光分光光度法研究了人肺上皮细胞响应拉伸应变时胞内钙离子浓度的变化.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2周期性机械拉伸加载装置的结构及原理

2.1前言

2.2周期性基底膜拉伸应变装置的结构和工作原理

2.2.1实验材料和设备

2.2.2实验装置的结构和工作原理

2.3硅胶膜应变的标定和校正

2.4实验条件下细胞生存能力的考察

2.5 小结

3周期性机械拉伸对人肺上皮细胞增殖的影响

3.1前言

3.2材料与方法(Materials and Methods)

3.2.1细胞培养

3.2.2材料和试剂

3.2.3流式细胞仪测量原理[117]

3.2.4周期性拉伸应变对A549细胞增殖行为的影响

3.2.5周期性拉伸应变对H727细胞增殖行为的影响

3.2.6统计分析

3.3结果(Results)

3.3.1周期性机械拉伸抑制A549细胞的增殖

3.3.2周期性机械拉伸抑制H727细胞的增殖

3.4讨论(Discussion)

3.5 本章小结

4周期性机械拉伸下人肺上皮细胞表面整联蛋白的再分布

4.1前言

4.2材料与方法(Materials and Methods)

4.2.1细胞培养

4.2.2材料和试剂

4.2.3不同细胞外基质蛋白的裱衬

4.2.4机械拉伸对A549细胞α3、α5和β1整联蛋白再分布的影响

4.2.5机械拉伸对H727细胞α3、α5和β1整联蛋白再分布的影响

4.2.6激光共聚焦显微镜工作原理[58]

4.2.7统计分析

4.3结果(Results)

4.3.1机械拉伸诱导A549细胞表面α3、α5和β1整联蛋白的再分布

4.3.2机械拉伸诱导了H727细胞表面α3、α5和β1整联蛋白的再分布

4.3.3机械拉伸诱导A549细胞、H727细胞表面α3、α5和β1整联蛋白向基底层转移，增强整联蛋白受体与基质配体的结合能力

4.4讨论(Discussion)

4.5 本章小结

5周期性机械拉伸对人肺上皮细胞粘附和铺展的影响

5.1 前言

5.2材料和方法(Materials and Methods)

5.2.1细胞培养

5.2.2材料和试剂

5.2.3胶原蛋白Ⅳ(ColⅣ)的裱衬

5.2.4细胞加载实验

5.2.5细胞与基底间粘附力的测量[74,75]

5.2.6机械拉伸对A549细胞、H727细胞F-actin的影响

5.2.7统计分析

5.3结果(Results)

5.3.1周期性机械拉伸对人肺上皮细胞A549、H727粘附力的影响

5.3.2机械拉伸对人肺上皮细胞A549、H727铺展的影响

5.3.3机械拉伸对人肺上皮细胞A549、H727细胞骨架F-actin的影响

5.4讨论(Discussion)

5.5 本章小结

6周期性机械拉伸对人肺上皮细胞内Ca+2浓度的影响

6.1前言

6.2材料与方法(Materials and Methods)

6.2.1细胞培养

6.2.2材料和试剂

6.2.3实验方法

6.2.4胞内Ca2+浓度的测定

6.3结果(Result)

6.4讨论(Discussion)

6.5 本章小结

7全文总结及后续工作建议

文献综述一机械应力对肺上皮细胞的生物学效应

文献综述二整联蛋白在细胞响应机械应力中的作用

致谢

参考文献

A作者在攻读博士学位期间发表的论文目录

B作者在攻读博士学位期间参加的科研项目