神经干细胞代谢参数的测定及其模型研究

摘要

本文对神经干细胞代谢参数的测定及其模型进行了研究。文章将实验数据与传质代谢方程相结合，计算神经球内各种代谢物质的浓度分布，进而分析导致球心处细胞坏死的关键因素。 在实验中，首先从E14小鼠胚胎海马脑组织中获得细胞，体外无血清悬浮培养，利用诱导分化和免疫荧光进行鉴定。同时，对单个神经干细胞以及神经干细胞球进行代谢参数的测定，其中代谢物包括葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺以及氨。在神经球的测定过程中还一并追踪了神经球直径的变化趋势及细胞的生长曲线，进而利用传质代谢方程对实验中的数据进行建模计算。 实验结果显示，所培养的细胞具备神经干细胞的特征，符合神经干细胞的定义；而对其代谢的测定则显示出单个神经干细胞的代谢速率随着葡萄糖浓度的降低而减小，当葡萄糖浓度低于6.444mmol/L时，显现出显著性差异；神经球在108小时的培养过程中，当培养基中葡萄糖和谷氨酰胺浓度分别降至36.11mmol/L和1.33mmol/L、平均半径达到50μm左右时，球心处细胞生长开始受到抑制。当神经球平均半径为50-75μm、培养基中葡萄糖浓度为31.11mmol/L、谷氨酰胺浓度为1.15mmol/L时，神经球内部细胞死亡数开始大于增殖数。最后，对半径为50、55、60、65以及75μm的神经球进行代谢物浓度分布的计算，计算结果表明当神经球的半径超过55μm时，神经球球心处由于溶解氧的浓度限制而出现细胞死亡，并且死核一旦形成就会对健康细胞产生信号影响，导致神经球内其它健康细胞的快速死亡。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及大连理工大学学位论文版权使用授权书

引 言

1文献综述

1.1神经干细胞的生物学特性

1.1.1神经干细胞的定义

1.1.2神经干细胞存在位点和鉴定

1.1.3神经干细胞的体外培养

1.1.4神经干细胞的克隆分析

1.1.5神经干细胞的增殖和自发性凋亡

1.2细胞及组织代谢

1.2.1神经干细胞糖代谢的研究

1.2.2氧代谢

1.2.3.生长因子

1.3小结

2神经干细胞的获得及体外培养

2.1实验材料与方法

2.1.1实验动物

2.1.2实验药品及试剂

2.1.3实验所需溶液和试剂的配制

2.1.4实验仪器

2.1.5原代取材

2.1.6原代接种

2.1.7神经干细胞传代操作及继代培养

2.1.8神经干细胞的免疫细胞化学鉴定

2.1.9诱导分化及免疫细胞化学

2.2实验结果与讨论

2.2.1小鼠神经干细胞原代和继代悬浮培养

2.2.2细胞Nestin表达及BrdU检测结果

2.2.3神经干细胞诱导分化及免疫荧光鉴定

2.3小结

3神经干细胞代谢参数的测定

3.1实验材料与方法

3.1.1细胞培养液

3.1.2仪器

3.1.3神经干细胞的细胞记数

3.1.4神经球直径分布

3.1.5葡萄糖，乳酸，谷氨酰胺，氨等浓度的测定

3.1.6参数计算方法

3.2结果与讨论

3.2.1神经干细胞单细胞对葡萄糖/乳酸的代谢参数

3.2.2神经球代谢参数的测定

3.3小结

4神经球内传质代谢数学模型的建立与计算

4.1模型的建立

4.2参数估算

4.3模型的计算结果与分析

4.3.1半径为50μm的神经球内物质的浓度变化

4.3.2半径为55μm的神经球内物质的浓度变化

4.3.3其他半径的神经球内物质的浓度变化

4.4小结

结 论

参考文献

附录A模型符号说明

附录B神经球内各种物质浓度分布的计算程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢