發(fā)布時(shí)間：2019-02-19 15:14

【摘要】：隨著以社會(huì)、心理和生物及信息化、數(shù)字化為一體的醫(yī)學(xué)模式發(fā)展,將醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域引進(jìn)了大數(shù)據(jù)時(shí)代,系統(tǒng)生物學(xué)、高通量組學(xué)等研究方法為深入研究復(fù)雜的生命活動(dòng)提供了條件及支撐。利用基因富集方法分析高通量的全基因組芯片,判斷預(yù)先定義的基因集合其代表的生物學(xué)功能的變化,為臨床醫(yī)學(xué)研究提供了一個(gè)新的思路、啟示。航天飛行對(duì)于航天員帶來(lái)最大的挑戰(zhàn)就是失重環(huán)境對(duì)健康造成的巨大影響,隨著航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展,在軌飛行時(shí)間的增加,對(duì)于航天員牙周組織的健康、牙列的完整性,牙齒穩(wěn)固性提出了更高的要求。既往研究已經(jīng)證實(shí),失重對(duì)于牙周組織會(huì)造成不同程度的影響,例如牙槽骨的改建、牙周膜細(xì)胞的增殖和分化、細(xì)胞骨架的改變以及牙周膜前體細(xì)胞生物學(xué)性狀的變化等,提示失重環(huán)境對(duì)于航天員牙周組織造成損傷。牙周膜決定牙周組織代謝和改建的重要功能,牙周膜的主要成分是牙周膜成纖維細(xì)胞,它具有成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞的雙重特性,具有一定的分化潛能,對(duì)于力學(xué)因素的刺激響應(yīng)顯著,研究人牙周膜細(xì)胞在微重力環(huán)境中變化,對(duì)于明確失重環(huán)境對(duì)于牙周組織損傷的分子生物學(xué)機(jī)制奠定了一定的基礎(chǔ)。細(xì)胞的增殖、分化、遷移等生命活動(dòng),是內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果,二者協(xié)同作用,引起細(xì)胞一系列的生命活動(dòng)。內(nèi)因是細(xì)胞信號(hào)分子,外因是細(xì)胞所處的微環(huán)境,主要由為細(xì)胞外基質(zhì)組成。目前的航天醫(yī)學(xué)多注重于失重環(huán)境下細(xì)胞信號(hào)分子的變化及調(diào)控機(jī)制,但是模擬微重力環(huán)境中細(xì)胞外基質(zhì)的變化并未見有文獻(xiàn)報(bào)道。本研究以人牙周膜成纖維細(xì)胞(human periodontal ligamentfibroblasts,hPDLFs)為研究對(duì)象,建立模擬微重力下人牙周膜成纖維細(xì)胞體外培養(yǎng)模型,結(jié)合課題組前期積累的小鼠牙囊發(fā)育的芯片數(shù)據(jù),通過(guò)生物信息學(xué)的方法篩選成骨相關(guān)功能的信號(hào)分子,并觀察在在模擬微重力環(huán)境下的變化,豐富微重力敏感的候選功能基因集,為制定未來(lái)中長(zhǎng)期航天飛行口腔健康防護(hù)措施提供實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。本研究建立人牙周膜成纖維細(xì)胞模擬微重力環(huán)境培養(yǎng)模型,利用骨向誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)hPDLFs,觀察堿性磷酸酶及骨鈣素的變化。對(duì)小鼠下頜第一磨牙牙囊組織發(fā)育兩期基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行基因富集分析比較,篩選變化顯著的差異表達(dá)基因,并探尋其與hPDLFs和失重的關(guān)聯(lián),確定研究目的基因;通過(guò)RT-PCR和western-blot等半定量檢測(cè)方法,檢測(cè)模擬微重力下已篩選出的成骨目的基因在hPDLFs中表達(dá)的變化,結(jié)果如下:1.采用改良的酶消化組織塊法分離成功培養(yǎng)hPDLFs,并采用免疫組化方法對(duì)其進(jìn)行鑒定;建立了模擬微重力下hPDLFs體外培養(yǎng)模型,hPDLFs在模擬微重力培養(yǎng)模型中生長(zhǎng)良好,確定研究時(shí)間點(diǎn)為24h、48h和72h;2.建立藥物誘導(dǎo)hPDLFs成骨向分化的模型,并觀察模擬微重力對(duì)hPDLFs中ALP和OC表達(dá)的影響。骨向誘導(dǎo)劑在正常重力環(huán)境和模擬微重力環(huán)境中均可誘導(dǎo)hPDLFs的骨向分化,并且模擬微重力組中ALP和OC的表達(dá)下降,骨向誘導(dǎo)劑可以拮抗這一下降趨勢(shì);3.對(duì)課題組前期獲得的芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行基因富集分析,確定基因金屬蛋白酶8(Matrix metalloproteinases 8, MMP8)和基質(zhì) Gla 蛋白(Matrix Gla protein,mgp)為研究的目的基因;觀察模擬微重力下MMP8和mgp的變化:在模擬微重力組中,hPDLFs中MMP8的mRNA和蛋白的表達(dá)均較正常重力組增加,以第三天差異最明顯,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,并且MMP8的表達(dá)在骨向誘導(dǎo)組較非誘導(dǎo)組增加;在非骨向誘導(dǎo)組中,模擬微重力組中mgp的mRNA和蛋白的表達(dá)較正常重力組表達(dá)增加,以第三天差異最明顯具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但在骨向誘導(dǎo)組中,mgp的mRNA和蛋白的表達(dá)未發(fā)生明顯的變化。本研究結(jié)果表明:1、成功的建立了模擬微重力下hPDLFs的培養(yǎng)模型2、模擬微重力效應(yīng)會(huì)降低hPDLFs中ALP和OC的分泌,但骨誘導(dǎo)劑可以減弱降低的趨勢(shì);3、確定MMP8和mgp為研究的目的基因,模擬微重力模型中,MMP8和mgp的表達(dá)較正常重力組增加,說(shuō)明MMP8和mgp基因參與調(diào)節(jié)模擬微重力環(huán)境對(duì)hPDLFs的成骨向分化的影響;4、研究結(jié)果提示,失重環(huán)境下牙周膜代謝活動(dòng)的增加,從而可能進(jìn)一步導(dǎo)致牙槽骨密度的減低、牙齒松動(dòng)度的增加以及牙周炎的進(jìn)展加速,提示在長(zhǎng)期的空間飛行會(huì)造成航天員口頜系統(tǒng)的損傷,該研究結(jié)果為未來(lái)制定航天員口頜系統(tǒng)健康防護(hù)措施,進(jìn)行針對(duì)性的口頜系統(tǒng)的訓(xùn)練及重力適應(yīng)性防護(hù)措施、加強(qiáng)空間飛行任務(wù)的衛(wèi)勤保障提供了實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R856.78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2426621