模拟微重力对人脑神经组织形态学影响的研究

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1、模拟微重力对人脑神经组织形态学影响的研究王香寒2015年1月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540模拟微重力对人脑神经组织形态学影响的研究作者姓名王香寒学院名称生命学院指导教师庆宏教授答辩委员会主席费也淳教授申请学位理学硕士学科专业生物学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月22日EffectsofSimulatedMicrogravityonMorphologyofHumanBrainNervousTissueCandidateName：XianghanWangSchoolorDe

2、partment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:Prof.HongQingChair,ThesisCommittee：Prof.YechunFeiDegreeApplied:MasterofScienceMajor：BiologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January22，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知

3、，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要航天飞行中，空间微重力对宇航员身体的影响问题较为突出，尤其是神经系统的问题亟需解决。研究地基模拟微重力对神经组织形态学的影响，与航天员飞行中神经生理上的变化建立联系，以便更好地了解和维护人们的活动，为人类探索空间提供一些研究数据。研究方法：机

4、械分离外科手术病人脑癌旁神经组织，细胞法和植块法进行原代细胞和组织块培养7天后，随机分成两组，一组移至回转器培养1天、3天、5天、7天、14天，另一组同步静置培养相同时间。各时间点收集两组细胞进行后续检测。倒置显微镜和透射电镜观察细胞/组织块形态及大体结构和细胞超微结构的变化，扫描电镜观察细胞表面立体微细形貌及对基底的贴附能力情况；采用TRITC荧光标记的二抗和FITC标记的鬼笔环肽(FITC-phalloidin)分别对β微管蛋白(β-tubulin)和纤维状肌动蛋白(F-action)进行标记，在激

5、光共聚焦显微镜下观察细胞内β-tubulin和F-actin的变化；采用Hoechest-PI双染和Tunel法显示细胞/组织块的凋亡形态学改变；采用AnnexinV标记的异硫氰酸荧光素(AnnexinV-FITC)对细胞进行染色，在流式细胞仪上检测细胞凋亡率。实验结果：显微镜下可见，短时回转处理如1天、3天细胞/组织块形态变化不明显，回转时间延长至7天、14天后细胞体明显变大，细胞对基底的贴附能力下降，脱落严重，周围连有散在性碎片；组织块培养失去放射状“生长晕”，迁出细胞紊乱无序，移行短。透射电镜下，

6、14天回转组胞浆内细胞器结构变少，线粒体断裂同时互相离散，并有大量空泡产生。扫描电镜下，细胞完全失去三角形态，仅剩一层细胞膜贴附在基底上。激光共聚显微镜下，同步对照组细胞内β-tubulin和F-actin表达丰富，β-tubulin呈束状有序排列；回转组胞质内两者表达明显减少，F-actin绕核呈环状，分布紊乱，且1个细胞核解离成几个微核。流式细胞术检测晚期细胞凋亡显示，回转14天组细胞的凋亡率(24.7％)高于同步对照组(10.5％)。结论：模拟微重力一周后能够明显影响神经组织细胞的大体形态及超微结

7、构的改变，同时也引起了细胞骨架蛋白的高度紊乱分布并伴随细胞凋亡的发生，这些形态学上的变化可能是模拟微重力效应诱导其后续发生凋亡的机制之一。关键词：微重力模拟；神经组织；形态结构；细胞骨架；凋亡IAbstractDuringspaceflight,spacemicrogravityeffectsonastronautsproblemsweremoreprominent,especiallythenervoussystemproblemsshouldbesolved.Toestablishpossiblel

8、inkswithastronauts'neurophysiologicalchangesinflights,betterunderstandandsafeguardhuman,andprovidesomeresearchdataforthehumanspaceexploration,agroundsimulatedmicrogravitystudyonnervetissuemorphologywascarriedout.Experiment