Luận án Đánh giá sự thay đổi tăng sinh và cấu trúc khung xương tế bào gốc trung mô cuống rốn người trong điều kiện vi trọng lực mô phỏng

Tên luận án:

ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI TĂNG SINH VÀ CẤU TRÚC KHUNG XƯƠNG TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ CUỐNG RỐN NGƯỜI TRONG ĐIỀU KIỆN VI TRỌNG LỰC MÔ PHỎNG

Ngành:

Công nghệ sinh học (Mã số: 9 42 02 01)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án Tiến sĩ Công nghệ Sinh học này tập trung vào việc đánh giá sự thay đổi tăng sinh và cấu trúc khung xương của tế bào gốc trung mô cuống rốn người (hucMSC) trong điều kiện vi trọng lực mô phỏng. Nghiên cứu được thực hiện nhằm khắc phục những khó khăn và chi phí đắt đỏ của việc nghiên cứu trong không gian, đồng thời tìm hiểu sâu hơn về tác động của vi trọng lực lên các quá trình sinh học cơ bản của tế bào. Tế bào gốc trung mô cuống rốn được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu do tiềm năng và tính khả thi trong thu nhận.

Mục tiêu chính của luận án là xác định phương thức tác động của điều kiện vi trọng lực mô phỏng lên sự phát triển của hucMSC, thông qua việc đánh giá các thay đổi về hình thái tế bào, sự tăng sinh và cấu trúc khung xương tế bào trong điều kiện in vitro. Các nội dung nghiên cứu cụ thể bao gồm đánh giá ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên sự tăng sinh tế bào hucMSC, quá trình apoptosis, sự thay đổi hình thái nhân và tế bào chất, cũng như cấu trúc khung xương tế bào.

Nghiên cứu đã sử dụng hệ thống clinostat 3D để tạo môi trường vi trọng lực mô phỏng. Kết quả cho thấy điều kiện vi trọng lực mô phỏng làm giảm đáng kể sự tăng sinh của hucMSC, được thể hiện qua mật độ tế bào thấp hơn và sự gia tăng tỉ lệ tế bào ở pha nghỉ G0/G1, đồng thời giảm tỉ lệ tế bào ở pha phân chia G2/M. Sự giảm biểu hiện mức phiên mã và dịch mã của các gene điều hòa chu kỳ tế bào như CDK2, CDK6, Cyclin A cũng được quan sát. Quá trình apoptosis của hucMSC không bị ảnh hưởng đáng kể.

Về hình thái tế bào, vi trọng lực mô phỏng gây ra sự giảm cường độ nhân và làm tăng kích thước tế bào chất, khiến tế bào có xu hướng mở rộng diện tích hơn so với điều kiện bình thường. Đặc biệt, cấu trúc khung xương tế bào cũng có những thay đổi rõ rệt: mức độ biểu hiện mRNA và protein của các gene mã hóa vi ống (a-tubulin 3) và vi sợi (β-actin) đều giảm mạnh. Điều này dẫn đến sự tái tổ chức bộ khung xương, với mật độ vi ống và vi sợi thấp hơn, phân bố đều khắp tế bào thay vì tập trung xung quanh nhân và phân bố song song như ở nhóm đối chứng.

Luận án đề xuất hai phương thức chính mà vi trọng lực mô phỏng ức chế tăng sinh tế bào hucMSC: thứ nhất, thông qua việc giảm biểu hiện các protein điều hòa chu kỳ tế bào, dẫn đến bắt giữ tế bào ở pha G0/G1 và ngăn chặn phân chia G2/M; thứ hai, thông qua việc giảm biểu hiện các protein cấu trúc vi sợi và vi ống, làm ức chế hình thành thoi vô sắc và rãnh phân tách, từ đó giảm sự phân chia tế bào. Những đóng góp này cung cấp hiểu biết sâu sắc về cơ chế phân tử và tế bào mà vi trọng lực mô phỏng tác động lên hucMSC.

Mục lục chi tiết:

• 1. Tính cấp thiết của luận án

• 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án

• 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án

  • Đánh giá ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên sự tăng sinh tế bào hucMSC.
  • Đánh giá ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên quá trình apoptosis ở tế bào hucMSC.
  • Đánh giá ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên sự thay đổi hình thái nhân và tế bào chất ở tế bào hucMSC.
  • Đánh giá ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên bộ khung xương tế bào ở tế bào hucMSC.

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

  • 1.1. Vai trò của các nghiên cứu sinh học trong không gian
  • 1.2. Giới thiệu về vi trọng lực và vi trọng lực mô phỏng
  • 1.3. Các hệ thống mô phỏng vi trọng lực
  • 1.4. Tế bào gốc trung mô cuống rốn
  • 1.5. Sự tăng sinh tế bào
  • 1.6. Quá trình apoptosis
  • 1.7. Nhân và tế bào chất
  • 1.8. Bộ khung xương tế bào

• CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

  • 2.1. Vật liệu
  • 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
  • 2.2.1. Nuôi cấy tế bào
  • 2.2.1.1. Phương pháp giải đông
  • 2.2.1.2. Phương pháp cấy chuyền
  • 2.2.1.3. Phương pháp đông lạnh
  • 2.2.2. Đánh giá các chỉ thị marker của tế bào gốc trung mô
  • 2.2.3. Thử nghiệm vi trọng lực
  • 2.2.4. Đánh giá sự tăng sinh tế bào
  • 2.2.4.1. Đánh giá mật độ tế bào
  • 2.2.4.2. Đánh giá chu kỳ tế bào
  • 2.2.5. Đánh giá quá trình apoptosis
  • 2.2.5.1. Thu hoạch tế bào
  • 2.2.5.2. Đánh giá tỉ lệ apoptosis
  • 2.2.5.3. Đánh giá biểu hiện mức phiên mã các gene liên quan đến apoptosis
  • 2.2.6. Đánh giá sự thay đổi hình thái nhân và tế bào chất
  • 2.2.7. Đánh giá sự thay đổi cấu trúc khung xương tế bào
  • 2.2.7.1. Thu hoạch tế bào
  • 2.2.7.2. Đánh giá biểu hiện mức phiên mã các gene mã hóa vi ống, vi sợi
  • 2.2.7.3. Đánh giá biểu hiện mức dịch mã các gene mã hóa vi ống, vi sợi
  • 2.2.7.4. Đánh giá sự tái cấu trúc bộ khung vi ống, vi sợi trong tế bào
  • 2.2.8. Phương pháp thống kê

• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Đánh giá các chỉ thị marker của tế bào gốc trung mô
  • 3.2. Đánh giá sự tăng sinh tế bào
  • 3.2.1. Sự thay đổi mật độ tế bào
  • 3.2.2. Sự thay đổi chu kỳ tế bào
  • 3.2.2.1. Tỉ lệ các pha trong chu kỳ tế bào
  • 3.2.2.2. Biểu hiện mức độ phiên mã các gene điều hòa chu kì tế bào
  • 3.2.2.3. Biểu hiện mức độ dịch mã các gene điều hòa chu kì tế bào
  • 3.3. Đánh giá quá trình apoptosis
  • 3.3.1. Tỉ lệ apoptosis
  • 3.3.2. Biểu hiện mức phiên mã các gene liên quan đến apoptosis
  • 3.4. Đánh giá sự thay đổi hình thái tế bào
  • 3.4.1. Sự thay đổi hình thái nhân
  • 3.4.2. Sự thay đổi hình thái tế bào chất
  • 3.5. Đánh giá cấu trúc khung xương tế bào
  • 3.5.1. Biểu hiện mức phiên mã các gene mã hóa vi ống, vi sợi
  • 3.5.2. Biểu hiện mức dịch mã các gene mã hóa vi ống, vi sợi
  • 3.5.3. Đánh giá sự tái cấu trúc bộ khung vi ống, vi sợi trong tế bào
  • 3.6. Tóm tắt ảnh hưởng của vi trọng lực mô phỏng lên tế bào hucMSC và phương thức ức chế tăng sinh tế bào trong môi trường vi trọng lực mô phỏng

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN