囊泡转运的动态跟踪及其与脂筏关系的初步研究

论文题目: 囊泡转运的动态跟踪及其与脂筏关系的初步研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生物物理

作者: 李臣鸿

导师: 徐涛

关键词: 葡萄糖转运子,脂筏,囊泡,全内反射荧光显微镜,共聚焦显微镜,单颗粒追踪技术

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 细胞物质转运实质上是细胞内的一个庞大而复杂的物流系统,这一系统的异常将导致相应各种疾病的发生。囊泡是这一物流系统中的一种可调控的重要的运输工具,脂筏是膜脂双层内含有特殊脂质及蛋白质的微区,在这一物流系统中具有重要的作用。本课题引入单分子研究技术和全内反射荧光成像技术,实时动态地研究转运囊泡的动力学过程,和两类脂筏与囊泡之间的动态空间定位关系。这一研究有助于我们进一步揭示囊泡转运机制和糖尿病的发生机制,而且对于进一步认识脂筏功能及开发以GLUT4为靶的调节血糖的药物都具有重要的理论及实际指导意义。机体内葡萄糖的平衡对生命过程至关重要。胰岛素是调节血糖平衡的重要激素,它促进葡萄糖进入细胞内,从而降低血中葡萄糖。胰岛素的这一作用是通过细胞内的葡萄糖转运体(Glucose Transporter,GLUT)家族之一葡萄糖转运子4(GLUT4)将葡萄糖从细胞外转运到细胞内的。研究表明II型糖尿病的发生与细胞内GLUT4的转运障碍有关。而GLUT4的转运被认为是受多种因素控制的,这些因素目前较公认的有GLUT4在细胞器中的保持机制、动态分选、囊泡的转运、锚定和与质膜的融合以及质膜的脂质结构。GLUT4在细胞内的转运至少有两个循环,一个是细胞表面和内涵体间的循环,一个是在trans-Golgi network (TGN) 和内涵体间的循环。在这两个循环中GLUT4转位有几个严格的控制点。这两个循环似乎告诉我们GLUT4在胞内可能有两种运动形式。为了回答这个问题,我们研究了GLUT4在胞内的动力学过程。在研究过程中使用Confocal显微镜观察了GLUT4在胞内的整体分布。使用全内反射荧光显微镜时序成像获得了GLUT4的动态连续的图像,用于三维动力学分析。分析中发展了单颗粒追踪方法(SPT),使之能跟踪亚象素的位移,发现GLUT4在胞内虽然有两个循环路径,但是在无刺激的情况下,它的运动呈现限制性运动,其分散系数呈现一种连续的平滑的分布,即其运动并未因循环有两个路径而分成几种形式。此外,我们初步研究了囊泡转运与细胞膜脂筏的关系。首先构建了含荧光标记

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪言

1.1 GLUTs 种类和组织分布

1.2 GLUT4 结构特征

1.3 GLUT4 定位

1.4 GLUT4 转位模型

1.5 GLUT4 转位的信号途径

1.6 GLUT4 转位的远端过程

1.7 脂筏与GLUT4

1.8 GLUT4 转位的动力学过程

1.9 GLUT4 与胰岛素抵抗综合征

2 主要技术

2.1 荧光蛋白技术

2.2 全内反射荧光成像技术

2.3 SPT 技术

3 3T3-L1 活细胞中单个GLUT4 囊泡跟踪和动力学分析

3.1 引言

3.2 材料和方法

3.3 统计

3.4 结果

3.5 讨论

4 Caveolin-1 的标记及其定位研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 实验结果

4.4 讨论

5 Flotillin-1 的标记及定位研究

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 实验结果

5.4 讨论

6 分子生物学方法

6.1 分子生物学常用溶液和培养基

6.2 分子生物学常用实验操作

7 全文总结和展望

7.1 单个GSVs 囊泡跟踪和动力学分析

7.2 脂筏特异蛋白的标记及定位

7.3 发展了单颗粒追踪方法(SPT)

7.4 展望和今后的工作

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录

附录2 主要符号和缩略词表

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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