3-羟基丁酸及其衍生物影响神经细胞生理功能及合成荧光探针对细胞内吞的研究

论文摘要

3-羟基丁酸（3-HB）是酮体家族中最重要的一员,当机体处在长时间饥饿状态或者过度运动而导致葡萄糖供能不足的时候,3-HB作为能源物质为大脑提供主要的能量。过去的研究（Zou et al., 2009）结果表明,连续喂食一个月3-HB及其衍生物3-羟基丁酸甲酯（3-HBME）的小鼠（mice）的学习记忆能力比对照组的明显提高。为了解3-HB增进小鼠学习记忆能力的生化机理,我们决定研究3-HB对主管记忆形成的海马组织内的锥体神经细胞的生理影响,并监测3-HB在细胞内的转运过程（Trafficking process）,从而了解3-HB改善细胞生理功能的机制。我们对3-HB进行荧光标记,从而使整个转运过程变得可视化。本研究成功的合成了3-HB荧光探针,并利用该荧光探针监测了细胞对3-HB的内吞过程。而且,竞争性抑制实验证明了合成的3-HB荧光探针具有特异性,可被3-HB的受体识别。这一结果表明3-HB连接荧光基团后并没有严重影响3-HB受体的识别过程。这将为小分子物质的研究打开一个新的窗口:利用荧光标记手段使小分子物质的胞内动态研究变得可视化!另外,3-HB及其衍生物3-HBME能够明显提高海马神经细胞线粒体的活力,保护神经细胞的代谢作用。这或许是3-HB以及3-HBME提高小鼠学习记忆能力的原因之一。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略语
• 第1章 前言
• 1.1 3-羟基丁酸及其衍生物的研究现状
• 1.2 荧光探针的研究现状
• 1.3 零度交联法的应用
• 1.4 酮体对细胞影响的研究
• 第2章：神经细胞在3-羟基丁酸及其衍生物作用下细胞生理指标的影响
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要药品试剂
• 2.1.3 实验动物
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 分离纯化大鼠海马神经细胞
• 2.2.2 细胞免疫化学（ICC）鉴定海马神经细胞
• 2.2.3 ROS 水平检测
• 2.2.4 ATP 水平的检测
• 2.2.5 JC-1 检测细胞线粒体膜电位
• 2.2.6 钙离子变化水平检测
• 2.2.7 CCK-8 细胞活力检测
• 2.2.8 数据处理
• 2.3 结果
• 2.3.1 原代神经元培养及其免疫鉴定
• 2.3.2 ROS 水平的检测
• 2.3.3 ATP 水平检测
• 2.3.4 JC-1 检测细胞线粒体膜电位
• 2.3.5 Fluo-4 AM 检测钙离子变化
• 2.3.6 CCK-8 细胞活力检测
• 2.4 讨论
• 2.5 本章结论
• 第3章：合成3-羟基丁酸荧光探针来研究细胞内吞过程以及3-羟基丁酸在细胞中的定位
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 主要仪器及药品简介
• 3.1.2 主要原理
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 零度交联合成反应
• 3.2.2 高效液相色谱分析及分离纯化
• 3.2.3 核磁共振（NMR）分析
• 3.2.4 不同反应条件下的产率对比
• 3.2.5 兔平滑肌细胞（RaSMCs）的内吞过程
• 3.2.6 竞争性抑制
• 3.2.7 3-羟基丁酸荧光探针在细胞中的定位
• 3.2.8 蔗糖高渗透与NH4Cl 胁迫作用下的内吞作用
• 3.2.9 不同条件下细胞内钙离子的变化
• 3.2.10 数据分析处理
• 3.3 结果
• 3.3.1 零度交联合成反应
• 3.3.2 高效液相色谱分析及分离纯化
• 3.3.3 核磁共振（NMR）分析
• 3.3.4 不同反应条件下的产率对比
• 3.3.5 兔平滑肌细胞（RaSMCs）的内吞过程
• 3.3.6 竞争性抑制
• 3.3.7.3 -羟基丁酸荧光探针在细胞中的定位
• 3.3.8 蔗糖高渗透与NH4Cl 胁迫作用下的内吞作用
• 3.3.9 不同条件下细胞内钙离子的变化
• 3.4 讨论
• 3.5 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及发表论文