剪切力作用下的肥大细胞内钙信号和脱颗粒研究

论文摘要

传统针刺过程中均伴随有提插捻转等手法,如果单纯留针而不做手法,针刺效果则不佳。这些手法实质上是提供一个剪切作用,而不仅仅是留针的静压力。但在中医里,对于针刺的手法定义都很模糊,需要进行科学定量的界定才有利于进一步研究。在针灸作用机理研究中,肥大细胞受到很多人的关注。既往的研究发现,穴位点有大量的肥大细胞和钙元素的富集,当针刺穴位点时,观察到肥大细胞脱颗粒增加,而在针刺镇痛的大鼠实验中,当以色苷酸钠阻断了肥大细胞脱颗粒时,镇痛作用减弱,这些均表明,肥大细胞和钙与针灸作用间存在着联系。因此,我们着眼于剪切刺激对于肥大细胞内的钙和脱颗粒的影响。利用扫描共聚焦荧光显微镜方法,研究了剪切应力作用对RBL-2H3肥大细胞胞内钙离子浓度的影响。细胞用Fluo-3/AM荧光标记细胞内的钙,钙浓度越大,荧光强度越强。肥大细胞外的Ca2+浓度较细胞内高,但细胞膜上的Ca2+泵可以泵出钙离子,阻止Ca2+通过渗透作用进入细胞内。既往实验[1]表明用剪切刺激能够促使细胞膜上钙离子通道打开,从而使细胞外的Ca2+进入细胞内,增大细胞内Ca2+浓度。Ca2+浓度提高会导致脱颗粒,脱落到细胞外颗粒的主要成分是组织胺和白介素等。已有实验表明,脱颗粒与提高痛阈有关,能达到针灸治疗的效果。而我们在试验中发现在步进电机转子带动的流体剪切力作用下,肥大细胞内的钙荧光根据剪切力的大小呈现振荡态和稳定态。并且剪切作用下,细胞荧光振荡的频率大于非剪切作用下的频率,说明剪切刺激有利于细胞的钙离子振荡。另外,我们建立了肥大细胞对剪切刺激的细胞内钙离子和脱颗粒的动力学模型。细胞胞液内的钙离子流量由四部分组成：钙库上的受体通道打开,使得钙离子由钙库进入胞液内；细胞膜上的钙离子通道打开,胞外流入胞内；钙库和细胞膜上的钙泵打开,使得胞液的钙离子又分别流到钙库内和细胞胞液外。剪切应力转换成剪切能量密度使得细胞膜上的离子通道打开,提高离子通道打开的几率。通过计算我们发现在同样的条件下,不同的剪切力会导致胞液内的钙离子浓度会有振荡和稳态两种情况。在振荡情况下,一定程度增大剪切力会增大钙离子振荡的频率。剪切力进一步增大则会导致胞液钙离子浓度增大到一个稳定状态,且浓度随剪切力增大而增大。而钙离子浓度的改变驱动肥大细胞脱颗粒,释放组胺等物质,发挥针刺镇痛效应。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 针刺和肥大细胞的基本介绍
• 1.1 针刺效应的研究进展
• 1.2 针刺对肥大细胞的影响
• 1.3 机械敏感离子通道
• 1.4 细胞内钙离子调节
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 激光扫描共聚焦显微镜
• 2.1 激光扫描共聚焦显微镜的成像基本原理
• 2.2 特点与功能
• 2.3 转盘式共聚焦显微镜
• 第三章 细胞培养
• 3.1 培养细胞的生物学知识
• 3.2 实验所用细胞的具体培养
• 3.3 细胞培养过程中的一些相关技术要点
• 第四章 剪切力作用下肥大细胞荧光变化
• 4.1 细胞机械力加载方法
• 4.2 实验方法和材料
• 4.3 实验现象及讨论
• 第五章 剪切刺激对胞内钙离子和脱颗粒动力学的理论模型
• 5.1 剪切刺激对胞内钙离子浓度的影响
• 5.2 钙离子动力学驱动的肥大细胞脱颗粒机制
• 5.3 数值计算结果
• 5.4 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢