Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Медицинские науки
Космическая медицина

Диссертационная работа:

Константинова Наталья Александровна. Влияние клиностатирования на начальные стадии дифференцировки эмбриональных стволовых клеток мыши in vitro : диссертация ... кандидата биологических наук : 14.00.32, 03.00.25 / Константинова Наталья Александровна; [Место защиты: Ин-т мед.-биол. проблем].- Москва, 2008.- 147 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-3/731

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Эволюционные процессы на Земле осуществляются при постоянном участии гравитационного поля. Гравитация определяет нормальное развитие, морфологию и функционирование всех живых организмов в мире. В течение длительного периода эволюции жизни на планете все организмы приспосабливались к гравитационным условиям, начиная от становления структуры и функции отдельных органов, тканей и кончая целым организмом.

Исследования влияния факторов космического полета, в том числе микрогравитации, на процессы развития, дифференцировки и регенерации живых организмов, проводившиеся с начала освоения космического пространства [Мелехова О.П. и др., 1976; Сушков Ф.В. и др., 1979; Оганесян С.С. и др., 1980; Мелешко Г.И., 1991; Гурьева Т.С. и др., 1993; Mitashov V.I. et al., 1996; Black S.B. et al., 1996; De Mazire A. et al, 1996; Grigoryan E., et al, 2006], не потеряли свою актуальность до настоящего времени, поскольку до сих пор не установлен вклад гравитационного фактора в механизмы становления живых систем.

Использование различных биологических моделей позволило выяснить ряд важных закономерностей, в том числе возможность нормального развития биообъектов при создании адекватных условий их существования в космическом полете [Сычев В.Н., 2000; Серова Л.В., 2002; Mitashov V.I. et al., 1996; Almeida E.A.C. et al, 2006; Grigoryan E., et al, 2006]. Однако исследования в космическом полете и при моделировании некоторых эффектов микрогравитации на Земле свидетельствуют о том, что нет живых систем, развитие которых бы не менялось в этих условиях. Однако изменения на клеточном уровне, происходящие в условиях как реальной, так и моделированной микрогравитации, не позволяют в настоящее время сформулировать общие закономерности этого воздействия. Поэтому вопрос о влиянии гравитации на клетку и механизмах развивающихся эффектов весьма актуален. Существует мнение, что чувствительность к изменению силы тяжести зависит от размеров биообъекта: чем он меньше, тем меньшее влияние гравитации стоит ожидать. Утверждается также, что на живые организмы оказывает влияние не сила тяжести, а среда, в которой находится организм, поэтому зачастую изменение силы тяжести существенно не влияет на рост и морфологию клеток в культуре [Парфенов Г.П., 1988], однако встречаются и обратимые клеточные реакции на гравитационное возмущение.

Ранее было показано, что микрогравитация меняет морфо-функциональное состояние клеток in vitro, их пролиферативную активность, экспрессию генов и другие внутриклеточные процессы. Особенно выражены эти эффекты у механочувствительных дифференцированных клеток, таких как остеоциты, фибробласты, миоциты, эндотелиальные клетки [Таирбеков М.Г., 1997; 2000; Романов Ю.А., Буравкова Л.Б. и др., 2000, 2001;. Crawford-Young S.J., 2006]. В последнее время получены результаты, свидетельствующие о влиянии клиностатирования на мезенхимальные клетки-предшественники, выделенные из костного мозга человека, и предшественники остеобластов [Buravkova L.B. et al, 2004; Facer S. R, 2005; Meyers V.E. et al, 2004].

Вопрос о том, может ли гравитационный фактор влиять на клетки находящиеся на самых ранних этапах развития и дифференцировки, а именно на эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) млекопитающих, остается открытым. Эти клетки характеризуются несколькими весьма важными свойствами: неограниченной способностью к пролиферации при сохранении нормального кариотипа и возможностью дифференцироваться во все известные виды клеток организма [Evans M.J., 1981; Guan K. et al., 1998; Keller G., 2005]. Поэтому ЭСК и сформированные ими эмбриоидные тела (ЭТ) служат адекватной моделью для изучения механизмов, регулирующих начальные стадии как спонтанной, так и индуцированной различными воздействиями дифференцировки клеток.

Цель работы. Целью настоящей работы явилось исследование эффектов клиностатирования на начальные стадии дифференцировки эмбриональных стволовых клеток in vitro.

Задачи исследований.

  1. Отработать экспериментальную модель для клиностатирования культивируемых ЭСК мыши на различных субстратах.

  2. Оценить динамику образования колоний ЭСК мыши при клиностатировании.

  3. Исследовать жизнеспособность ЭСК мыши и их способность образовывать ЭТ после моделирования эффектов гипогравитации.

  4. Изучить морфологические изменения ЭСК на начальной стадии дифференцировки (стадия ЭТ) при воздействии клиностатирования.

  5. Оценить способность ЭСК к последующей спонтанной дифференцировке после воздействия клиностатирования.

Научная новизна. Впервые установлено, что in vitro ЭСК мыши могут сохранять свои морфо-функциональные свойства в условиях моделирования гравитационных изменений. Показано, что чувствительность ЭСК к клиностатированию возрастает в зависимости от стадий развития клеток: от колоний ЭСК до сформированных ЭТ. Впервые показано, что клиностатирование ЭТ приводит как к запаздыванию начала кардиомиоцитарной дифференцировки, так и к существенному уменьшению количества сокращающихся кардиомиоцитов. Продемонстрировано, что рандомизация вектора гравитации приводит к стимулированию образования клеток ранних стадий нейрональной дифференцировки и незначительному снижению их количества на поздних стадиях.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные вносят существенный вклад в понимание процессов роста и дифференцировки ЭСК в условиях моделирования эффектов гипогравитации. Создана и успешно апробирована экспериментальная модель, включающая как ЭСК, так и эмбриоидные тела, позволяющая исследовать влияние клиностатирования на начальные этапы эмбрионального развития млекопитающих in vitro.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Оценка двух способов культивирования ЭСК мыши линии R1 в условиях клиностатирования выявила большую эффективность использования в качестве подложки эмбриональных фибробластов мыши, позволяющей осуществлять длительное моделирование эффектов гипогравитации.

  2. Моделирование эффектов гипогравитации не выявило изменений колониеобразования, при сохранении последующей жизнеспособности и нормального образования ЭТ недифференцированными ЭСК мыши линии R1.

  3. Клиностатирование эмбриоидных тел in vitro приводит к замедлению спонтанной дифференцировки в кардиомиоциты, при этом происходило существенное увеличение количества b-III тубулин - положительных клеток и незначительное уменьшение количества MAP2-положительных клеток.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на VI Международной конференции по молекулярной генетике соматических клеток (Звенигород, 2005); Конференциях молодых специалистов, аспирантов и студентов, посвященных Дню космонавтики (Москва, 2005, 2006, 2007 гг.); XIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 2006 г.); 27-м, 28-м Международных симпозиумах по гравитационной физиологии (Осака, Япония, 2006 г; Сан-Антонио, Техас, США, 2007 г.); Школе-конференции для молодых ученых «Методы культивирования клеток» (С-Петербург, 2008 г.).

Диссертация апробирована на заседании секции Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН «Космическая биология и физиология» (протокол № 5 от 03.06.08 г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований с обсуждением, выводов, заключения, списка литературы. В диссертации приведены 8 таблиц и 38 рисунков. Список использованной литературы содержит 63 отечественных и 116 зарубежных источника.

Подобные работы
Григорьева Ольга Владимировна
Влияние микрогравитации на межклеточное взаимодействие иммунокомпетентных клеток человека с клетками-мишенями (К-562) in vitro
Зурочка Владимир Александрович
Изучение влияния иммуномодулятора "Бестим" на активность иммунокомпетентных клеток in vitro и течение экспериментальной стафилококковой инфекции
Коробова Мария Владимировна
Лабораторные методы оценки влияния экзогенной супероксиддисмутазы на параметры окислительного стресса в опытах in vitro и при острых и хронических заболеваниях человека
Румянцев Александр Львович
Характер морфофункциональных изменений в сердце под влиянием программного гемодиализа и аллотрансплантации трупной почки у детей с терминальной стадией хронической почечной недостаточности [Электронный ресурс]
Заборовский Андрей Владимирович
Влияние тадалафила на клеточный гемостаз у больных эректильной дисфункцией, страдающих гипертонической болезнью 2 стадии и сахарным диабетом 2 типа [Электронный ресурс]
Заботина Татьяна Николаевна
Роль гликопротеидов, регулирующих апоптоз, в дифференцировке гемопоэтических клеток человека
Бурыкин Игорь Михайлович
Влияние димефосфона на внутриутробное развитие крысы и дифференцировку гладкомышечных клеток внутренних органов
Чикилева Ирина Олеговна
Особенности дифференцировки и созревания дендритных клеток под воздействием факторов различной природы
Лысюк Елена Юрьевна
Экспрессия белков, регулирующих апоптоз, на лейкозных клетках разных этапов В-клеточной дифференцировки
Ведина Любовь Александровна
Восстановление гемо- и иммунопоэза летально облученных мышей клетками эпителиального слоя тонкого кишечника

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net