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模拟微重力效应对成骨细胞纺锤体结构的影响

冯惠  
【摘要】:航天事业的发展推动航天医学、空间细胞生物学的兴起与进步,而微重力对细胞各方面的影响则成为研究的重点。微重力对细胞形态及细胞骨架、周期、凋亡等各项生理指标发挥重要作用、意义深远。 本课题组前期研究表明,模拟微重力效应使人骨肉瘤细胞微管细胞骨架和纺锤体结构改变,细胞周期阻滞,以及纺锤体检验点蛋白表达改变。为了进一步探讨模拟微重力效应对成骨细胞的影响,本实验通过回转模拟微重力效应,检测不同时间点下其对人成骨细胞系hFOB1.19和大鼠原代成骨细胞包括微管骨架、纺锤体结构、细胞周期、细胞凋亡的影响情况。 本研究利用回转器模拟微重力效应,分别培养hFOB1.19细胞及原代成骨细胞24、48、72、96小时。通过免疫荧光技术标记α-tubulin,激光共聚焦显微镜观察发现模拟微重力效应48小时后hFOB1.19细胞纺锤体结构异常,出现三极、四极纺锤体,模拟微重力效应72、96小时后纺锤体结构异常加剧,出现五极、六极纺锤体,4个时间点内多极纺锤体形成率分别为3.87%、10.08%、11.94%、12.16%;而原代成骨细胞在模拟微重力效应96小时后才观察到三极纺锤体,且多极纺锤体形成率维持在较低水平。流式细胞术检测细胞周期,结果发现模拟微重力效应下hFOB1.19细胞S期显著增多;而原代成骨细胞在模拟微重力效应72小时G2/M期明显增多。模拟微重力效应对2种成骨细胞细胞凋亡的影响均表现为细胞早期凋亡与晚期死亡比例明显增大。 实验结果显示,模拟微重力效应导致成骨细胞微管结构紊乱、有序性下降,并导致多极纺锤体的增多,使成骨细胞无法正常分裂,因此造成了细胞周期阻滞。另外,伴随模拟微重力效应时间的延长,成骨细胞微管与纺锤体结构的损伤程度在不断地加剧,证明细胞并未成功得以修复,因而凋亡的细胞也就明显增加。


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