細(xì)胞鈣信號(hào)和IP3R鈣通道的動(dòng)力學(xué)模型.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：勰豸燦f弓

2、年石月W日摘要摘要細(xì)胞是生命體的基本結(jié)構(gòu)和功能單元，鈣離子C孑則是細(xì)胞內(nèi)廣泛存在的一種重要的胞內(nèi)信使，幾乎所有細(xì)胞的生理活動(dòng)都受Ca2的調(diào)控，例如肌細(xì)胞的收縮，神經(jīng)遞質(zhì)從神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的釋放，卵子的激活，肝臟和胰腺創(chuàng)傷的愈合和新陳代謝過程，以及細(xì)胞的成熟、分化和死亡等。胞內(nèi)鈣信號(hào)有一個(gè)共同源，就是通過IP。R通道從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫(kù)的C孑釋放，因此IP3I通道的幾何分布和動(dòng)力學(xué)機(jī)制都對(duì)C孑信號(hào)有重大的影響。本文在第二至第四章分別討論TIP

3、3R通道隨機(jī)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，阿爾茲海默氏癥中變異的早老素對(duì)通道開關(guān)動(dòng)力學(xué)的影響，和鈣信號(hào)在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞間的傳播動(dòng)力學(xué)。在第二章中，我們考慮愛因斯坦一斯莫魯霍夫斯基理論解析求解和蒙特卡羅數(shù)值模擬，研究不同形狀的二維膜片上離子通道的隨機(jī)擴(kuò)散行走，而該膜片的中心含有一個(gè)小吸引區(qū)域能錨定通道，討論了通道隨機(jī)行走到錨定區(qū)域的空間平均首通時(shí)間(MFPT)。我們發(fā)現(xiàn)，如果通道的半徑非常小，點(diǎn)粒子模型理論解析解和蒙特卡洛模擬的結(jié)果非常吻合。而對(duì)于較大的通道

4、半徑，我們?cè)诶碚撃Ｐ椭幸紤]通道半徑效應(yīng)。一個(gè)重要的結(jié)論是，對(duì)于相同面積不同形狀的的膜片，平均MFPT的值取決于膜區(qū)域的縱橫比，當(dāng)這個(gè)比值為1時(shí)，平均MFPT達(dá)到最小值。在第三章中，基于Sf9細(xì)胞IP3R通道的膜片鉗生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們對(duì)Sf9細(xì)胞的IP3R通道的開關(guān)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行建模，對(duì)比討論正常細(xì)胞和家族性阿爾海默氏患者細(xì)胞中的IP3R通道的打開幾率，平均打開時(shí)間和平均關(guān)閉時(shí)間的差異，發(fā)現(xiàn)在家族性阿爾海默氏患者細(xì)胞中，變異的早老素增強(qiáng)了通