Исследование оптических свойств мононуклеарных клеток, в том числе находящихся в процессе апоптоза, с целью их идентификации и характеризации по светорассеянию

• Автор: Строкотов, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Мононуклеарные клетки«

1.1.1. Эмбриональные стволовые клетки

1.1.2. Т- и В-лимфоциты

1.1.3. Апоптоз лимфоцитов

1.2. Существующие экспериментальные решения

1.2.1. Неполяризационные измерения

1.2.2. Поляризационные измерения

1.3. Моделирование светорассеяния

1.4. Обратная задача светорассеяния
Глава 2. Поляризационный сканирующий проточный цитометр
2.1. Оптическая схема
2.2. Измеряемый сигнал
2.3. Блок приема данных
2.4. Проверка настройки С11Ц
2.4.1. Круговая поляризация
2.4.2. Линейная поляризация
Глава 3. Развитие методов решения обратной задачи
светорассеяния
3.1. Оптическая модель лимфоцитов 38
3.2. Спектральный метод
3.3. Метод Левенберга-Марквардта в режиме мультистарта
3.4. Использование алгоритма ИЖеЩ
3.4.1. Глобальная оптимизация
3.4.2. Ошибки в оценках параметров
3.43. Характеризация пробы
3.5.. Метод характеризации димеров сферических микрочастиц
Глава 4: Экспериментальные результаты
4.1. Измерение димеров полистирольных сферических микрочастиц
4.1.1. Пробоподготовка
4.1.2. Характеризация
4.1.3: Обсуждение результатов
4.2. Измерение эмбриональных стволовых клеток
4.2.1. Пробоподготовка
4.2.2. Характеризация, стволовых клеток спектральным: методом и методом Левенберга-Марквардта в режиме мультистарта
4.2.3. Обсуждение результатов
4.3. Измерение Т- и В-лимфоцитов крови человека
4.3.1. Пробоподготовка
4.3.2. Дифференциальное сечение светорассеяния лимфоцитов
4.3.3. Определение доли-Т-лимфоцитов в крови
4.3.4. Характеризация лимфоцитов спектральным методом и методом Левенберга-Марквардта в режиме мультистарта
4.3.5. Характеризация; Т- и В-лимфоцитов с использованием алгоритма ОШес1
4.3.6. Сравнение клеточных характеристик Т- и В-лимфоцитов
4.3.7. Обсуждение результатов
4.4. Экспериментальное исследование апоптоза лимфоцитов крови;
человека

4.4.1. Пробоподготовка
4.4.2. Кинетическая схема апоптоза лимфоцитов
4.4.3. Характеризация апоптоза лимфоцитов
4.4.4. Обсуждение результатов
Заключение
Модификация сканирующего проточного цитометра для измерения
поляризационной индикатрисы светорассеяния
Развитие методов решения обратной задачи светорассеяния
Определение доли Т-лимфоцитов в крови
Характеризация лимфоцитов крови человека и эмбриональных
стволовых клеток
Экспериментальное исследование апоптоза лимфоцитов крови человека
Основные результаты
Литература
Введение
В составе крови человека имеется большое количество клеток, однако решающую роль для иммунитета среди них играют Т-, В- и недифференцированные лимфоциты. В частности, Т-лимфоциты способны отличать клетки своего организма от чужеродных, после чего они координируют действие других клеток крови для реализации иммунного ответа, то есть для защиты организма от микробных и других повреждающих факторов [1].
За последние 50 лет наблюдается неуклонное возрастание частоты врожденных и приобретенных иммунодефицитных состояний, чему способствует глобальное распространение некоторых вирусных инфекций и серьезное ухудшение экологической ситуации. Большинство иммунодефицитов связано с нарушением деятельности иммунокомпетентных клеток крови, и особенно Т-лимфоцитов. По мере прогрессирования иммунодефицитного заболевания, качество Т-лимфоцитов в крови неуклонно снижается, и их количество меняется. Вследствие всего этого организм постепенно утрачивает способность защищаться от окружающих его микроорганизмов, вызывающих воспаление, последствия которого могут быть фатальными. Решение задач идентификации и характеризации лимфоцитов обеспечит оценку количественных показателей клеточного иммунитета у больных, которая при динамическом наблюдении в процессе терапии может быть использована для определения возможных вариантов течения заболевания и, в последующем, подбора оптимальных иммунокорригирующих средств [2].
Воссоздание новых клеток крови и других специализированных клеток тканей организма, например, клеток печени, мозга, нервной ткани, происходит благодаря стволовым клеткам. Самое существенное свойство стволовых клеток заключается в том, что они могут самоподдсрживаться в течение длительного времени и при этом производить дифференцированные клетки, которые выполняют в организме специфические функции. Таким образом, все клетки нашего организма возникают из стволовых клеток. Стволовые клетки обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях. Детальное изучение стволовых клеток, включающее в себя решение задач идентификации и характеризации, даст возможность применять эти клетки не только для развития методов клеточной терапии, но и для изучения действия новых лекарств и изучения механизмов возникновения дефектов и аномалий развития человека [3].

настройки СПЦ контролировалась по поляризационному сигналу светорассеяния от шаров. Типичные данные по измерениям светорассеяния от шаров показаны на рис. 5(а). Показаны регулярные сигналы светорассеяния — 1, поляризационные сигналы светорассеяния — 2 и импульс флуоресценции — 3. Естественно, что поляризационный сигнал светорассеяния от шаров колеблется около нуля, что соответствует /р(0 из уравнения (10). Данный факт служит индикатором правильной настройки оптической и гидродинамической систем СПЦ.
Отсчеты АЦП Отсчеты АЦП
Рис. 5. Сигналы светорассеяния и флуоресценции от шара (а) и от бисферы (б), измеренные сканирующим проточным цитометром. Цифры соответствуют: 1 — регулярному сигналу светорассеяния; 2 — поляризационному сигналу светорассеяния; 3 - импульсу флуоресценции.
Стандартный сигнал от димера шаров представлен на рис. 5(6). Также показаны: регулярный сигнал светорассеяния — 1, поляризационный сигнал светорассеяния — 2 и импульс флуоресценции — 3. Поляризационный сигнал светорассеяния димеров значительно превосходит уровень шума, а структура регулярного сигнала светорассеяния от димеров была более сложной в сравнении с регулярным сигналом светорассеяния от отдельных шаров.