开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、课题研究背景:
血脑屏障(blood-brain barricr,BBB)主要结构是由内皮细胞层、周细胞层、基底膜层、星形胶质细胞终足层构成叠层样的管状结构。内皮细胞层之间包含多种胞质附着蛋白和跨膜蛋白,构成了BBB的第一道屏障即紧密连接(tight junction),有效限制了大分子物质的通过,内皮细胞层还包含着丰富线粒体和一些特殊蛋白(如糖转蛋白、转铁蛋白等)对维持紧密连接的功能结构起着重要作用。内皮细胞层外的基底膜层(basment membrane)为连续状结构且带负电,作为内皮细胞层的支撑骨架结构,构成了BBB的第二道屏障,维持着脑内毛细血管的管状结构。神经星形胶质细胞终足包绕着基底膜层外表面积达85%,构成了BBB结构的第三道屏障,其通过分泌活性物质、蛋白合成、基因转录以及调节内皮细胞的环磷酸腺苷浓度等,维持着BBB的整体形态及功能结构的完整性。以上这些特殊结构为具有高选择性交互传递的保护屏障,其主要功能为阻止有潜在危险有毒物质或外周血液有害物质(如细菌、病毒等)进入脑内,维持着脑细胞内环境的相对稳定,保证其正常生理功能,但同时也将98%小分子药物和100%大分子药物拒之脑外,极大的限制了颅内疾病及中枢神经疾病在跨BBB输送药物的治疗。
开放BBB通透性作用的主要机制为以下几个方面:①空化效应(cavitation activity),超声在辐照血管过程中,激励微泡所产生的效应,其中包括两种效应变化:惯性空化(inertial cavitation),表现为超声波在辐照(激励)血管中微泡时,微泡在正压相突然压缩,负压相迅速膨胀,正、负压强交变周期性振荡,甚至发生崩裂,在这种压缩、膨胀、振荡的一系列交变剧烈动力学变化中,可伴有的高温(>5000 K)、高压(>5times;107 Pa)、高速射流的产生,其中可在血管内皮细胞膜表面形成孔状结构,当超声辐照(激励)停止后细胞膜结构层又恢复原有常态,此现象又称为声空效应;稳态空化(stablecavitation),表现为超声波在激励微泡发生规律性的高速振荡,由于微泡的热胀冷缩可在血管腔内产生环形力(circumferential stress),对血管腔壁进行机械性的牵拉或拉伸,微泡周围可产生微束流(microstreaming eddying),微束流作用下又可产生剪切力,对BBB平衡结构和生理功能变化起着重要作用,此过程还可产生超声辐射力(acousitc radiation force),协助微泡向超声波传播方向移动,与血管内皮细胞充分接触,是稳态空化产生环切力、剪切力的基础作用力。
微泡介导增强的超声空化效应被广泛应用于多种疾病治疗的基础研究,主要包括:基因转染、微泡载药释放、增强溶栓效应、肿瘤治疗、开放血脑屏障(Blood-brainbarrier,BBB)等。其中,超声激励微泡可短暂性开放BBB,促进药物跨BBB脑实质内的释放,具有巨大的科研价值和潜在的临床应用前景。
Hynynen等使用脉冲式聚焦超声激励微泡造影剂(Optison),对实验动物兔和大鼠进行了超声空化效应开放BBB的研究,研究结果显示,可在局部有效的开放BBB通透性。以往研究中,缺乏关于不同峰值负压(简称声压)水平调控BBB通透性的研究,以及在单侧性、双侧性开放BBB方面的研究。声压是超声空化发生和强度最为相关的声学参数,因此,对BBB的通透性开放程度可能最相关。考察声压因素对超声开放BBB的影响,对于掌握适当治疗参数,避免副作用发生至关重要。随着超声空化效应在开放BBB研究中的深入,微泡造影剂作为外源性空化核,对开放BBB产生和发挥的生物学效应的机制也得以深入了解。激励微泡的空化效应主要分为两种:一种为稳态空化(stable cavitation),另一种为惯性空化(inertial cavitation)。前者为微泡在低声压声场中,发生稳定规律的对称性的振荡,引起的声微流(microstreaming)、剪切力(shearforce)等。后者为在较高声场下,微泡负压相迅速膨胀,正压相突然收缩,交变周期性振荡甚至崩裂,此动力学过程可产生冲击波、微射流及发电、发光等极端的物理效应,其中通过冲击波和高速射流等效应在血管内皮细胞膜上形成微小孔,可增加细胞和组织屏障的通透性,还可实现细胞对大分子药物的俘获和摄取,此称之为“声孔效应”。
基于以上存在的问题,实现超声激励微泡在可调控性的开放BBB的关键因素,是如何正确的调控超声激励微泡的超声空化效应的强度和相关的生物学效应。拟实现微泡空化调控BBB的开放程度,以及诊断超声激励微泡对单侧性、双侧性BBB开放的调控,并初步探讨开放BBB通透性的可行性、安全性及有效性,为超声空化技术在开放BBB方面的基础研究与临床应用提供依据。
二、拟研究或解决的问题: (1)选择制备大小、浓度合适的载药微泡。 (2)建立动物模型,考察可逆性开放血脑屏障的可行性。
三、实验流程: 1微泡的制备:依次制备空白组、非靶向组和靶向组
2表征理化性质观察: ⑴显微镜观察,要求大小在2-6mu;m,壁层不能很厚,形状清晰,分布均匀⑵粒径仪测量电位和粒径⑶检测替加环素的包封率⑷荧光显微镜观察抗体的连接率
以上是毕业论文开题文献,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。