is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskólinn í Reykjavík > Tæknisvið / School of Technology > Med/MSc Tækni- og verkfræðideild (-2019) / School of Science and Engineering >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/31380

Titill: 
  • Titill er á ensku Describing the glucose-lactate consumption rate during expansion and osteogenic differentiation of human bone marrow derived mesenchymal stem cells: A premise for building a systems biology model of osteogenesis using metabolomics analysis.
  • Lýsing á neysluhlutfalls hraða milli glúkósa og laktasa í mesenkýmal stofnfrumum við fjölgun og beinsérhæfingu: Forsenda fyrir hönnun kerfislíffræði líkans fyrir beinsérhæfingu
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Currently there is lack of knowledge on metabolomic changes that occur during expansion and osteogenic differentiation (OD) of MSCs. Some experiments have been performed where focus has been on how MSCs include oxidative phosphorylation (OxPhos) during OD and how it is possible to precondition cells to survive better in hypoxic situations but thorough, extensive data showing where the metabolomic changes are of significant importance is not to be found. By analysing the glucose-lactate consumption rate of MSCs from six donors in both expansion and OD the hope of this project is to provide preliminary data to give an indication of where and when during the processes metabolomic changes are of significant importance. The collected exometabolic data along with phenotype data will be used to build a preliminary constraint based model pair (OD and expansion) that help showcasing changes occurring and enable experiment design where LC-MS analysis on both endo- and exometabolomic data is used to define changes in metabolomics during expansion and OD.
    Promising preliminary models were generated for the first seven days of expansion and OD and first metabolic data results indicate possible existence of two different phenotypes over the course of OD, based on how glucose and lactate change over the 28 days (glucose dropping clearly the last 14 days and lactate increasing accordingly). This gives an indication of a limited time period over the 28 days that deserves closer inspection with regards to the cells’ OD and will help to narrow the scope of future experiments and further evolvement of the computational model.
    Expansion glucose-lactate consumption rate is near to expectation, excluding a clear drop in glucose noticed when cells reached end of proliferation without expected accompanying rise in lactate. This drop might be worthy of a closer look since it seems that the cells are taking up noticeable amounts of glucose without an obvious use for it.
    Key words: Mesenchymal stem cells (MSCs), osteogenic differentiation (OD), computational model, glucose, lactate, consumption rate, metabolic analysis.

  • Eins og stendur er skortur á þekkingu er varðar þær breytingar sem eiga sér stað í efnaskiptaferlum mesenkýmal stofnfrumna (MSCs) sem eru í beinsérhæfingu annarsvegar og skiptingu hinsvegar. Rannsóknir hafa verið gerðar á því hvernig mesenkýmal stofnfrumur innleiða oxunarfosfórun (e. oxidative phosphorylation) við beinsérhæfingu og hvernig hægt sé að skilyrða frumurnar til að þrífast betur í aðstæðum þar sem súrefni er af skornum skammti (e.hypoxic) líkt og þeim er fyrirfinnast í mannslíkamanum, en engin gögn liggja fyrir sem geta bent á hvar sérlega mikilvægar breytingar er að finna. Von þessa verkefnis er að þrengja leitina og nota til þess mældar breytingar í magni glúkósa og laktats hjá MSC frumum í bæði skiptingu og beinsérhæfingu frá 6 gjöfum semog að nýta umbrotsefnagögnin ásamt svipgerðar gögnum til að byggja tölvumódel sem á að geta varpað enn frekara ljósi á þær breytingar sem eiga sér stað í gegnum ferlin. Gögnin og módelin verða nýtt til þróunar frekari rannsókna þar sem stuðst verður við vökvaskiljunar-massagreiningu (LC-MS) á umbrotsefnum (e.metabolites) ínnan og utan frumuhimnunnar til að gefa nánari mynd af þeim breytingum sem eiga sér stað á hverjum tímapunkti í báðum ferlum.
    Efnileg módel voru búin til fyrir fyrstu sjö daga beggja ferla og fyrstu niðurstöður beinsérhæfingar benda til að tvær svipgerðir séu til staðar í gegnum beinsérhæfingu (byggt á því breytingum í magni glúkósa og laktata gegnum séhæfinguna en glúkósinn tekur markverða dýfu síðstu 14 dagana með tilheyrandi aukningu í laktati). Þessar niðurstöður stuðla ennfremur að þrengingu og hönnun næstu rannsókna og frekari þróunar tölvumódelsins.
    Fyrir frumur í venjulegri skiptingu voru breytingar í magni glúkósa og laktats eins og við mátti búast ef frá er talin mikil lækkun í glúkósa við lok skiptingar án sýnilegrar hækkunar í laktati. Ástæður þessarar lækkunar gæti verið æskilegt að rannsaka betur þar sem notkun glúkósans er ekki ljós.
    Lykilorð: Mesenkýmal stofnfrumur, beinsérhæfing, tölvulíkan, glúkósi, laktat, neysluhraði, umbrotsefnagreinig.

Samþykkt: 
  • 20.6.2018
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/31380


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
MSC-RITGERD-ThoraBjorgSigmarsdottir.pdf6.5 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna