is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskólinn í Reykjavík > Tæknisvið / School of Technology > MPM/MSc Verkfræðideild / Department of Engineering >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/34929

Titill: 
  • Titill er á ensku Describing the glucose-lactate consumption rate during adipogenic differentiation of adult human bone marrow derived stem cells : a premise to explore possible model prediction of enzyme activity
  • Lýsing á neysluhlutfalls hraða milli glúkósa og laktats í mesenkýmal stofnfrumum við fitusérhæfingu : forsenda fyrir því kanna lýsingu á ensímvirkni í líkani
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    There is currently a lack of knowledge about the metabolic processes during adipogenic differentiation of mesenchymal stem cells. The process itself is extremely complex and sensitive to change. Expanding the knowledge of adipogenesis is of great value for the development of treatments for metabolic disease and regenerative medicine. Examining
    the changes in glucose uptake and lactate excretion by the MSCs, from four donors, during 21 day adipogenesis culture can indicate timepoints of interest in the process. Samples were taken from the MSC cell growth medium during expansion and adipogenesis. The samples were measured for Glucose, lactate, glutamine, glutamate and ammonia. The measured values, for day seven of adipogenesis, were then applied as constraints to the iMSC1255 metabolic model to generate a preliminary model for adipogenesis. Existing measurements from an osteogenesis process, for the same metabolites, were then used to constrain the iMSC1255 model. The flux values through each reaction in the adipogenesis and osteogenesis models were compared. The comparison was drawn using a Kolmogorov-Smirnov test to find statistically relevant differences. The reactions of most interest were reactions that requires specific enzyme
    activity to take place. Two reactions showed the greatest difference between the adipogenesis and osteogenesis models.
    The ACAT1 reaction showed for more activity in the adipogenesis model while the G6PDH1 reaction showed much greater activity in osteogenesis.
    By constraining five metabolites in the iMSC1255 model using measured values from adipogenesis and osteogenesis it is possible to generate two separate models. The resulting models then describe statistically significant differences in reactions related to key enzymes.
    These models and results are promising but need further study and verification.
    Keywords: Mesenchymal stem cells, adipogenesis, osteogenesis, model,
    metabolomics, glucose, lactate, glutamine, glutamate, ammonia.

  • Skortur er á þekkingu um efnaskiptaferla sem eiga sér stað við fitusérhæfingumesenkýmal stofnfrumna. Ferlið sjálft er afar flókið og viðkvæmt fyrir breytingum. Bætt þekking á fitusérhæfingarferli stofnfrumna getur skipt sköpum varðandi þróun meðferða við efnaskiptasjúkdómum auk þróunar í endurnýjunar-læknisfræðum. Með
    því að kanna breytingar í upptöku glúkósa og útskilnaði laktats hjá mesenkýmal stofnfrumum, frá fjórum gjöfum, í 21 daga fitusérhæfingarferli má greina áhugaverða tímapunkta í ferlinu.
    Sýni voru tekin úr frumuæti stofnfrumnanna á meðan fitusérhæfingarferlið átti sér stað. Þessi sýni voru svo mæld með tilliti til glúkósa, laktats, glútamíns, glútamats og ammóníaks. Mældum gildum fyrir sjöunda dag fitusérhæfingarferlisins var svo bætt við efnaskiptalíkanið iMSC1255 sem skorður til þess að setja upp frum-líkan fyrir fitusérhæfingu. Gildi fyrir sömu umbrotsefni höfðu þegar verið mæld við beinsérhæfingu og voru svo nýtt til þess að skorða iMSC1255 líkanið. Flæðigildin í gegnum hvert efnahvarf sem fengust úr fitusérhæfingar- og beinsérhæfingarlíkönum voru svo borin saman. Skoðað var hvort að tölfræðilega markverður munur væri á gögnunum með Kolmogorov-Smirnov prófi. Þau hvörf sem þarfnast ensímvirkni til að eiga sér stað voru skoðuð ítarlega. Við samanburð módelanna voru tvö efnhvörf sem sýndu markverðan mun á flæði í fitusérhæfingu og beinsérhæfingu. Það var mun meiri virkni í ACAT1 efnahvarfi í fitusérhæfingar líkani en meiri virkni í G6PDH1 efnahvarfi í beinsérhæfingar líka. Með því að skorða fimm umbrotsefni í iMSC1255 módelinu með mældum gildum við fitusérhæfingu og beinsérhæfingu mesenkýmal stofnfruma má fá út tvö aðskilin líkön. Líkönin sem fást sýna tölfræðilega marktækann mun á flæði gegnum efnahvörf sem tengjast lykil ensímum. Niðurstöðurnar úr þessum módelum eru áhugaverðar og lofa góðu en þarfnast þó frekari rannsókna og mælinga.
    Lykilorð: Mesenkýmal stofnfrumur, fitusérhæfing, beinsérhæfing, líkan,
    umbrotsefnagreining, glúkósi, laktat, glútamín, glútamat, ammóníak.

Styrktaraðili: 
  • This work was funded by IRF grant nr 174398-051
Samþykkt: 
  • 22.1.2020
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/34929


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Thesis_Davíð_Ingvi_Snorrason.pdf2.43 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna