CN110024742A - 一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于移植技术领域，公开了一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法，取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外分析细胞形态，持续传代分析细胞活性，绘制细胞生长曲线；利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达。本发明通过移植模型构建模块提取大鼠自体脂肪组织，根本上解决同种异体器官移植中免疫排斥问题；具有操作简单，大鼠存活率较高，成功率高，效果可靠等优点，可作为小动物自体脂肪干细胞移植治疗心脏缺血性疾病的研究模型。
Description
技术领域
本发明属于移植技术领域，尤其涉及一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法。
背景技术
干(gàn)细胞(stem cell)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。然而，现有干细胞在心脏移植模型的应用中无法获取全部的干细胞变异信息；同时，干细胞移植过程复杂、成功率低。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有干细胞在心脏移植模型的应用中无法获取全部的干细胞变异信息；
同时，干细胞移植过程复杂、成功率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法。
本发明是这样实现的，一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法包括：
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；
通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外分析细胞形态，持续传代分析细胞活性，绘制细胞生长曲线；
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达。
进一步，所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法进一步包括：
使用异氟醚深度麻醉大鼠；
切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血；
将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀；
放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用；
DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，分析成胶时间，以备试验用。
进一步，利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达，包括：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据进行比对，对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件；
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件；
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件；
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息；
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果。
进一步，取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞包括：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液；
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染；
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法构建的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型。
本发明的另一目的在于提供一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法包括：
步骤一，通过生理参数检测模块利用医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；通过干细胞检测模块检测干细胞状态变化数据；
步骤二，主控模块通过大数据处理模块通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理；
步骤三，通过干细胞培养模块培养心脏肌球衍生细胞；
步骤四，通过支架制备模块制备血小板纤维蛋白支架；
步骤五，通过移植模型构建模块构建干细胞移植模型；
步骤六，通过干细胞移植模块对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
进一步，心脏肌球衍生细胞的培养方法如下：
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；
通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外观察细胞形态，持续传代观察细胞活性，绘制细胞生长曲线；
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物VEGF、IGF-1、SDF-1以及细胞的表达；
血小板纤维蛋白支架的制备方法包括：
使用异氟醚深度麻醉大鼠；
切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血；
将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀；
放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用；
DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，观察成胶时间，以备体内试验用；
干细胞检测模块检测方法包括：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本和一个参考基因，分别获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据分别与参考基因进行比对，分别对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件；
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件；
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件；
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息；
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果。
移植模型构建模块构建方法包括：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液；
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染；
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
本发明的另一目的在于提供一种实施基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法的基于大数据的干细胞在心脏移植模型的应用系统包括：
生理参数检测模块，与主控模块连接，用于通过医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；
干细胞检测模块，与主控模块连接，用于检测干细胞状态变化数据；
主控模块，与生理参数检测模块、干细胞检测模块、大数据处理模块、干细胞培养模块、支架制备模块、移植模型构建模块、干细胞移植模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
大数据处理模块，与主控模块连接，用于通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理；
干细胞培养模块，与主控模块连接，用于培养心脏肌球衍生细胞；
支架制备模块，与主控模块连接，用于制备血小板纤维蛋白支架；
移植模型构建模块，与主控模块连接，用于构建干细胞移植模型；
干细胞移植模块，与主控模块连接，用于对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
进一步，大数据处理模块的处理方法包括：
将观测到的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息和UAV位置、姿态信息收集整理；
将收集的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息按照划分的量化等级进行量化处理，并建立观测证据表；
利用专家知识或经验建立状态间的条件概率转移矩阵，确定时间片段间的状态转移矩阵；
建立生理参数、干细胞状态数据异常等级与生理参数、干细胞状态数据因素的离散动态贝叶斯网络模型；
利用建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，运用隐马尔科夫推理算法计算出最终的生理参数、干细胞状态数据异常等级。
所述离散动态贝叶斯网络模型是由观测节点和状态节点构成的有向无环图，生理参数、干细胞状态数据类型、作用强度、相对位置共同构成了离散状态节点，生理参数、干细胞状态数据异常等级为观测节点；
所述建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合所建立的离散动态贝叶斯网络模型，确定最终的异常等级即为贝叶斯推理过程依据大量状态节点数据推理出观测节点最大可能取值的概率；
生理参数、干细胞状态数据异常等级方法进一步包括：系统参数λ和观测序列Y，前向-后向算法推理出概率P(Y|λ)的过程如下：
前向算法，定义前向变量αt(i)＝P(y1,y2,...,yt,xt＝i|λ)
初始化：α1(i)＝πibi(y1), 1≤i≤n
递归运算：
结果：
后向算法，定义后向变量βt(i)＝P(yt+1,yt+2,...,yT|xt＝i,λ)
初始化：βT(i)＝1, 1≤i≤n
递归运算：
结果：
将前向算法、后向算法结合起来构成前向-后向算法：
最终，根据确立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合前向-后向算法推理出生理参数、干细胞状态数据异常等级。
本发明的优点及积极效果为：
本发明通过干细胞检测模块不需要使用多种复杂变异检测软件，利用简单的文件信息方便快捷的获取了诱导全能干细胞样本的全部差异信息，包含基因组上该位点的测序覆盖度，可以直接计算该位点变异比例，进而判断突变是纯合突变还是杂合突变；本发明通过对原始数据的比对，按照测序reads覆盖深度进行数据过滤和突变筛选，能够检测到更加全面的突变位点信息；同时，通过移植模型构建模块提取大鼠自体脂肪组织，根本上解决同种异体器官移植中免疫排斥问题；具有操作简单，大鼠存活率较高，成功率高，效果可靠等优点，可作为小动物自体脂肪干细胞移植治疗心脏缺血性疾病的研究模型，适用于细胞移植和再生医学领域。本发明首次成功建立了大鼠自体脂肪干细胞治疗心肌梗死动物模型，可进一步用于脂肪干细胞在大鼠心肌梗死模型方面的研究，甚至对各相关领域研究均能起到积极影响。对人自体干细胞移植治疗心肌梗死疾病的临床开展具有一定指导意义。
本发明大数据处理模块的处理方法中，将观测到的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息和UAV位置、姿态信息收集整理。
将收集的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息按照划分的量化等级进行量化处理，并建立观测证据表。
利用专家知识或经验建立状态间的条件概率转移矩阵，确定时间片段间的状态转移矩阵。
建立生理参数、干细胞状态数据异常等级与生理参数、干细胞状态数据因素的离散动态贝叶斯网络模型。
利用建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，运用隐马尔科夫推理算法计算出最终的生理参数、干细胞状态数据异常等级。为干细胞的移植提供依据。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于大数据的干细胞在心脏移植模型的应用系统结构框图。
图中：1、生理参数检测模块；2、干细胞检测模块；3、主控模块；4、大数据处理模块；5、干细胞培养模块；6、支架制备模块；7、移植模型构建模块；8、干细胞移植模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
现有干细胞在心脏移植模型的应用中无法获取全部的干细胞变异信息；同时，干细胞移植过程复杂、成功率低。
为解决上述技术问题，下面结合具体方案对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型应用方法包括以下步骤：
S101，通过生理参数检测模块利用医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；通过干细胞检测模块检测干细胞状态变化数据。
S102，主控模块通过大数据处理模块通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理。
S103，通过干细胞培养模块培养心脏肌球衍生细胞。
S104，通过支架制备模块制备血小板纤维蛋白支架。
S105，通过移植模型构建模块构建干细胞移植模型。
S106，通过干细胞移植模块对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
如图2所示，本发明提供的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用系统包括：生理参数检测模块1、干细胞检测模块2、主控模块3、大数据处理模块4、干细胞培养模块5、支架制备模块6、移植模型构建模块7、干细胞移植模块8。
生理参数检测模块1，与主控模块3连接，用于通过医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；
干细胞检测模块2，与主控模块3连接，用于检测干细胞状态变化数据；
主控模块3，与生理参数检测模块1、干细胞检测模块2、大数据处理模块4、干细胞培养模块5、支架制备模块6、移植模型构建模块7、干细胞移植模块8连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
大数据处理模块4，与主控模块3连接，用于通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理；
干细胞培养模块5，与主控模块3连接，用于培养心脏肌球衍生细胞；
支架制备模块6，与主控模块3连接，用于制备血小板纤维蛋白支架；
移植模型构建模块7，与主控模块3连接，用于构建干细胞移植模型；
干细胞移植模块8，与主控模块3连接，用于对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
在本发明实施例中，本发明提供的心脏肌球衍生细胞的培养方法如下：
首先，取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；
然后，通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外观察细胞形态，持续传代观察细胞活性，绘制细胞生长曲线；
最后，利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物VEGF、IGF-1、SDF-1以及细胞的表达。
在本发明实施例中，本发明提供的血小板纤维蛋白支架的制备方法如下：
首先，使用异氟醚深度麻醉大鼠。
其次，切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血。
接着，将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀。
然后，放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用。
最后，DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，观察成胶时间，以备体内试验用。
在本发明实施例中，本发明提供的干细胞检测模块2检测方法如下：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本和一个参考基因，分别获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据分别与参考基因进行比对，分别对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件。
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件。
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件；
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息。
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果。
在本发明实施例中，本发明提供的移植模型构建模块7构建方法如下：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液。
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染。
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm左右，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
在本发明实施例中，大数据处理模块的处理方法包括：
将观测到的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息和UAV位置、姿态信息收集整理。
将收集的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息按照划分的量化等级进行量化处理，并建立观测证据表。
利用专家知识或经验建立状态间的条件概率转移矩阵，确定时间片段间的状态转移矩阵。
建立生理参数、干细胞状态数据异常等级与生理参数、干细胞状态数据因素的离散动态贝叶斯网络模型。
利用建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，运用隐马尔科夫推理算法计算出最终的生理参数、干细胞状态数据异常等级。
所述离散动态贝叶斯网络模型是由观测节点和状态节点构成的有向无环图，生理参数、干细胞状态数据类型、作用强度、相对位置共同构成了离散状态节点，生理参数、干细胞状态数据异常等级为观测节点。
所述建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合所建立的离散动态贝叶斯网络模型，确定最终的异常等级即为贝叶斯推理过程依据大量状态节点数据推理出观测节点最大可能取值的概率。
生理参数、干细胞状态数据异常等级方法进一步包括：系统参数λ和观测序列Y，前向-后向算法推理出概率P(Y|λ)的过程如下：
前向算法，定义前向变量αt(i)＝P(y1,y2,...,yt,xt＝i|λ)
初始化：α1(i)＝πibi(y1), 1≤i≤n
递归运算：
结果：
后向算法，定义后向变量βt(i)＝P(yt+1,yt+2,...,yT|xt＝i,λ)
初始化：βT(i)＝1, 1≤i≤n
递归运算：
结果：
将前向算法、后向算法结合起来构成前向-后向算法：
最终，根据确立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合前向-后向算法推理出生理参数、干细胞状态数据异常等级。
下面结合基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法包括：
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞。
通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外分析细胞形态，持续传代分析细胞活性，绘制细胞生长曲线。
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达。
所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法进一步包括：
使用异氟醚深度麻醉大鼠。
切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血。
将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀。
放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用。
DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，分析成胶时间，以备试验用。
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达，包括：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据进行比对，对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件。
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件。
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件。
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息。
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果。
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞包括：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液。
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染。
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法，其特征在于，所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法包括：
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；
通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外分析细胞形态，持续传代分析细胞活性，绘制细胞生长曲线；
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达。
2.如权利要求1所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法，其特征在于，所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法进一步包括：
使用异氟醚深度麻醉大鼠；
切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血；
将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀；
放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用；
DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，分析成胶时间，以备试验用。
3.如权利要求1所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法，其特征在于，利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物以及细胞的表达，包括：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据进行比对，对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件；
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件；
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件；
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息；
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果。
4.如权利要求1所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法，其特征在于，取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞包括：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液；
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染；
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
5.一种利用权利要求1所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型构建方法构建的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型。
6.一种如权利要求5所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法，其特征在于，所述基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法包括：
步骤一，通过生理参数检测模块利用医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；通过干细胞检测模块检测干细胞状态变化数据；
步骤二，主控模块通过大数据处理模块通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理；
步骤三，通过干细胞培养模块培养心脏肌球衍生细胞；
步骤四，通过支架制备模块制备血小板纤维蛋白支架；
步骤五，通过移植模型构建模块构建干细胞移植模型；
步骤六，通过干细胞移植模块对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
7.如权利要求6所述的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法，其特征在于，心脏肌球衍生细胞的培养方法如下：
取健康的清洁级雌性8周龄WKY大鼠心肌组织，利用组织块培养法收获细胞；
通过悬浮培养和(或)贴壁培养方式获得大鼠心脏肌球衍生细胞，在体外观察细胞形态，持续传代观察细胞活性，绘制细胞生长曲线；
利用流式细胞术检测不同来源和不同培养代数的的表面标志物VEGF、IGF-1、SDF-1以及细胞的表达；
血小板纤维蛋白支架的制备方法包括：
使用异氟醚深度麻醉大鼠；
切开腹部皮肤，找出腹主静脉，采静脉血；
将收集到的静脉血立即与8％(v/v)枸橼酸钠混匀；
放入离心机中给予8000rpm离心5min，取上清液，按下述方法混合成胶成功，放入2ml离心管-20°保存待用；
DMEM放入37°水浴中预热；DMEM和小板血浆上清液按照1-3：2-6比例混合，计时，观察成胶时间，以备体内试验用；
干细胞检测模块检测方法包括：
(1)选取多个诱导全能干细胞样本和一个参考基因，分别获取多个诱导全能干细胞样本的测序数据，将多个诱导全能干细胞样本的测序数据分别与参考基因进行比对，分别对应生成多个诱导全能干细胞样本的bam文件；
(2)分别去除多个诱导全能干细胞样本的bam文件中PCR扩增导致的偏差，生成多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件；
(3)分别获取多个诱导全能干细胞样本的修正的bam文件中的pileup文件；
(4)通过多个诱导全能干细胞样本的pileup文件对不同诱导全能干细胞样本之间的差异进行两两对比，获取多组两个不同诱导全能干细胞样本之间全面的变异检测信息；
(5)将多组两个不同诱导全能干细胞样本之间的变异检测信息根据预设的过滤条件进行过滤，得到包含有多组两个不同诱导全能干细胞样本的杂合和纯合变异信息结果；
移植模型构建模块构建方法包括：
1)3％戊巴比妥钠、12％水合氯醛、阿托品按3﹕2﹕1体积比例混合配置成麻醉复合溶液；
2)分别从大鼠腹股沟及肩胛骨提取大鼠自体脂肪，其具体步骤如下：将上述麻醉复合液进行腹腔注射，腹股沟组大鼠以第二乳头为标志向下至大鼠膝关节备皮，固定于大鼠手术板，75％酒精消毒备皮区域后移至超净台紫外线照射30分钟，遮蔽双眼，医用碘伏消毒手术区域，沿腹股沟中点行X型开口，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；肩胛骨组以第二乳头为标志向头部方向备皮至颈部，采用T型切口提取脂肪，眼科镊及眼科剪配合提取脂肪，操作完成后缝合皮肤；术后腹腔注射40U青霉素预防感染；
3)大鼠心肌梗死模型的建立：3周后，运用上述复合麻醉剂腹腔注射麻醉后连接标准导联心电图检测，胸部及颈部备皮75％酒精常规消毒铺巾，颈部正中横切口，行气管切开术并插管，缝合线固定后连接小动物呼吸机，以第二乳头为标志纵行切开皮肤，钝性分离各层组织直至第3肋下缘，小动物扩胸器撑开3、4肋间肌，充分暴露心脏，剪开心包，于肺动脉圆锥和左心耳之间，以左冠状动脉主干为标志，于左心耳根部下方2-3mm处进针，深度为0.5mm，6/0缝合针穿过心肌表层，肺动脉圆锥旁出针，小心结扎左冠状动脉前降支LAD；逐层缝合，术毕腹腔注射40U青霉素预防感染。
8.一种实施权利要求6所述的基于大数据的干细胞在心脏移植中的动物模型的应用方法的基于大数据的干细胞在心脏移植模型的应用系统，其特征在于，所述基于大数据的干细胞在心脏移植模型的应用系统包括：
生理参数检测模块，与主控模块连接，用于通过医疗仪器检测干细胞在心脏移植过程中的生理参数数据；
干细胞检测模块，与主控模块连接，用于检测干细胞状态变化数据；
主控模块，与生理参数检测模块、干细胞检测模块、大数据处理模块、干细胞培养模块、支架制备模块、移植模型构建模块、干细胞移植模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
大数据处理模块，与主控模块连接，用于通过云服务器集中大数据资源对采集的生理参数、干细胞状态数据进行分析处理；
干细胞培养模块，与主控模块连接，用于培养心脏肌球衍生细胞；
支架制备模块，与主控模块连接，用于制备血小板纤维蛋白支架；
移植模型构建模块，与主控模块连接，用于构建干细胞移植模型；
干细胞移植模块，与主控模块连接，用于对心脏肌球衍生细胞-血小板纤维蛋白支架进行联合移植。
9.如权利要求8所述的基于大数据的干细胞在心脏移植模型的应用系统，其特征在于，大数据处理模块的处理方法包括：
将观测到的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息和UAV位置、姿态信息收集整理；
将收集的生理参数、干细胞状态数据类型、强度信息按照划分的量化等级进行量化处理，并建立观测证据表；
利用专家知识或经验建立状态间的条件概率转移矩阵，确定时间片段间的状态转移矩阵；
建立生理参数、干细胞状态数据异常等级与生理参数、干细胞状态数据因素的离散动态贝叶斯网络模型；
利用建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，运用隐马尔科夫推理算法计算出最终的生理参数、干细胞状态数据异常等级；
所述离散动态贝叶斯网络模型是由观测节点和状态节点构成的有向无环图，生理参数、干细胞状态数据类型、作用强度、相对位置共同构成了离散状态节点，生理参数、干细胞状态数据异常等级为观测节点；
所述建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合所建立的离散动态贝叶斯网络模型，确定最终的异常等级即为贝叶斯推理过程依据大量状态节点数据推理出观测节点最大可能取值的概率；
生理参数、干细胞状态数据异常等级方法进一步包括：系统参数λ和观测序列Y，前向-后向算法推理出概率P(Y|λ)的过程如下：
前向算法，定义前向变量αt(i)＝P(y1,y2,...,yt,xt＝i|λ)
初始化：α1(i)＝πibi(y1),1≤i≤n
递归运算：
结果：
后向算法，定义后向变量βt(i)＝P(yt+1,yt+2,...,yT|xt＝i,λ)
初始化：βT(i)＝1,1≤i≤n
递归运算：
结果：
将前向算法、后向算法结合起来构成前向-后向算法：
最终，根据确立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合前向-后向算法推理出生理参数、干细胞状态数据异常等级。
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