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细胞研究精选(九篇)

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细胞研究

第1篇:细胞研究范文

NKT细胞(CD1ddependent natural killerlike T cells)作为一类新型的免疫调节细胞, 其主要特征为T细胞受体(TCR)基因表达的恒定性、 CD1d的限制性以及细胞因子产生的迅速、 高水平性。NKT细胞既能增强免疫反应又能抑制免疫反应, 从而在抗肿瘤、 抗感染、 抑制自身免疫性疾病及移植耐受中发挥重要的作用。现就近年来有关NKT细胞的研究进展综述如下。

1 NKT细胞的命名

于1987年在小鼠中首次发现NKT细胞之后, NKT细胞定义为既表达TCR又表达NK1.1(NKRP1c或CD161c)的一类淋巴细胞, 而命名为NK1.1+T细胞(natural killer T cells)。随着研究的逐渐深入, 发现此命名并不准确, 因为在人类并不是所有表达CD161的T细胞都是NKT细胞, 也并不是NKT细胞均表达CD161。在小鼠中除C57BL/6小鼠外其他小鼠并不表达NK1.1, 一些其他的T细胞(包括传统的病毒特异性的CD8+T细胞)能诱导表达NK1.1。而且NKT细胞虽然能表达穿孔素、 FasL及其他受体(例如NKG 2D), 但自然杀伤的细胞毒活性并不是NKT细胞的主要效应机制, 因此更为准确的命名为CD1d依赖的自然杀伤样的T细胞(CD1ddependent natural killerlike T cells)[1]。

2 NKT细胞的发生及发育

NKT细胞产生于围产期的胸腺, 由CD4+CD8+双阳性细胞偏离于主流的T细胞分化途径而分化产生[2]。 NKT细胞在胸腺经历了复制周期, 因此这部分数目非常少的经历随机TCR重排形成恒定的TCRα链的细胞在出生3周后增殖至有意义的水平。其阳性选择是由表达CD1d的骨髓衍生的细胞而不是胸腺皮质上皮细胞介导, 这是NKT细胞的特殊性。在骨髓衍生的表达CD1d的细胞中胸腺细胞已基本被认定为阳性选择至关重要的细胞。在成熟晚期阶段NKT细胞表达几种分子, 包括IL7R、 CD24、 DX5、 NK1.1和Ly49家族NKR。NK1.1表达的诱导可以发生在胸腺, 但大部分从胸腺移出的细胞NK1.1为阴性, 表明NKT细胞的最终成熟阶段也可发生在外周血。

3 NKT细胞的分型

目前所指的NKT细胞均为CD1d限制性, 根据TCR (小鼠Vα14Jα18, 人类Vα24Jα18) 的表达与否, 而将NKT细胞分为Vα14Jα18+Ⅰ型NKT细胞和Vα14Jα18ⅡNKT细胞, 通常所说的NKT细胞即为Ⅰ型NKT细胞[1]。

根据NK1.1的表达与否将NKT细胞分为如下2型: (1)NK1.1+ NKT细胞: 根据CD4、 CD8的表达与否, 小鼠的此类NKT细胞分为CD4+和(CD4-CD8-) DN 2个亚群。人类的NKT细胞分为CD4+、 CD8+和(CD4-CD8-) DN 3个亚群。(2)NK1.1-NKT细胞: 此类细胞大多表达CD4。目前研究认为: 在胸腺NK1.1-NKT细胞是NK1.1+NKT细胞的前体, 有可能在外周血继续成熟[2]。然而在体外实验中观察到NK1.1+NKT细胞在αGalCer刺激后出现NK1.1的表达下调, 而表现为NK1.1-, 所以NK1.1-NKT细胞又可能为体内接受刺激后的细胞。基于上述研究, 目前认为NK1.1的表达与否与下列因素有关: 遗传背景、 NKT细胞是否成熟、 是否被刺激及其组织定位。

各不同物种、 不同器官中NKT细胞亚群的比例、 功能及所分泌的细胞因子均不同[3]。Hammond等的研究表明: 小鼠的CD4+和(CD4-CD8-) DN NKT细胞各以不同的比例存在于不同的组织中, 并且有着不同的效应功能。在体外实验中antiCD3刺激下CD4+NKT细胞产生大量的IL4。Baev等[4]的研究表明, 在人类CD4+NKT细胞产生Th0样的细胞因子IL4和IL13以及IFNγ, 而CD4-CD8-NKT和CD8+NKT细胞产生Th1样的细胞因子IFNγ。并且各亚群细胞在趋化因子受体(如CCR5或CCR6)、 NK细胞受体(如CD94或NKG2D), 介导细胞毒分子(如FasL、 TNF、 穿孔素)的表达模式方面也有所不同, 并影响了各自的功能。Rossignol等对CD4+NKT和CD4-CD8-NKT细胞在促Th2活性方面(通过其促自身的B细胞分泌免疫球蛋白的能力)进行了比较, 结果显示, CD4+NKT细胞促进B细胞分泌IgG和IgE(不包括IgM), 即发挥了促Th2样活性, 而CD4-CD8-NKT细胞却不能。CD4+NKT细胞主要表达CD127 (IL7受体), 而CD4-NKT细胞主要表达CD122 (IL2/IL15受体共用β链), 因此CD4+NKT细胞主要对IL7起反应, 而CD4-NKT细胞主要对IL15起反应。同一亚群的NKT细胞由于所在的器官不同行使不同的功能, 如肝脏中的(CD4-CD8-) DN NKT细胞主要表现为抗肿瘤的活性; 而胸腺中的(CD4-CD8-) DN NKT细胞主要表现为免疫调节的活性。

4 NKT细胞的分布

在传统T细胞所分布的各组织中都有NKT细胞的分布, 但其主要分布于肝、 骨髓、 胸腺、 脾及外周血中, 此外脐血中也含有一定数量的NKT细胞。各器官所含有的NKT细胞的比例、 分型及激活后的表型亦不同。其中肝脏中NKT细胞占总T细胞的30%~50%, 骨髓中可占总T细胞的20%~30%, 在成熟胸腺细胞中则占到10%~20%, 在脾细胞中占到0.5%~1%, 而在外周血中仅占0.1%~0.5%。CD4+NKT细胞在胸腺及脐血NKT细胞中所占的比例为90%, 而外周血中只占40%。

5 NKT细胞的免疫活化

NKT细胞的抗原识别与传统的T细胞不同, 不能识别由经典的MHCⅠ、 Ⅱ类分子提呈的抗原肽, 而只识别由细胞表面CD1d分子提呈的脂类、 蛋白质抗原[5], 在这些抗原的刺激下NKT细胞被激活, 并迅速的产生IL4、 IFNγ、 IL10、 IL13等细胞因子, 从而在抗肿瘤、 抗感染、 抑制自身免疫性疾病及移植免疫中发挥重要的作用。

5.1 NKT细胞的自身配体及合成的配体 最早, 人们从海绵提取物中发现αGalCer(α半乳糖神经酰胺), 其能特异性的激活NKT细胞。之后于1993年由日本的Kirin Brewery公司首次合成并命名为AGLs, 并相继出现其类似物AGL582, 命名为KRN 7000, 以及其衍生物βGalCer、 OCH、 αCGalCer、 C20∶2。此期间发现NKT细胞的蛋白质抗原SEB(金黄色葡萄球菌肠毒素B)及天然抗原[5], 如寄生虫的糖基磷脂酰肌醇、 分枝杆菌胞壁的磷脂酰肌醇甘露糖等。于2004年Zhou等发iGb3(isoglobotrihexosylceramide)为NKT细胞的天然配体, 在NKT细胞从主流T细胞前体池的成熟过程中的阳性选择中起到重要的作用[6]。于2007年Porubsky等对iGb3进一步研究, 结果表明, 其作为天然配体在NKT细胞的阳性选择中确实起到作用, 但在其缺失时可被其他的抗原代替, 而不影响NKT细胞的阳性选择[7]。

5.2 NKT细胞的免疫活化 NKT细胞的表面表达近期激活或记忆T细胞的特征标志CD44hi CD62LCD69+, 在αGalCer等抗原的刺激下, 其与CD1d、 TCR形成三联体激活NKT细胞, NKT细胞数目增加, 并同时迅速的产生大量的IL4、 IFNγ、 IL10、 IL13等细胞因子, 并或者通过细胞间直接接触的作用方式, 而作用于NK细胞、 B细胞、 DC细胞和T细胞, 从而影响了整个免疫网络。

NKT细胞在接受刺激后所分泌的细胞因子受下列因素影响: (1)不同的NKT细胞亚群所分泌的细胞因子不同。CD4+NKT细胞在丝裂原的刺激下同时分泌Th1和Th2细胞因子, 而CD4-CD8-和CD8+NKT细胞主要产生Th1样的细胞因子, 例如IFNγ和TNFα。在小鼠NKT细胞中CD4的表达与否与Th2细胞因子的表达增加与否相关。但细胞内细胞因子染色实验显示, 大部分NKT细胞均组成性的同时表达IL4及IFNγ mRNA, 因此NKT细胞对Th1和Th2细胞因子的调节部分可能发生于转录后时相[8], 然而NKT细胞这种细胞因子调节的模式尚不清楚。同时CD4+和CD4-NKT细胞亚群所表达的趋化因子受体也明显不同, 表明它们各自的转移和归巢的特性亦不同[9, 10]。(2)NKT细胞接受的刺激的不同, CD1d/配体与TCR结合的亲和力的不同均可导致分泌的细胞因子的不同。如KRN7000促使NKT细胞同时分泌Th1和Th2细胞因子, 而OCH偏向分泌Th2细胞因子; 自身CD1d/配体与TCR的亲和力较低, 刺激NKT细胞后使其持续的偏向分泌Th2细胞因子而在内环境的稳定的情况下维持对自身的耐受。(3)NKT细胞接受刺激时所处的微环境对其受刺激后所分泌的细胞因子有着重要的影响, 其中微环境中的细胞因子及抗原提呈细胞(APC)的性质是2个重要因素。如IL12、 IL15促进Th1型细胞因子的分泌, IL7促进Th2型细胞因子的分泌; 非专职APC(如胃肠道上皮细胞、 皮肤角质细胞、 肝细胞)促进Th2型细胞因子的分泌[11]。

激活的NKT细胞几乎对所有的血细胞, 包括NK细胞、 DC细胞、 B细胞及T细胞均有所作用。在αGalCer合成抗原的刺激下, NKT细胞促使DC细胞的成熟, 在应用αGalCer 24 h后DC细胞的成熟标志MHCII类分子、 CD40、 CD80和CD86表达上调, 但多次注射αGalCer后上述DC细胞的表面标志下调至未刺激时水平[12]。通过CD40LCD40的相互作用, 刺激DC细胞释放IL12; 促进NK细胞的增殖, 并增加NK细胞的IFNγ的分泌及其细胞毒活性; 同时能促进B细胞的增殖及产生免疫球蛋白, 在MHCⅡ-/-的小鼠模型中显示NKT细胞能代替传统的CD4+T细胞辅助B细胞分泌免疫球蛋白, 并且可见到在缺乏NKT细胞的老鼠中循环抗体的衰退要加。NKT细胞分泌的IL4上调外周血B细胞的激活标志CD69, 并能影响CD4+T细胞的细胞因子的分泌, 扩大CD8+T细胞对蛋白抗原的反应。NKT细胞还可以以细胞间直接接触的方式促进调节性细胞(Treg cells)的增殖[13]。

6 NKT细胞与疾病

NKT细胞既有增强免疫反应又有抑制免疫反应的双向免疫调节功能, 因此与多种疾病如肿瘤、 自身免疫性疾病及移植耐受等密切相关。目前研究发现NKT细胞在某些肿瘤患者(如前列腺癌、 多发性骨髓瘤等)及自身免疫性疾病患者(如糖尿病、 多发性硬化、 类风湿性关节炎、 特发性血小板减少性紫癜、 再生障碍性贫血等)中数目减少, 并且在肿瘤患者中NKT细胞分泌IFNγ的能力降低[14]。在小鼠肿瘤模型中NKT细胞的抗肿瘤作用已非常明确。David等在肿瘤患者体内扩增NKT细胞的研究, 以及Ishikawa等在晚期肺癌患者的Ⅰ期临床试验表明患者体内应用αGalCer后NKT细胞数目明显增加, 从而起到抗肿瘤的作用[15, 16]。现认为NKT细胞抗肿瘤作用的主要机制为: NKT细胞在自身配体及合成配体的刺激下, 其表面的IL12R活化, 刺激DC细胞分泌大量的IL12, 并促使未成熟DC细胞的分化及成熟, 而其本身迅速、 大量的分泌IFNγ, 同时IFNγ作用于NK细胞促使NK细胞亦分泌大量的IFNγ, DC细胞分泌的IL12作用于初始CD4+T细胞, 使其向Th1极化, 上述因素共同作用而介导了抗肿瘤作用[17]。在小鼠的自身免疫性疾病模型(如Ⅰ型糖尿病、 实验性自身脑脊髓膜炎等)中已表明NKT细胞在疾病的发生及治疗中起到了重要的作用, 通过应用αGalCer刺激NKT细胞, 使其数目增加的同时, 极化分泌IL4、 IL10等Th2细胞因子而起到治疗自身免疫性疾病的作用。NKT细胞在移植耐受中的作用亦不容忽视。在小鼠的肝移植、 心脏移植、 胰岛移植及ACAID(前房相关免疫偏离)模型中均证实了NKT细胞在移植耐受中的重要作用[18]。同时在小鼠GVHD模型研究中表明: 来源于供鼠骨髓中的NKT细胞能抑制外周血干细胞移植后所发生的GVHD[19], 将供鼠的NKT细胞体外扩增后输注给受体鼠, 进一步减轻了GVHD并维持了长期的混合嵌合体[20], 另外应用αGalCer刺激受体鼠的NKT细胞, 使其数目增加的同时, 诱导IL4、 IL10的产生, 从而通过细胞因子介导或细胞间直接接触的方式而抑制GVHD。

7 结语

NKT细胞以双刃剑的方式调节着免疫系统,越来越引起人们的关注, 对NKT细胞的免疫活化及与疾病的关联的进一步研究将为人们在抗肿瘤、 抗自身免疫性疾病及移植耐受中提供一新的有效的治疗手段, 具有广泛的应用前景。

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第2篇:细胞研究范文

1 DPSCs的发现和生物学特性

牙髓是结缔组织,位于牙齿髓室和根管内,有一定修复再生的能力。由于成牙本质细胞是一种终末细胞,一旦分化后就不再分裂,因此普遍认为在成牙本质细胞遭受损伤后,牙髓内存在的未分化前体细胞可分化为成牙本质细胞,并分泌细胞基质。但直到2000年,Gronthos等[1]才首次正式提出DPSCs的概念,把具有克隆形成能力的高增殖率的牙髓细胞命名为DPSCs,在试验中应用酶消化法对成人第三磨牙牙髓细胞进行体外培养,并与骨髓基质干细胞( bone marrow stromal cells, BMSCs)进行比较,结果表明,这两种细胞具有相似的免疫表型,但DPSCs具有更高的克隆形成率和增生率,经体外诱导后能形成分散而高密度的钙化小结,当将DPSCs与HA /TCP支架共同培养后回植到小鼠背侧皮下,能观察到类似牙本-牙髓复合体样的结构。Miura等[2]发现人脱落乳牙(stem cells from human exfoliated deciduous teeth, SHED)的牙髓中含有多能干细胞,具有高度增殖和克隆形成的特性,当将体外扩增的DPSCs 和SHED 与羟磷灰石/磷酸三钙(hydroxyapatite/tricalcium phosphate, HA/TCP)联合植入免疫缺陷小鼠的皮下时可形成牙本质- 牙髓样结构。Young等[3]分离猪第三磨牙牙胚,制备单细胞悬液,并接种到可降解的聚合物支架上,植入大鼠肠系膜内生长20~30周,可成功地构建出牙齿结构,包括含成熟牙釉质的釉器官、牙本质、成牙本质细胞、髓室、上皮根鞘和成牙骨质细胞,证实了在猪第三磨牙有上皮和间充质干细胞的存在。

DPSCs 在形态上类似人骨髓成纤维细胞集落形成单位(colony forming unit fibroblast,CFU-F)[1],大多数细胞呈长梭形,体积较小。透射电镜下,DPSCs 的核呈卵圆形,约占胞体体积的80%~90%,核仁大而明显,常染色质居中,异染色质少,分布于核周。胞浆很少,核浆比例大。细胞器较少,核糖体丰富,这些形态特征也体现了DPSCs的未分化或低分化状态。自我更新是干细胞的重要特性, Gronthos等[4]从3个月的原代DPSCs移植物中分离出基质样细胞,在体外培养扩增后植于小鼠皮下,结果形成牙本质-牙髓复合体样结构。对形成的牙本质样结构进行免疫组化检测, 发现其牙本质涎蛋白(dentin sialo protein,DSP)表达阳性,证实DPSCs具有自我更新能力。多向分化能力也是干细胞的特征之一,在不同的微环境下,DPSCs 可分化为多种细胞,矿化诱导培养基中,DPSCs能够形成与前期牙本质相似的球状矿化基质并表达成牙本质细胞特异性标志牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)[5];在脂肪诱导培养基中,DPSCs培养物中出现油红“O”阳性的脂滴,并伴随脂肪细胞特异性的pparγ2 和lpl基因表达上调;此外,DPSCs 还在mRNA 和蛋白水平表达神经前体细胞和神经胶质细胞的标志:神经巢蛋白( nestin)和神经胶质纤维酸性蛋白( glial fibrillary acid protein,GFAP),这说明体外培养的DPSCs有向神经样细胞分化的潜能[5]。其他学者也成功地诱导了DPSCs 向成牙本质细胞、肌管样细胞以及脂肪细胞的分化[6-7]。

2 DPSCs的定位、分离和鉴定

Gronthos等[1]推测DPSCs可能来源于血管周围的微环境(perivascular niche)。Shi等[8]研究发现,DPSCs和BMSCs存在于它们起源组织的微血管周围。Tecles等[6]选取拔除的根尖孔未形成的第三磨牙分为三组:一组制备累及牙本质的浅洞,一组制备暴露牙髓的深洞,一组不做处理,分别观察牙髓内干细胞的活化和迁移,结果表明血管周围存在干细胞。干细胞表面的分子标记是鉴定和研究干细胞功能的重要手段,目前发现明确的干细胞标记不多,对DPSCs的标记物研究也不够深入。Gronthos等[1]应用免疫组化技术研究DPSCs的表面分子标记,并与BMSCs比较。结果表明,均表达与内皮细胞(血管细胞粘附分子1、CD146)、平滑肌细胞(α2平滑肌肌动蛋白)、骨细胞(碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、骨连接素、骨桥素、骨钙素)和成纤维细胞(Ⅲ型胶原、成纤维细胞生长因子2)有关的分子标记。DPSCs不表达骨基质蛋白、骨涎蛋白,而在BMSCs为低水平表达。用Northern blotting方法研究发现DPSCs不表达成牙本质细胞的特异性标记物牙本质涎磷蛋白( dentin sialophosphop rotein, DSPP),说明DPSCs处于未分化状态,尚未分化为成熟的成牙本质细胞。为进一步比较DPSCs和BMSCs的性质,Shi等[7]应用基因芯片技术研究DPSCs和BMSCs的基因表达情况,发现两者在人类将近4 400个基因表达水平上是一致的,包括表达细胞外基质成分、细胞粘附分子、生长因子、转录调节因子等的基因。但同时发现,DPSCs较高表达ⅩⅤⅢα1型胶原、胰岛素样生长因子2、盘状结构域酪氨酸激酶、NAD ( P) H2维生素K3氧化还原酶、周期素依赖性蛋白激酶6等;BMSCs较高表达胰岛素样生长因子连接蛋白27和Ⅰα2型胶原。Liu等[9]研究发现,DPSCs分化时,初始Runx2、TGFβ相关基因、胶原代谢相关基因上调、碱性磷酸酶活性上升,后均下降;而细胞外基质磷糖蛋白(matrix extracellular phosphoglyco protein, MEPE)是DPSCs分化过程中唯一下降的标记物,作者认为MEPE是矿化的抑制剂,在DPSCs分化时下调,可作为DPSCs分化时的检测指标。最近Mokry 等[10]研究表明,牙髓干细胞表达STRO-1、vimentin、CD29、CD44、CD73、CD90、CD166等间充质干细胞的细胞标志物,同时表达Sox2, nestin及 nucleostemin干细胞标志物。

3DPSCs的多向分化能力与相关因素的调控

牙髓干细胞是来源于神经嵴和间充质的多潜能干细胞[11],研究发现其细胞群主要是来源于神经嵴细胞群,细胞标志物为low affinity nerve growth factor receptor (LANGFR)和间叶细胞群,标志物为1-integrin receptor subunit。这两个细胞群都具有多向分化的功能。牙髓干细胞的多项分化能力即可塑性(plasticity)在国内外的很多实验中得到验证。Yu等[12]认为牙髓干细胞的分化方向取决于局部的微环境,他们在试验中发现利用猪牙胚细胞条件培养基能诱导牙髓干细胞形成更加合理组织学结构的牙本质-牙髓复合体。Iohara等[13]研究发现,BMP2能够刺激牙髓细胞分化为表达牙本质涎磷蛋白DSPP的成牙本质细胞。Saito等[14]也发现,BMP2能促进牛和人单层培养和三维胶丸培养的牙髓细胞分化为成牙本质细胞。Keklikoglu等[15]认为转化因子AP21家族的成员FosB在成牙本质细胞和牙髓未分化间充质细胞的分化和增生方面有重要作用。Moioli等[16]的研究,TGF2β能诱导DPSCs向成牙本质细胞分化。Liu等[17]研究表明牙本质素是MEPE的一个肽片段,它能下调P16,促进DPSCs的增生,在牙髓修复中扮演重要角色。Gronthos等[1]发现DPSCs在含有L2抗坏血酸22磷酸、地塞米松、无机磷酸盐的矿化诱导液培养基中培养5~6周后,经染色表明有钙结节形成。Yamada 等[18]的研究表明,人DPSCs高表达DMP1,而DMP1在未分化间充质细胞分化和牙本质矿化中起重要作用。Arthur 等[19]体内和体外实验中,分别加入了各种生长因子如EGF及FGF等,均发现牙髓干细胞可以分化为具有功能活性的神经元。Francesca Paino等[20]认为黑素细胞和牙髓细胞均源于神经嵴细胞群,在试验中DPSCs在没有外加定向诱导因素下,表达TRP-2、TRP-1、gp100/Pmel and MART-1抗原,且能自主分化为完全成熟的黑素细胞。Demarco 等[21]最近研究把三维多聚乳酸支架置于拔除的第三磨牙髓室内,用晶体盐或胶体做成孔剂辅料,把牙髓干细胞接种于其内,发现与牙本质相关的形态发生因子在诱导牙髓干细胞向成牙本质细胞的分化中起着重要的作用,且DPSCs的微环境对细胞的行为和分化也有重要的影响。Jing WANG等[22]用纳米纤维多聚乳酸支架进行DPSCs体内体外定向分化研究,发现BMP-7 和 DXM复合因子及纳米纤维多聚乳酸支架可大大提高DPSCs向牙髓牙本质复合体的定向分化能力。Gronthos等[23]实验成功对DPSCs进行了脂肪诱导,而Norsat等[24]证明DPSCs具有神经分化分化能力。

4DPSCs向 iPSCs 的重组转化

诱导多潜能性干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是通过在分化的体细胞中表达特定的转录因子,以诱导体细胞的重编程而获得的可不断自我更新且具有多向分化潜能的细胞。由于iPSCs既避免免疫排斥,又不涉及伦理道德问题,因此具有广泛且重要的临床应用价值。在2006年日本学者Takahashi和Yamanaka[25]研究小组采用体外基因转染技术, 从24个因子中筛选出Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4等4个转录因子, 通过逆转录病毒将上述4个转录因子导入胚胎小鼠成纤维细胞或成年小鼠尾部皮肤成纤维细胞, 在小鼠ES细胞的培养条件下获得了Fbx15+的多潜能干细胞系, 该细胞系在细胞形态、生长特性、表面标志物、形成畸胎瘤等方面与小鼠ES细胞非常相似, 而在基因表达谱、DNA甲基化方式及形成嵌合体动物方面却不同于小鼠ES细胞, 故将其命名为iPSCs,从那开始全世界众多实验室开始了iPSCs研究[26-28],相继从狗、猪、猴和人等哺乳动物的皮肤细胞、肝细胞、羊水细胞、CD34血细胞、骨髓干细胞及牙齿干细胞等成体细胞成功获得了iPSCs。其中牙髓组织在临床上易于获得,不牵涉伦理问题而得到广泛关注。Tamaoki[29]和Xing YAN等[30]研究小组利用病毒载体把c-Myc、Klf4、 Oct4、 Sox2 和Lin28、Nanog、Oct 4、 Sox2因子导入牙髓干细胞中,成功获得了iPSCs。

迄今为止,关于DPSCs的研究,国内外学者做了大量的工作,取得了很大的进展。但是DPSCs的研究仍面临许多问题,如DPSCs有无特异性细胞标志物? DPSCs的鉴定标准? DSPCs的潜在分化能力和如何定向诱导DPSCs的分化? Telomere在DPSCs体外培养和体内增殖过程中的作用机制?DPSCs向 iPSCs的成功转化载体和重组因子的优化?这些问题说明DPSCs应用于临床还有很长的路要走,需要相关学者更多的基础和临床研究。

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第3篇:细胞研究范文

重庆三峡医药高等专科学校解剖教研室 重庆市 404120

【摘 要】神经系统的细胞主要由神经元和神经胶质细胞组成。传统认为星型胶质细胞没有动作电位,在神经系统内主要对神经元起到结构和功能上的支持作用,但随着研究的深入发现,Ast 在中枢神经系统的发育及病理生理过程中都起到重要作用。本文就星型胶质细胞生物学特性、体外培养、与脑缺血的关系方面做一简要概述。

关键词 星形胶质细胞; 脑缺血

神经系统的细胞主要由神经元和神经胶质细胞组成。胶质细胞在中枢神经系统中的数量约占90% ,星形胶质细胞(astrocyte,Ast) 在胶质细胞中体积最大,与少突胶质细胞合称为大胶质细胞。传统认为星型胶质细胞没有动作电位,在神经系统内主要对神经元起到结构和功能上的支持作用,是构成血脑屏障的重要结构。但随着研究的深入发现,Ast 在中枢神经系统的发育及病理生理过程中都起到重要作用,具有摄取、灭活和供给神经递质,抗氧化、营养、修复以及抑制神经元过度兴奋和帮助学习记忆等多种功能[1]。目前,越来越到的研究者在研究神经系统疾病时,把目光投向了星形胶质细胞。

1 星形胶质细胞生物学特性

人脑中神经元的总数为1010~1012 个,神经胶质细胞数量是神经元的10 ~ 50 倍。星形胶质细胞根据细胞内胶质丝的含量以及胞突的形状分为两种:纤维性星形胶质细胞,多分布在脑脊髓的皮质,突起细长,分支较少,胞质中含大量胶质丝;原浆性星形胶质细胞,多分布在灰质,细胞突起粗短,分支多。除此之外,在小脑、视网膜、脑垂体等还有一些特殊类型的星形胶质细胞。上世纪70 年代研究表明:Ast 拥有和神经元相同的神经递质受体,如乙酰胆碱受体、多巴胺受体、肾上腺素受体、5- 羟色胺受体及一些神经肽受体。

神经系统内的信号传递大多以电脉冲的方式,而Ast 不发生动作电位,所以长期被研究者忽视。但近年来,研究者发现胶质细胞之间有一些信号的传导,并且对神经元的功能产生影响。上世纪90 年代,研究者发现了钙波,这种新的细胞信息交流的方式指的是在胶质细胞之间,以及在神经元和胶质细胞之间,细胞内钙离子浓度升高会从一个细胞传播到另一个细胞。段树明[2] 认为,星型胶质细胞的钙波传播和突触功能的反馈调节都需要其释放ATP才得以完成。在受到刺激,星形胶质细胞会以胞吐的形式释放含有大量ATP 溶酶体,如果选择性地裂解星型胶质细胞溶酶体,发现ATP 释放和钙波传播都消失了。

2 星形胶质细胞的体外培养

星形胶质细胞在神经系统内含量较大,使体外培养高浓度的Ast 细胞培养物显得不是很难,也为研究Ast 生物学作用提供了方便。体外分离纯化CNS 的不同细胞,一般基于各种细胞之间的细胞粘附特性、营养需求、发育时程及生长方式等差异。从CNS 的灰质细胞纯化Ast 主要依据以下几方面特征:(1)Ast 的增殖速度远大于少突胶质细胞和其它神经细胞。(2)Ast与其它神经细胞分层生长,Ast 在底层,其它细胞生长在上层。(3)分层生长的细胞经一定力度摇动处理,可使在上层生长的细胞脱壁。目前,大多数研究者都是采用经典的方法进行培养[3]。将出生1-2 天的大鼠大脑的灰质组织制成混合细胞悬液,在培养瓶皿内连续培养,直至传代。使Ast充分增殖,神经元尽量死亡,从而使Ast与少突胶质细胞和其它细胞的比例增大,进行传代纯化,笔者在研究生时采用这种方法获得了纯度较高的细胞培养物。但是,这种方法比较耗时、麻烦。所以,有研究者采用了较为简便的方法也培养出了较纯的细胞培养物。

黄柏胜[4] 等使用改进的培养方法取得了比较好的效果,有以下特点:(1)原代培养时无须胰酶消化,减少胰酶对细胞的损伤;(2)筛网过滤,将细胞团分散成单个细胞;(3)传代培养时无需摇床震荡,缩短实验时间。笔者认为,经典的培养方法虽然耗时、麻烦,但是,培养的细胞比较稳定。

3 星形胶质细胞与脑缺血

脑缺血等脑损伤是临床的常见病,严重地威胁着人类的生命与健康。该类疾病发生后,最显著的病理改变是病灶区由于缺血缺氧引起大量的神经细胞死亡和凋亡,而神经细胞缺失是导致病人死亡和残疾的重要原因。

胶质细胞与神经元之间的细胞液构成神经元生存的直接微环境,其成分的改变对神经元产生直接而显著的影响。在脑缺血再灌注损伤时,Ast 形态和功能也会发生明显的改变 。应用外源性的神经营养因子或其他细胞因子可明显减轻神经元的损伤。经大脑皮质注入的胶质源性神经营养因子(GDNF)可保护大脑免于自由基、钙超载等缺血损伤,并且完全阻止缺血后NO 产生和再灌注损伤。神经营养因子具有促进神经功能恢复、改善神经电活动、诱导轴突再生等作用。

Ast 是体内产生神经营养因子的主要细胞。目前,神经胶质细胞条件培养液中发现了包括GDNF、脑源性神经营养因子、神经生长因子等多种神经营养因子 。所以,研究者认为Ast 对神经元可以起到一定的保护作用。研究表明,在脑缺血/ 再灌注损伤后,Ast 功能异常活跃,缺血周边区GDNF 表达显著增加,GDNF 可以阻止部分神经元凋亡 。

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第4篇:细胞研究范文

摘要:细胞融合,是生物体在发展和达到动态平衡过程中产生的。而肿瘤的发展是一个多步骤的复杂过程,从肿瘤的发生及生长,到肿瘤发生转移,这些过程都与细胞融合关系密切。目前对细胞融合与肿瘤之间关系的研究较多,主要集中于几个方面:细胞融合研究机制;不同细胞之间的融合;细胞融合与其它学说如上皮-间质转化(EMT)、染色体非整倍性、肿瘤异质性等之间的关系;细胞融合与血管生成和肿瘤转移的研究等等。本文主要从以上几个方面入手,初步探究细胞融合与肿瘤之间的关系,从而为肿瘤治疗提供新的目标和方向。

关键词:细胞融合;机制;血管生成;肿瘤转移;上皮-间质转化;染色体非整倍性;肿瘤异质性

细胞融合,是指两个或两个以上细胞通过浆膜融合而形成的过程,也被称为细胞杂交。它被认为是发生概率很低并且高度规律的现象。而目前对肿瘤的研究很多,Hanahan等认为,人类肿瘤的形成是一个多步骤的复杂过程,这些过程由基因的突变导致,从而使正常人类细胞转向高度恶性的肿瘤细胞。而肿瘤转移则是一个十分复杂的过程,其步骤一般为:原发肿瘤生长与血管生成;肿瘤侵入周围组织和基底膜;侵入血管、淋巴管或腹膜空隙并在其中生存;最后实现肿瘤的转移;目前数据显示,90%以上的癌症病人死于肿瘤的转移。

1细胞融合与肿瘤转移的早期研究

最早关于细胞融合与肿瘤关系的报道要追溯到1911年,Aichel提出假设,他认为恶性肿瘤的产生很可能是因为体细胞与白细胞发生融合而导致。接着,Mekler将Aichel的理论进行了扩展,认为白细胞与原发性肿瘤细胞的融合可能导致肿瘤发生转移;Warner认为,肿瘤细胞之间的融合可能导致肿瘤发生转移,并且可能导致肿瘤表型的多样性。目前关于细胞融合与肿瘤关系的报道已经有很多,有学者认为肿瘤发展的过程类似达尔文的进化论,由于基因型的改变,新的基因型更能适应环境,导致正常人体细胞逐渐转换为肿瘤细胞。而巨噬细胞、淋巴细胞、内皮细胞等与肿瘤细胞的融合在不同程度上参与了肿瘤的转移过程,因此直接或者间接地促进了肿瘤细胞转移至新的器官或组织。肿瘤的转移过程复杂,并且有一些病人的原发肿瘤在数年或者数十年之后才发生转移。这使得肿瘤的转移机制研究较困难。关于肿瘤转移机制的研究,目前有很多模型假设,最为普遍接受的模型是Nowell提出的肿瘤进展模型,Nowell认为一系列的基因变异导致了一小部分肿瘤细胞获得了转移潜能。而细胞融合模型,目前获得了普遍的关注。模型认为:肿瘤细胞要形成转移,必须获得很多相应的能力。例如:无限制增殖的能力;使细胞间连接如紧密连接、黏附连接等能力下降甚至丧失的能力;促血管生成的能力;侵入血管或者淋巴管并生存的能力;从血管或淋巴管中渗出的能力;以及远行转移的能力等等。那么,肿瘤细胞如何获取这么多的能力则值得深究。细胞融合模型能够解释这个问题。

在过去的几十年间,细胞融合不断取得进展,从自发融合到诱发融合,从肿瘤细胞与正常体细胞融合到肿瘤细胞之间的融合,人们对细胞融合逐渐开始了解。Mortensen等[研究表明,内皮细胞位于血管与淋巴管内层,肿瘤细胞要到达循环系统必须穿过这层内皮细胞。因此,他们利用乳腺癌细胞以及内皮细胞进行联合培养,体内和体外的实验均证明,乳腺癌细胞与内皮细胞进行融合,使得肿瘤细胞能够穿过内皮细胞屏障入侵血液,然后进行转移。Powell等实验研究表明,血液循环系统来源的细胞与肿瘤上皮细胞融合可发生于肿瘤形成阶段,通过将免疫细胞(如巨噬细胞等)与肿瘤细胞的融合,可导致迁移性巨噬细胞的形成,而这可导致肿瘤细胞逃避免疫系统的防御反应。Pawelek则提出假设,肿瘤细胞与骨髓来源细胞融合才导致肿瘤的发展与转移。他提出证据认为,第一,两者融合细胞的基因型可以被检测到;第二,肿瘤细胞与骨髓来源细胞两者在很多方面的分子表达和信号通路一致,如血管生成过程中的VEGF和其他因子,免疫信号通路中的核因子κB,肾肿瘤抗原1,Toll样受体等,以及巨噬细胞免疫标记物、细胞-机制降解和沉积物、细胞动度等方面。第三,融合细胞与当前关于肿瘤转移的现象及观点相符合;第四,融合细胞与上皮-间质转化(EMT)理论相符合,且能够解释EMT理论。

2细胞融合与其它相关学说

2.1细胞融合与EMT的相互促进

EMT是一个多步骤的复杂过程,包括细胞间、细胞与胞外基质间接触改变,上皮细胞从周围组织分离;细胞骨架重建;诱导新的转录过程以维持间质形态等等。常见于胚胎发育过程,也与肿瘤细胞的侵袭和远处转移有着密切的联系。EMT主要变化有三个,即形态学改变,标记物改变以及功能改变。细胞融合理论与EMT理论在很多方面存在相互促进协调的作用,因此,有理由认为两者之间存在相互联系。①在胚胎发育过程中,通过EMT实现三胚层的形成,并且EMT与器官的发育关系密切;而Al-Nasiry等研究发现,间质滋养层细胞在侵入胎盘床的时候会与多核巨细胞融合,从而实现胚胎的发育;②EMT的发生与多种蛋白分子,生长因子、转录因子等有关,同时涉及的信号通路和分子机制也较复杂,例如肝细胞生长因子(HGF),表皮生长因子(EGF),转化生长因子(TGF-β),血管内皮生长因子(VEGF)等等生长因子均通过不同的信号通路参与EMT,同时这些生长因子也是细胞融合过程中的重要参与分子;E-钙黏蛋白均为两者的重要参与蛋白;③恶性肿瘤的特点是从原来不具有侵袭能力的组织中分离出具有转移能力的肿瘤细胞并进行播散。EMT通过实现细胞的转换,使得上皮细胞转化成间质细胞,获得了间质细胞的游走能力;而肿瘤细胞通过与间质细胞如巨噬细胞等的融合,使得肿瘤细胞具有了巨噬细胞的侵袭、游走以及吞噬等能力;这两者的改变具有异曲同工之处;④Kallu-ri等认为,EMT可分为三种类型,Ⅰ型与胚胎发育和器官形成有关;Ⅱ型与伤口愈合、组织再生和器官纤维化有关;Ⅲ型则与肿瘤形成相关;肿瘤细胞可通过EMT,从而使细胞保持三种形态,即上皮细胞形态、间质细胞形态以及两者兼有的形态;而Lluis等研究证明,当组织受到损伤时,自发性细胞融合活动将增多,从而促进伤口愈合与组织再生;肿瘤细胞与骨髓源性细胞、多能间充质干细胞等的融合,将使得细胞形态发生改变;由此可见,细胞融合理论与上皮-间质转化理论之间存在密切的联系。

2.2细胞融合导致染色体非整倍性的产生

非整倍体作为染色体数目变异的一种类型,是指细胞中的染色体数目不是以染色体为单位成倍地增减,而是个别的染色体增加或减少一条或几条而致其数目不是整倍数,所以叫非整倍体,是细胞分裂时染色体丢失、染色体分离及易位异常的产物,也是肿瘤细胞与正常细胞明显的区别之一。从1890年,vonHansemann观察到肿瘤细胞中有丝分裂异常,到2008年,Boveri提出,异常的有丝分裂导致染色体异常分离,可能导致非整倍性的产生,从而促进肿瘤的产生和发展。越来越多的学者开始探究两者之间的关系。Storchova等认为,人肿瘤细胞中的染色体数目可变性很大,从亚二倍体(小于46条)到高倍体(高达200条),即染色体不稳定性;目前比较统一的观点认为,细胞异常分裂,导致四倍体的产生,然后导致非整倍性。不同学者对非整倍性的机制进行了不同的研究,但是学者普遍认为细胞融合是导致四倍体产生的重要原因之一。细胞融合导致非整倍性的机制尚不明了,目前可能的机制有很多,主要有:①细胞融合导致细胞原癌基因与抑癌基因平衡发生改变;②细胞融合后有丝分裂的调节因子异常;主要包括端粒功能失调,纺锤体检查点缺陷,纺锤体组装缺陷,染色体重排、断裂和融合异常,胞质分裂失败等等。③细胞融合导致DNA复制与修复功能发生改变。

2.3细胞融合与血管生成的相互促进

Busund等将巨噬细胞与肉瘤细胞进行自发融合,结果发现融合细胞微血管密度(MVD)、血管成熟度(VMI)等均高于亲代肿瘤细胞,且VEGF、TGF-β的分泌也比亲代肿瘤细胞高,这表明,两者融合产生的细胞血管生成增强;Pawelek提出,恶性肿瘤细胞的某些特征与骨髓细胞类似,例如血管生成增加,细胞动度增加等,因此,他认为,骨髓细胞与肿瘤细胞的融合可导致肿瘤的恶变;同时认为,应该把所有的癌细胞当作是融合细胞。这种观点为肿瘤的治疗提供了新的思路。图1为细胞融合相关学说的研究示意图。

3展望

第5篇:细胞研究范文

l实验材料

生鸡蛋3枚,透明玻璃杯或者一次性塑料杯若干个,食用白醋3袋,食用盐、蔗糖(食用蔗糖)各1袋、缝纫用皮尺(或其他软尺)1根。

2假设原理

若“软壳蛋”可以作为细胞模型进行模拟实验,假设如下.

(l)其浸泡在不同的溶液当中会有选择透过性,也就是说,“软壳蛋”会表现出选择透过性,而是否有选择透过性可以通过软壳蛋的变大变小情况来进行验证。

(2)其浸泡在蔗糖等大分子溶液中时,其卵壳膜会阻挡蔗糖分子进人蛋内,并且蛋内水分子、及其他小分子会从“软壳蛋”内扩散出来,这时细胞模型从理论上讲会变小。

(3)其浸泡在水或者饱和食盐水等小分子溶液中时,卵壳膜会允许水和小分子物质进人蛋内,并且最终与蛋内物质达到一个内外浓度平衡,这时细胞模型从理论上讲会变大。

3实验过程

3.1细胞模型“软壳蛋”的制取

测量鸡蛋的周长后,把3枚鸡蛋分别放人盛满食用白醋的杯子里面浸泡,以后每天观察蛋壳溶解情况,并且每天测量各杯中蛋的周长、并记录所测数据以及所观察到的其他现象。可以观察到蛋壳逐渐被食用白醋溶解。2一7d后,鸡蛋的外层硬壳全部溶解,整个鸡蛋变成一枚软壳盗,这意味着一个细胞模型制取成功(图1)。

3.2用不同的溶液浸泡“软壳蛋”

将制好的软壳蛋冲洗干净,分别放到盛有自来水的杯子中浸泡,溶液的多少以没过鸡蛋为准。以后每天测量各杯中软壳蛋的周长、并记录所测数据以及所观察到的其他现象。观测到鸡蛋周长有显著变化后,将浸泡软壳蛋的溶液换成饱和蔗糖溶液或者饱和食盐水溶液,实验记录见表1。

4结果分析

(l)从表1、图2、图3、图4的实验结果和软壳蛋周长变化曲线可以看出:软壳蛋在不同的溶液当中有周长变大,也有周长变小的情况出现,这说明“软壳蛋”浸泡在不同溶液当中,不仅会出现蛋内物质减少的情况,也会出现蛋内物质增加的情况,这也说明软壳蛋的卵壳膜在不同溶液当中表现出了一定的选择透过性。

(2)从图2和图4中曲线下降的部分和表1中相关数据记录结果可以看出:软壳蛋浸泡在蔗糖这样的大分子溶液中时,软壳蛋(细胞模型)明显变小了,而图3所展示的2号蛋自始至终没有在蔗糖溶液当中浸泡过,同时也没有表现出周长变小的情况,进一步说明了软壳蛋的选择透过性决定了大分子物质不可以进人细胞膜内。在蛋内外须要达到浓度平衡的情况下,只能是蛋内的水分子、及其他小分子从蛋内扩散出来,从而导致软壳蛋周长变小。

(3)从图2、图3、图4中曲线上升的部分以及表l中记录的详细数据结果可以看出:软壳蛋浸泡在饱和食盐水和自来水这样的小分子溶液中时,软壳蛋(细胞模型)明显变大了,这说明在杯内溶液与蛋内物质要达到一个内外浓度平衡的情况下,卵壳膜会允许水和小分子物质进人蛋内。

(4)从表1、图2、图3、图4中显示的日期统计情况可以看出:“软壳蛋”无论浸泡在什么溶液当中,一般都需要2一3d的时间才能够看到其发生明显变化。具体来说,以白醋作为溶液,随着蛋壳被白醋溶解,醋酸根离子及白醋当中的水分会进人到软壳蛋内部,使得浸泡其中的软壳蛋周长变大,周长增加量一般在Icm左右;浸泡在饱和蔗糖溶液中,周长通常减少在1。m左右;浸泡在饱和食盐水中,周长的增加量通常在1Cm左右;浸泡在自来水中,周长增加量一般在1.5cm左右。

5进一步探究的问题

(1)在“软壳蛋”没有孪质的情况下,可以反复更换浸泡软壳蛋的溶液,并记录鸡蛋周长变化情况,这些溶液可以由学生根据自己的兴趣任意选择。至于“软壳蛋”浸泡在其他的液体中又会有怎样的变化,可以请学生提前根据已有知识进行预测并说明理由。

(2)“软壳蛋”的卵壳膜还具有生物活性吗?

(3)生活中咸鸭蛋很常见,但是很少听说过糖鸭蛋,你能试着解释其中的原因吗?设计实验证明自己的猜想是否合理。

(4)用糖水和盐水分别腌制一组鸡蛋,看看糖水腌的鸡蛋是否会变甜?

(5)鸡蛋在溶液当中有时会沉底,有时又会上浮,跟哪些因素相关?(6)腌萝卜干时,萝卜会变咸,但萝卜体积会变小,你觉得这与“软壳蛋”在盐水当中会变大的现象相冲突吗?理由是什么?

第6篇:细胞研究范文

[关键词] T-SAg;Th1/Th2;CD28;SAg抗体;树突状细胞;SAgT细胞表位

[中图分类号] R392 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2012)32-0027-03

随着医学技术的发展,近年来T-SAg研究领域呈活跃的趋势,过去人们对T-SAg认识比较零散与浅显,有时即便对其某一方面有所研究,但也是孤立的,意义不大。故此,现在人们对T-SAg实质性特点、生物效应及致病机制还是不够全面深刻的理解。基于上述情况,本文更新、更深刻及更全面地对T-SAg进行综合性分析与研究。使人们对T-SAg有更好以及更深刻的认识,同时也为进一步研究与探讨T-SAg提供了一定的理论依据。现将综述扩展如下。

1 超抗原(SAg)概念

1989年,Marrack等人首次提出超抗原的概念;1996年,Sutkowski等在EB病毒中发现可以表达的超抗原成分[1]。随着医学发展以后超抗原(SAg)才被医学界认识。所谓超抗原(SAg)就是某些细菌或病毒产物具有强大的刺激(多克隆)T/B细胞活化的能力,故被称为超抗原(SAg)。现在我们谈的是T细胞超抗原,它的激活不需要提呈细胞的加工处理,其一端不与抗原肽结合槽结合而直接与APC膜上的MHCⅡ分子的非多态区外侧结合,另一端直接与TCR、BCR抗原结合凹槽外的部位(TCR的Vβ片段)结合,非特异性刺激T细胞克隆增殖。SAg也被认为是一类多克隆激剂。

2 分类

T细胞SAg分为TCRαβ 型和TCRγδ 型SAg。其中TCRαβ 型SAg又可分为外源性和内源性(医学免疫学 第二版 龚非力主编)。①TCRαβ 型SAg的外源性超抗源:主要是某些细菌毒素,包括金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)、肠毒素(SE)、A族链球菌M蛋白和致热外毒素M-C、关节炎支原体丝裂原(MAM)、小肠结肠类耶氏菌膜蛋白等。产生SAg已经扩大到革兰阴性细菌、支原体、病毒(内源性SAg)[2]。② TCRαβ 型SAg的内源性超抗源:病毒(主要是逆转录病毒)感染机体后,病毒DNA整合到宿主细胞DNA中可产生内源性SAg。如研究发现的小鼠乳腺病毒(MMTV)、EB病毒都发现了超抗原成分。

3 T-SAg的特性

T-SAg无须提呈细胞处理刺激大量T细胞激活,产生多种细胞因子,并使巨噬细胞及其他免疫细胞激活,同时也可诱导T细胞耐受,这些观点已知。以下所述是T-SAg一些新的特点。①T-SAg激活大量T细胞产生的细胞因子,主要是Th1T辅助细胞产生的如IL-2、TNF-α、IFN-γ[3]等。但也有些超抗原(如TESS)则诱导Th2细胞分化。②绝大多数超抗原有一个共同的架构,也被称为超抗原样蛋白(SSL)[4]③CD28是超抗原发挥生物效应必须受体[5]。④T-SAg有各自的方式结合到MHC和TCR,其约束力显著的多样性。如金黄色葡萄球菌肠毒素B(SEB)和C(SEC)的交联MHCⅡ类α链和T细胞受体β链,金黄色葡萄球菌肠毒素A(SEA)的两个α和β-MHCⅡ类结合位点结合,以交叉链接TCRβ链,葡萄球菌肠毒素H(SEH)唯一结合到TCRα链。因此他们以各自的方式结合到MHC和TCR,导致其约束力各异[6]。其实,就是人们常说的骤降,骤降更强烈激活T细胞,企图破坏免疫系统,保护超抗原。⑤选择性识别TCR链V区。对通常抗原肽-MHC分子复合物,T细胞特异性识别涉及TCR的Vα、Jα、Vβ、Jβ片段,而T-SAg仅选择与TCRβ链V片段结合,且一种T-SAg,常可与数种Vβ片段结合。⑥不同T细胞亚群对T-SAg 反应有差异,再次刺激反应不相同。如中毒性休克综合征毒素(TSST)激活表达Vβ2的T淋细胞,葡萄球菌外毒素B(SEB)激活表达Vβ3、Vβ12、Vβ14、Vβ15、Vβ17、Vβ20 的T淋巴细胞[1],而人类T淋巴细胞总共表达大约24种主要Vβ成分。又如(SEA)单次刺激,则发现Vβ3+CD4+和Vβ3+CD8+T细胞亚群反应性相似,若再次刺激,则发现Vβ3+CD8+T细胞呈显著低反应[7]。⑦T-SAg与APC表MHCⅡ类分子结合,但不受MH CⅡ类型别限制。即不论APC与应答T细胞所表达的MHC是否同型,T细胞均能接受刺激而增殖。所以内源性SAg通过MHC对抗原交叉提呈实现生物效应。(即内源性抗原也能通过MHCⅡ类分子提呈;外源性抗原也能通过MHCI类分子提呈)。⑧新近发现MHCⅡ类分子并非超抗原体外激活T细胞所必要。在PMA和某些细胞因子辅助下, SAg无须MHCⅡ类分子参与即可以TCRVβ特异性方式激活T细胞,这一发现为人工合成多肽探寻SAgT细胞表位提供了理论依据[8]。⑨嵌合SAg抗体可瓦解SAg诱导T细胞活化和细胞因子的产生[9]。

4 T-SAg引发机体免疫效应

T-SAg除引发免疫反应(激活体内自身反应性T细胞,还可引起自身抗体免疫反应)、免疫损伤、自稳、耐受及抵制外,还有以下的新的效应特点:① 参与修饰树突状细胞增强抗肿瘤作用。T-SAg除刺激T细胞大量增殖、产生细胞因子(如TMF-α)杀肿瘤外,还参与肿瘤抗原一起修饰树突状细胞增强杀肿瘤作用[10]。②暴露自身隐蔽抗原。由于T-SAg引起机体免疫损伤,使自身隐蔽抗原暴露引起“抗原抗体类型”自身免疫性反应(非激活体内自身反应性T细胞诱发的自身免疫反应)。③能增强一般的免疫反应。即能增强外源性抗原与自身抗原有交叉反应的一般免疫反应,能增强外源抗原引发机体产生抗原抗体免疫复合物类免疫反应(如急性肾炎)。④可协同B细胞产生免疫反应。T-SAg可在T细胞TCR-Vβ与B细胞表面MHCⅡ类分子间发挥桥联作用,从而可激活多克隆B细胞,产生抗体或自身抗体[8]。⑤超抗原免疫逃避。T-SAg所诱导的T细胞应答,并非针对超抗原自身,而是通过分泌大量细胞因子参与某些病理过程的发生和发展[11]。T-SAg快速激活T细胞、NK细胞、LAK细胞和巨噬细胞,并分泌大量细胞因子虽不是对超抗原本身(甚至破坏免疫系统、企图保存超抗原),但对一般抗原(病原体)还是有杀灭作用,因特异性T细胞激活是通过CD28/B7分子启动第二信号增强细胞因子基因表达、促进IL-2合成来实现的,而T-SAg生物效应本来就增加了IL-2。⑥ 导致Th1/Th2失衡引起自身免疫性疾病。T细胞SAg刺激大量表达TCR-Vβ序列的T细胞增殖。得到响应是主要炎症,重点是Th1占优势(打破Th1/Th2平衡)产生IL-(1.2.6)、TNF-α、IFN-γ和单核细胞趋化蛋白(MCP1)等,这些过度不协调和释放因子引起免疫损伤[3]。

5 T-SAg引发临床疾病

5.1 川畸病

川畸病常见于5岁以下儿童的多脏器血管炎,是目前儿童后天性心血管疾病的原因。超抗原[2]如中毒性休克综合征毒素TSST、表皮剥脱性毒素ET、链球菌致热外毒素SPE、热休克蛋白65、细菌HSP65、支原体等 可刺激大量表达TCR-Vβ序列的T细胞增殖,(而αβ T细胞主要为CD4+或CD8+。辅助T细胞为CD4+细胞。其可分为Th1和Th2细胞),川畸病急性期外周血T细胞亚群失衡。CD4增高、CD8降低、CD4/CD8增高[12]。C D4+ T(Th2增高)分泌淋巴因子(IL-1、4、5、6、13)增多,促进B细胞多克隆活化产生IgM、IgA、IgG、IgE升高及自身抗体。CD4+ T(Th1)也分泌IL-2、IFN-γ、LT、TNF等。这些淋巴因子、活介素均可诱导内皮细胞表达和产生新抗原,故引起多脏器血管炎,又IL-1、IL-6、TNF增高尚可诱导肝细胞合成急性反应性蛋白质,如C反应蛋白,抗胰蛋白酶等,引起本病发起反应。最近研究显示川畸病外周血T细胞凋亡延缓(Th2细胞占优势)。

5.2 毒性弥慢性甲状腺肿(GD)

近年来提出GD是感染因子作为超抗原分子,诱导T淋巴细胞对甲状组织发生反应[13]。SAg刺激大量T细胞激活,产生多种细胞因子,产生针对甲状腺抗原抗体。具体CD4+ T细胞功能明显增强,导致B淋巴细胞产生大量抗甲状腺抗体;同时Th1细胞功能亢进,受到更多CD8+细胞毒性T细胞参与,再之T-SAg非特异性激活巨噬细胞分泌的IL-1β诱导甲状腺细胞表达FasL增高,与Fas结合,促使其凋亡。故本病有细胞免疫与体液免疫两方面受累。

5.3 幼年特发性关节炎(JIA)

JIA发病是各种感染性微生物的特殊成分作为外来抗原,作用于遗传背景的人群,引起免疫应答出现自身组织的损害和变性。尤其是某些细菌、病毒的特殊成分(如HSP)可作为超抗原,一方面直接与TCRVβ结合而激活T细胞,激发免疫损伤[14],另一方面B细胞SAg介导的应答可扩大自身的抗体产生(T-SAg在T细胞TCR-Vβ与B细胞表面MHCⅡ类分子间桥联,激活B细胞产生抗体;Th1细胞帮助B细胞使免疫蛋白转为IgG)。当然自身组织变性成分(内源性抗原)如变性IgG或变性的胶原蛋白,也引起自身免疫反应,进一步加重免疫损伤。

5.4 中毒性休克综合征(TSS)

就是葡萄菌肠毒素类的中毒性休克综合征毒素(TSST)作为超抗原,大量刺激T细胞克隆增殖,出现免疫损伤,包括高热、呕吐、低血压、皮肤瘀斑以及多器官功能衰竭等。

5.5 其他自身免疫性疾病

近期研究表明,在条件合适的情况下,超抗原确定可以打破自身反应T淋巴细胞的免疫耐受或抑制状态,如上述已提到幼年特发性关节炎(略)。还有银屑病也是一种表皮炎性疾病,主要特征为表皮角质过度增生以及炎性渗漏。A族链球菌产生的多种超抗原刺激而大量增生的T淋巴细胞在银屑病的皮肤损伤中起重要的作用[15],如SPEA、SPE2C刺激的Vβ+2 T淋巴细胞及SPE2C刺激的Vβ15 T淋巴细胞,这一发现表明,超抗原可能引起或恶化银屑病。胰岛素依赖性糖尿病(IDDM)是由于胰腺β细胞被自身免疫系统攻击而导致的。研究发现自身反应性Vβ+7T淋巴细胞参与了该过程,这一发现表明超抗原可能是这种疾病的病因之一。最近从胰岛素依赖性糖尿病患者中分离到一种内源性人类逆转录病毒,该病毒可以剌激Vβ+7T淋巴细胞增殖,因而推测这种病毒性来源的超抗原是IDD致病因素之一[1]。

6 治疗

6.1 针对SAg及其生物效应治疗

①抗SAg抗体可避免SAg生物效应引起强烈免疫损伤。国外究研证实,嵌合抗金黄色葡萄球肠毒素B和洛伐他汀协同作用,提供对SEB致死剂量的体内保护[9]。②阻止将与超抗原结合的CD28分子是阻止致命性休克的新措施[5]。另金黄色葡萄球菌超抗原诱导的炎症和中毒性休克的治疗下调制[16],近来也引起人们重视。③消除产生SAg的微生物,即用抗生素[2]。④自然产生抗体,有些超抗原刺激B细胞产生这些抗体可增加这种效果[17]。⑤免疫球蛋白化解特异抗体和防止T细胞激活[18]。⑥免疫抑制剂防止T细胞的激活和细胞因子的释放,也可运用糖皮质激素减少炎症反应。

6.2 研究SAg生物效应机制,治疗相关疾病

①根据超抗原强大的作用机制,研制超抗原疫苗,将对由于超抗原引起的疾病的防治提供一种新思路。而研究治疗性疫苗的重点方向,即构建成分相似而具有不同分子结构的疫苗,或改变抗原的递呈途径,从而有可能终止耐受,重建对抗原的特异性免疫应答。由协合集团与国际专家联合研制的“用金黄色葡萄球菌的代谢产物(STAPHY-LOCOCCAL VENTEROTOXIN)治疗肿瘤的生产方法”1993年获得国家发明专利,1999年正式被批准为国家一类新药,是世界第一个用于临床的超抗原抗癌生物制剂,超级抗原BM口服液的问世给癌症患者带了新的希望。近来国外学者研究双特异性抗体增加杀肿瘤效果(即一种双特异性T细胞连接抗体,是以B细胞表面抗原CD19和T细胞受体复合物CD3的双重靶向特异的单链抗体为基础,在CD19阳性靶细胞存在的情况下,将细胞毒性T细胞定富集到肿瘤处,杀之[19,20]。)所谓双特异性抗体,其实很可能是与B细胞有一定联系的抗体-超抗原偶联物或其蛋白质,也可能为与T-SAg相联的双功能抗体,有待进一步探讨。② 研究超抗原免疫耐受机制,终止耐受。就是寻找阻止或逆转免疫耐受的方法,将为临床治疗感染性疾病、自身免疫性疾病和肿瘤提供新的干预靶点。抗原辅以佐剂易诱导免疫应答,去除负性调控细胞因子,改变抗原提呈。这些均可逆转免疫耐受。③ 国内学者胡伟纲等报道抗CD28抗体、佛波酯(PMA)和IL-2具有辅助超抗原活化T细胞及杀肿瘤作用,且临床研究有一定效果。

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第7篇:细胞研究范文

[关键词]软骨细胞;细胞骨架;细胞形态

关节软骨处在一个具有压应力、张应力、流体剪切力等机械应力作用的复杂力学环境中,而机械应力在调节关节软骨细胞生物学行为中具有十分重要的作用,能够对软骨细胞新陈代谢进行调控,是保证软骨基质正常状态的必要条件。可调控软骨细胞的新陈代谢,是维持正常软骨基质必不可少的条件。关节软骨组织缺乏血液供应、细胞代谢缓慢、自我修复能力较差,即使较小的软骨损伤也会引起严重的后果。我们的前期动物实验表明,中等强度的炮台运动能促进大鼠软骨缺损的修复重塑,但其作用机制尚不清楚。

本研究拟通过体外实验对大鼠关节软骨加载周期性压应力,观察应力下的软骨细胞形态和细胞骨架的变化,为软骨细胞内力一生物信号转化研究提供基础,为适度应力促进关节软骨缺损修复重塑的机制研究提供依据。

1.资料与方法

1.1一般资料

主要包括大鼠来源及所用试剂的来源。本研究中所用大鼠为7d龄,且身体健康,均由南方医科大学实验动物中心提供。主要试剂:鼠抗人Tubulin B单克隆抗体(北京中杉金桥生物进口分装);Dulbecco改良DMEM/Ham F12混合培养基(HyClone公司);0.01mol/L磷酸缓冲液PBS(博士德公司);碘化丙啶(Salarbio公司);链菌蛋白酶(Gibco公司);胎牛血清(FBS,杭州四季青公司);番红(Salarbio公司);胰蛋白酶(Gibco公司);双乙酸荧光素(Salarbio公司);甲苯胺蓝(Salarbio公司);4%多聚甲醛(Salarbio公司);II型胶原酶(Gibco公司);山羊抗小鼠IgG/FITC思牵ū本猩冀鹎派物进口分装);I型胶原蛋白裱衬的6孔培养板(Flexercell公司)。

1.2仪器设备

主要包括四点弯曲加力装置(四川大学华西口腔医学院研制);流式细胞仪(Coulter,美国);CO2培养箱(ShelLab,美国);倒置荧光显微镜(Olympus,日本);数码相机(Olympus,日本)。

1.3实验方法

主要包括细胞培养、染色以及检测。

1.3.1软骨细胞的分离培养及应力加载 体外分离大鼠四肢的关节软骨并进行传代培养,细胞培养传至第3代,随机分为对照组(A组)和周期性机械应力组(B组)。A组:在正常条件下培养软骨细胞;B组:软骨细胞置于周期性机械应力体系中(4000u strain)培养30min,连续3d。加载应力组细胞卸载后与对照组细胞同时进行以下检测。

1.3.2番红及甲苯胺蓝染色 软骨细胞生长于柔性的硅胶膜上,选择PBS进行冲洗,并加入0.25%番红以及1%甲苯胺蓝染液,在室温条件下,进行孵育2h。随后利用显微镜进行观察拍照。番红染色可以明确氨基葡聚糖合成情况;甲苯胺蓝染色可以明确蛋白多糖合成情况。

1.3.3免疫荧光检测 当细胞的80%贴合于盖玻片后,在超净的工作台上放置一24孔的培养板,并取出贴有细胞的盖玻片,使用PBS液进行2次清洗,后加入2%的甲醛溶液,进行固定。固定后,使用0.5%的Triton液清洗细胞3次,每次10min。加一抗(sigma公司),在37℃条件下,静置1h。将盖玻片置于24孔板上,使用0.5%Triton液进行3次清洗,每次10min。后加如异硫氰酸荧光素(fluoresceinisothiocyanate,FITC)标记的二抗(sigma公司),37℃条件下,静置1h。将盖玻片置于24孔板,0.5%Triton液进行3次清洗,每次10min。将所有盖玻片放置于24孔板中,使用0.5%Triton液进行3次清洗,每次10min,后将清洗液弃去,加入4’,6-二脒基2-苯基吲哚(4’,6diamidino2-phenylindole,DAPI)进行染核,在室温条件下,进行5min。后在长方形的载玻片上低落封片剂,盖上盖玻片,并在室温条件下5min封片。用LCSM(LeicaSPS Germany)观察并记录图像。

1.3.4 RT-PCR检测cofilin基因表达 以TrizolRNA试剂盒提取细胞总RNA,依据GenBank上登陆cofilin基因序列,以B-actin作为内参照,设计引物序列。cofilin正义引物:TGTGGCTGTCTCTGATGGAG,反义引物:3TGTCTGGCAGGATC 3TGAC:B-acfin正义引物:CAC GTA CGT TGC TAT CCAGGC,反义引物:CTC CqT AAT GTC ACG CAC GAT。PCR条件95℃变性4min:95℃变性45s:53℃复性45s:72℃延伸90s:72℃温育10min:4℃保存24h。扩增结束后取最终产物10 u L,进行1.5%琼脂糖凝胶电泳(含EBO.5ug/mL)。15mA、90V稳压45min,采用kodak电泳凝胶观察系统EDASl20扫描,分析结果。

1.3.5Western印迹检测cofilin蛋白表达 选择实验组与对照组中贴壁生长的软骨细胞悬浮液,并进行蛋白样品提取,以pierce公司生产的BCA蛋白定量检测试剂盒说明为标准稀释样品,进行蛋白浓度的检测,并选择5mg/mL的BSA液体将蛋白质标准品完全溶解,置于-20℃的环境下保存。选择取标准品用PBS 10mL,并将其稀释为100uL,保证液体的最终浓度为0.5mol/mL。进行SDS-PAGE电泳,再完成转膜的过程中加入一抗与二抗,并进行ECL发光。通过扫描仪进行扫描,将图像输入到Image J软件中进行图像的定量分析。

1.4统计学分析

应用SPSS15.0软件进行统计分析。计量数据用(x±s)表示,行配对t检验,P

2.结果

2.1软骨细胞的形态学观察

体外分离的大鼠关节软骨细胞培养24h后开始贴壁,72h后能够完全贴壁。并且大部分细胞表现为多边形,而细胞核表现为椭圆形或者圆形,能够清晰的观察到1~2个核仁。进行甲苯胺蓝染色后,形态学观察可见:大部分聚集于细胞内的呈深蓝色的蛋白多糖。而细胞核则被染色为深蓝色或者蓝紫色。进行番红染色后,形态学观察可见:大部分呈深红色的氨基葡聚糖阳性物质聚集于细胞内。加载组和对照组无显著差别,而应力组的关节软骨细胞发生形态改变,并且其取向逐渐趋于相同。见图1A~D。

2.2微丝的形态学观察

实验组软骨细胞微丝为与细胞长轴平行的线状均匀纤维,排列整齐,呈线状拉伸,核深染。对照组软骨细胞微丝形态及分布较散乱,纤维显稀疏,与对照组比较核淡然。见图2A~B。

2.3微管的形态学观察

实验组软骨细胞边缘平整、锐利,细胞微管呈网络状分布于各个细胞内以维持细胞形态,在核周可见明显的斑点状微管聚集区。对照组软骨细胞微管荧光强度明显较弱,边缘模糊,未见明显核周聚集区。见图2C~D。

2.4中间纤维的形态学观察

实验组软骨细胞中间纤维围绕细胞核且从细胞核到细胞膜呈递增的贯穿分布,呈平滑的细丝状,成束成网,在细胞膜周围分布密集,形成亮带,中间纤维扩展的细胞外基质的部分呈现为亮带外周的微弱绿色荧光。对照组软骨细胞中间纤维排列紊乱,荧光强度普遍较弱,呈波浪状围绕细胞核分布,个别细胞中存在中间纤维的斑块状聚集,膜周亮带较弱或无,亮带以外微弱绿色荧光较宽。见图2E~F。

2.5RT-PCR检测cofihn基因表达

RT-PCR检测显示实验组软骨细胞cofilin基因表达为(1 52±0.12),对照组为(0.99±0.01),两组相比差异具有统计学意义(t=31.123,P=0.000)。见图3。

2.6Western蛋白印迹检测cofifin蛋白表达

实验组软骨细胞中cofilin蛋白表达明显高于对照组软骨细胞cofilin蛋白的表达。见图4。

3.讨论

软骨在动物全身关节活动中发挥着重要作用,其含有特殊的软骨基质,因而能够承受一定的机械力而不会发生永久变形。同样,在软骨的生长发育过程中,其形态和功能的维持及损伤后的修复也离不开力学刺激,缺乏力学刺激会导致软骨退行性变。

软骨细胞在机械力的传导和转化方面起着举足轻重的作用。细胞形态是细胞功能的体现形式,是细增殖分化与凋亡等诸多胞内事件的参与者,同时,细胞形态与细胞所处的力学环境密不可分,是细胞内部力平衡的最直观外在表现,因此,对软骨细胞的形态研究,是研究机械应力影响软骨修复机制的基础。

本实验中在周期性机械应力刺激下,大鼠关节软骨细胞附壁生长良好,能够合成有软骨细胞生物学特点的粘多糖和氨基葡聚糖,并促进软骨细胞的规则排列,说明在软骨细胞的生长过程中,周期性的机械应力具有较为积极的刺激作用。临床研究证实,外力施加载荷的频率、时间与大小等均是影响软骨细胞新陈代谢和生长的刺激因素。本实验中的细胞特殊染色技术只能定性分析粘多糖及氨基葡聚糖的含量,而无法从蛋白表达的基因水平辨别蛋白合成过程中的微小差别。仍然需要更加深刻的定量分析研究,对基因和蛋白层面进行探讨,进一步阐述周期性机械应力对软骨细胞的刺激作用。

细胞骨架是维持细胞形态的重要部分,同时在维系软骨细胞功能方面也具有十分显著的作用。细胞骨架包括微丝、中间z与微管是胞骨架的组成部分,联合各种具有不同作用的调控蛋白共同构成细胞内部蛋白纤维网络体系。细胞骨架明显的为力学信号发生转导提供了十分理想化和有效化的途径。在细胞受到外界力学的刺激后,会导致细胞骨架发生重新排列,导致使细胞内应力随之发生相应的重新分布。细胞骨架的改变不仅会造成细胞形态的变化,同时也会导致细胞力学特征及生物学特征发生变化。

微丝是真核细胞中含量最丰富的一种蛋白复合体,是细胞骨架的主要成分之一,是由肌动蛋白分子螺旋状聚合成的纤丝,又称肌动蛋白丝,F-actin是细胞骨架微丝蛋白的主要成分,与细胞黏附、吞噬、运动、分裂等密切相关。细胞伸出的丝状伪足参与细胞间的通讯并使细胞具有趋化性,产生细胞形态的变化,而成束的微丝对丝状伪足起支持作用。压应力作用于软骨细胞后,微丝会出现不同方向的变化,增加细胞顶-底纵向的微丝张力,但横向微丝张力未发生变化。外界刺激到达阈值后,会破坏Actin微丝和Vimentin中间纤维聚集以及解聚的动态平衡,导致微丝发生生物学降解。应力信号通过细胞骨架网络结构传递至细胞内激活相应的信号转导通路,反馈调控,使其与组蛋白、DNA相互作用来调节复制和转录过程,细胞骨架发生重组,使细胞维持一定的机械强度适应机械力。

本研究中免疫荧光染色显示应力组较对照组微丝致密且分布均匀,荧光强度增强,取向趋于一致。实验组细胞微管呈网络状分布于各个细胞内以维持细胞形态,在核周可见明显的斑点状微管聚集区。而加载周期性机械应力后的软骨细胞中间纤维围绕细胞核且从细胞核到细胞膜呈递增的贯穿分布,呈平滑的细丝状,成束成网,在细胞膜周围分布密集,形成亮带。这些现象均表明周期性应力可促进软骨细胞的骨架重排,提高其力学适应性,而细胞骨架在软骨细胞的力学一生物学信号转导中发挥着重要作用。

第8篇:细胞研究范文

【摘要】HSS具有促进肝癌细胞增生和抑制其分裂增生、引起肝癌细胞凋亡的双向作用。HSS可能与多种化疗药物诱导肝癌细胞凋亡有协同作用,并且明显减轻化疗药物的毒副作用,对化疗性肝损伤具有保护作用,有可能开创一种细胞因子与化疗药物相结合治疗肝癌的极具潜力的新疗法。

【关键词】肝细胞刺激因子;肝癌;凋亡

【中图分类号】R735.7【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2009)02-0016-02

肝脏是生物体内一种具有很强再生能力的器官,从中分离纯化出具有再生刺激功能的物质一直是国内外研究人员关注的重点。特异性的肝细胞生长刺激因子,HGF(血源性)、HSS(肝源性)、ALR(胞源性)在功能机制方面有许多共同和相似之处,又具有各自独特的功能。在临床上,它们既能启动肝损伤后的再生与修复,又能抑制某些肝癌细胞的生长,在肝病治疗药物中占有极其重要的地位。由于HSS特异性地促肝细胞生长的活性,参与肝细胞再生的调控等,一直是肝炎治疗、肝细胞调控的研究热点。而HSS对肝癌细胞株的作用各家报道不一,限制了HSS临床应用。本文就HSS诱导肝癌细胞凋亡的研究进展作一综述。

1HSS研究概况

1975年LaBrecque从初断乳大鼠和肝部分切除后的再生肝中提取出一种生物活性物质,称为肝细胞刺激因子(HSS)。它能刺激肝细胞有丝分裂,促进肝细胞再生和肝细胞DNA的合成,加速肝脏修复,保护肝细胞的作用。其机制仍不清楚。国内目前临床用的促肝细胞生长素即属于HSS类。HSS至今尚未得到纯化单一的活性物质,其分子结构和DNA序列仍不清楚,但有研究显示是一类分子量约为12~18kD,带强负电荷、微弱疏水的多肽类物质的总和。HSS没有种属特异性,但有器官特异性:HSS在体内对骨髓、脾脏、肾等器官均不作任何反应;在体外,对8种正常的或恶变的非肝脏起源细胞株也没有作用,然而无论体内、外,正常或恶变的肝脏起源的细胞均能对HSS产生较强的反应。HSS可由胎肝、再生肝中提取得到,但成年鼠肝脏提取物则无此物质。体外翻译实验表明,人胎肝细胞的多聚A-mRNA可以引导人HSS的生物合成,表明HSS是人胎肝组织的基因表达产物,而不是酶催化加工的结果。HSS存在乳肝组织或再生肝组织的肝细胞胞浆中,肝细胞膜上有相应的受体,在非肝细胞中未发现HSS。HSS与其他肝再生调控因子的主要不同之处在于具有耐热性并仅存在于生长状态的肝脏中。

2HSS诱导肝癌细胞凋亡的研究进展

HSS具有较强的抗损伤能力,可能减轻多种因素(病毒、细菌、化学毒物、缺血再灌注等)引起的肝细胞凋亡的发生[1],它能刺激肝细胞DNA合成及肝细胞再生,并对肝细胞具有保护作用。HSS对肝癌细胞的作用各家报道不一。由于体外实验证明HSS对肝癌细胞株DNA合成也有促进作用[2],因而HSS能否致癌变及能否应用于肝癌治疗,一直是人们关心的问题。李茹冰等研究表明,HSS的某些组份在体外尚可抑制肝癌细胞的增殖活性。大多数研究认为低浓度时,对肝癌细胞生长无明显刺激作用,较高浓度则有明显抑制肝癌细胞生长作用[3]。吴国庆等实验发现[4]HSS对正常大鼠肝脏细胞和人肝癌细胞呈促进增生和抑制其分裂增生、引起自溶和死亡的双向作用。研究表明[5],HSS对肝细胞生长起双重调控作用,不但能促进肝细胞DNA合成,同时还能抑制肝癌细胞生长,预防黄曲霉素导致的大鼠肝癌前病变。在体外实验,细胞水平证实[6],HSS能抑制肝癌细胞活力,但无明显形态学损害的表现。有学者通过琼脂糖凝胶电泳及流式细胞检测证实[7],肝癌细胞活性的降低系HSS和ADR的作用下发生细胞凋亡所致。其他学者通过实验亦得出 HSS对肝癌细胞生长具有抑制作用,且对肝癌细胞的凋亡具有促进作用[8]。但类似的动物实验尚需进一步证实。可见HSS具有诱导肝癌细胞凋亡的作用是肯定的。当然,肝的再生增殖、凋亡等的调控并不是由单一因素决定的,HSS作为一种促肝生长物质是不可能完全独立发挥作用的。HSS单独对肝癌细胞系的凋亡诱导作用很弱,很可能与多种化学药物作为促进剂共同发挥作用。

3HSS诱导肝癌细胞凋亡的作用机制

自发现HSS以来,虽然受到一些学者的关注,但HSS对相同起源的正常和恶性肿瘤细胞为何表现出相反的作用,其机制仍不清楚。首都医科大学生物学实验室报道[9],HSS刺激肝细胞生长的机理可能是诱导细胞EGF受体(EGFR)mRNA的转录水平,上调EGFR的数量,提高EGFR的亲和力和磷酸化程度,促使其内向化。EGFR具有酪氨酸激酶活性,其活化后可诱导形成包括Ras在内的细胞信号传导通路,最终导致细胞增殖[10]。HSS促肝癌细胞生长亦可能通过调节EGFR介导的信号传导通路所为。戴杰等[2]报道,HSS系通过调节EGFR介导的细胞信号传导通路促肝癌细胞生长。HSS与肝细胞或肝癌细胞膜表面的EGFR结合,促使EGF与受体内向化,继而活化EGFR,后者则作用于膜内面的p21ras,引发胞内信号传导的瀑布效应。因此,在基因水平HSS刺激EGF受体表达,可能是HSS启动肝细胞再生的关键。

有学者通过实验发现HSS作用后的肝癌细胞突变型P53蛋白表达明显降低,可能是HSS促进肝癌细胞凋亡的原因之一[8]。HSS对肝癌细胞的生长调节作用与肝癌细胞EGFR/DNA表达密切相关[11]。HSS诱导肝癌细胞凋亡亦可能是通过作用于细胞膜上的EGFR而发挥其生物效应的。实际上EGF于不同细胞系可分别诱导凋亡及减轻凋亡。HSS与EGFR结合后引起EGFR构象的改变[12]。HSS进入细胞,产生一系列理化反应,最终在核内启动一些基因的表达,如p53基因的表达,进一步表现出其效应。也有学者认为HSS在促进肝细胞再生的同时,可能同时具有促进细胞分化的作用,而肝癌细胞凋亡的发生可能与这种尚未证实的促分化作用有关[7]。

4HSS抗化疗性肝损伤的作用

HSS通过增强肝细胞抗氧化能力,抑制脂质过氧化反应,在一定程度上拮抗CTX、CCl4的肝毒性[13]。HSS能够阻止化学毒物或药物导致的肝细胞膜流动性的降低,能够有效地维持急性肝损伤后线粒体的通透性[5],线粒体膜通透性改变可能是细胞死亡的关键性机制,改善肝脏线粒体的呼吸功能,因而阻止细胞死亡。据报道,HSS能促进肝细胞膜的稳定性,增强肝细胞对化疗药物的耐受性,减轻肝细胞的损伤,提高化疗效果,明显缩小肿瘤病灶,延长生存期,并能减轻化疗引起的呕吐等消化道反应。可见HSS作为一种有效的天然的肝细胞特异性保护剂应用于临床,可望成为化疗性肝损伤有效治疗方法之一。

5小结

肝癌的化疗敏感性较差,全身化疗反应率在20%左右,且肝癌的联合化疗方案并未显示出比单一药物化疗更明显的优势,相反,联合化疗不可避免的具有更高的毒性。研究结果证实多种化疗药物均有诱导肿瘤细胞凋亡的作用,诱导细胞凋亡成为肿瘤治疗的一个方向。HSS可能与多种化疗药物诱导肝癌细胞凋亡有协同作用,并且明显减轻化疗药物的毒副作用,对化疗性肝损伤具有保护作用,应用于人体可能发挥显著的抗肝癌作用,有可能开创一种细胞因子与化疗药物相结合治疗肝癌的极具潜力的新疗法。

参考文献

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[11]Dai J,An W,Gao DC,et a1.Influence of hepatic stimulator substance on p2l(Ras) expression in human hepatic carcinoma cells 7402[J].Sheng Li Xue Bao,2000,52(3):225-229.

[12] 王天翔,金志明,袁建明,等.肝刺激因子对人肝癌细胞EGFR/DNA表达的影响[J].上海第二医科大学学报,2005,25(2):141-143.

第9篇:细胞研究范文

目的探讨新生儿细菌与病毒感染后患儿免疫细胞及其细胞因子的影响,以期为新生儿感染治疗提供相关指标依据。方法选取医院2014年1月-2015年1月住院新生儿100例,将其随病原菌不同分为细菌感染组65例和病毒感染组35例,两组均给予对应及对症治疗,并给予人免疫蛋白静脉滴注,观察治疗前及治疗7d两组患儿免疫细胞CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+及细胞因子白介素-4(IL-4)、白介素-17(IL-17)、干扰素-γ(IFN-γ)、NK变化,并于治疗3d后评定治疗效果。结果治疗前细菌感染组CD3+高于病毒感染组同期,CD4+低于病毒感染组同期,两组治疗后各项免疫细胞均高于同组治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),两组治疗后各项免疫细胞组间对比,差异无统计学意义;细菌感染组IL-4、NK高于治疗后及病毒感染组同期,差异有统计学意义(P<0.05),IL-17、IFN-γ与同组治疗后及对照组同期对比,差异无统计学意义;经3d治疗,细菌感染组总有效率100.0%,高于对照组71.4%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论新生儿细菌或病毒感染后,均可降低机体CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+水平,促进IL-4、NK水平增高,适时给予人体免疫蛋白,有提高细胞免疫功能,提高治疗效果,且有可能降低新生儿感染发生。

关键词:

新生儿感染;病原体;免疫细胞;细胞因子

新生儿免疫功能尚不健全,防御机制不成熟,受环境、生殖道污染等影响,易引发感染性疾病[1]。相关文献显示[2],新生儿感染已成为继新生儿黄疸、新生儿窒息外,新生儿死亡重要原因。为降低新生儿感染发生率,特对医院收治不同病原体感染患儿免疫细胞及细胞因子进行研究,现报道如下。

1资料与方法

1.1临床资料

收集医院2014年1月-2015年1月住院新生儿100例,所有患儿均出生30d内,经临床检查确诊为新生儿感染,符合相关诊断标准[3]。排除新生儿免疫缺陷疾病、食物不耐受、先天性疾病、混合感染及对本研究药物过敏患儿。随病原菌不同分为细菌感染组65例和病毒感染组35例,两组患儿性别、出生日龄、出生孕龄等对比,差异无统计学意义,具有可比性,见表1。

1.2研究方法

1.2.1治疗方法

新生儿感染后,据患儿临床症状、血常规等给予抗感染、抗病毒药物及对症治疗。并积极完善各项检查,取分泌物、痰液等进行致病菌培养及药敏试验,据药敏结果给予针对性治疗。两组均给予人免疫球蛋白(批准文号:国药准字S10970081;厂家:上海生物制品研究所有限责任公司;10%3ml/支),以5%葡萄糖注射液100ml稀释400mg/kg后静脉滴注,7d为1疗程。

1.2.2检测方法

两组患儿均于治疗前及治疗7d抽取空腹肘静脉血2ml置于肝素钠抗凝一次性试管内送检,血液标本采集及送检均由同组护理人员完成。细胞因子检测采用流式细胞检测仪进行,稀释、混匀、离心、洗涤等,均严格按操作说明进行。免疫细胞检验采用美国生产免疫散射速率比浊仪检测,试剂为美国Beckman-Coulter公司生产配套试剂,并计算CD4+/CD8+值。

1.3观察指标

详细记录两组患儿临床症状改善情况,治疗前、治疗7d两组患儿免疫细胞、细胞因子水平,以确定不同病原体对患儿免疫功能影响,及人免疫蛋白对患儿免疫功能影响。免疫细胞包括CD3+、CD4+、CD8+及CD4+/CD8+;细胞因子包括:白介素-4(IL-4)、白介素-17(IL-17)、干扰素-γ(IFN-γ)、NK。

1.4评定标准

据患儿临床症状及体征评定,治疗3d患儿咳嗽、腹泻等临床症状及体征完全消失,尿量恢复正常,心音正常为有效;治疗3d后,患儿症状及体征较治疗前好转,但仍有轻微临床症状,尿量偏少为显效;治疗3d后,患儿临床症状及体征均无改善或加重,伴有少尿或无尿,心音低顿为无效[4]。总有效=有效+显效。

1.5统计分析

数据采用SPSS18.0软件进行统计分析,免疫细胞及其细胞因子指标资料以(珚x±s)表示行t检验,治疗效果对比采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组患儿治疗前后免疫细胞比较

治疗前细菌感染组CD3+高于病毒感染组同期,CD4+低于病毒感染组同期,两组治疗后各项免疫细胞均高于同组治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

2.2两组患儿治疗前后细胞因子比较

两组治疗前IL-4、NK对比,差异具有统计学意义(P<0.05),两组治疗前IL-17、IFN-γ对比,差异无统计学意义,细菌感染组治疗后IL-4、NK对比,差异有统计学意义(P<0.05),病毒感染组治疗后各项细胞因子与治疗前对比,差异无统计学意义,见表3。

2.3两组患儿治疗效果比较

经3d治疗,细菌感染组总有效率100.0%,高于对照组71.4%,差异有统计学意义(P<0.05),见表4。

3讨论

新生儿免疫功能不成熟,防御机制不健全,受外界病原体侵袭后,易引发感染,且起病隐匿,发展迅速,重症者可形成败血症、肝肾功能衰竭等,严重危害患儿生命健康[5]。相关文献显示[6],全世界每年约有300万以上新生儿死于感染。目前临床尚无有效预防新生儿感染有效方法,仅在新生儿感染发生后或预防性给予抗感染及对症治疗,虽可发挥一定治疗效果,但也会产生一定不良反应,如应用抗生素治疗后,易损害机体正常菌群,甚至引发真菌感染,延长治疗时间,增加患儿家庭经济负担[7]。新生儿出生3个月内免疫力主要来源于母体获得IgG,随着母体获得IgG水平逐渐下降,自身合成功能发育不完全,防御机制不健全,故分娩后3个月内是新生儿感染高发期[8]。临床较多学者将着眼点侧重于新生儿感染的治疗,但缺乏相关数据支持,并不能为临床治疗提供有力证据,甚至可能暂时缓解症状,影响临床治疗[9]。故笔者认为,监测新生儿免疫细胞及细胞因子变化,及时给予调整,有可能成为预防新生儿感染发生,提高新生儿感染治疗效果,降低新生儿感染病死率新方法,然何种致病菌可对新生儿免疫细胞及细胞因子影响、影响程度,尚无统一定论。人体细胞免疫系统主要为T淋巴细胞,包括CD3+、CD4+、CD8+等,其中CD3+水平代表外周成熟T淋巴细胞水平,CD4+代表淋巴因子水平,CD8+代表免疫抑制情况[10]。CD4+与CD8+是机体免疫细胞核心系统,且相互抑制、调节,保持机体免疫功能处于动态平衡状态,CD4+/CD8+越高,免疫功能越好,反之则降低,免疫功能紊乱[11]。且T淋巴细胞可产生特定细胞因子,包括IL-4、IL-17、IFN-γ、NK等,共同调节机体免疫功能,维持机体免疫功能平衡,特别是IL-17在肠道炎症中具有诱导肠道上皮细胞、内皮细胞释放促炎因子及趋化因子作用,以缓解临床症状[12]。

参考文献:

[1]李强.降钙素原与C反应蛋白在新生儿感染的临床应用研究[J].中国医药导刊,2013,15(3):419-420.

[3]邵志英,张彬彬,朱敏蓉,等.C反应蛋白检测指导新生儿感染用药的研究[J].现代中西医结合杂志,2010,19(14):1704-1705.

[4]郁凌飞,徐秋英.免疫球蛋白对感染性肺炎患儿相关免疫指标的影响[J].中国妇幼保健,2015,30(27):4650-4651.

[5]唐云芳,姚钧平.血清降钙素原检测对新生儿败血症早期诊断和治疗的意义[J].中国基层医药,2015,22(4):608-610.