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细胞生物学特性精选(九篇)

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细胞生物学特性

第1篇:细胞生物学特性范文

【关键词】干细胞; NF-κB抑制因子α;细胞增殖;细胞分化;细胞因子

Effect of mutated IκBα gene on the biological characteristics of immortalized neural progenitor cell strain

ZHU Chang, LIU Zhi-heng, ZHANG Chuan-han, et al. Department of Anesthesiology,Tongji Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430030, China

【Abstract】 Objective To observe the effect of mutated IκBα gene on the proliferation,differentiation and cytokine secretion of immortalized neural progenitor cell strain(INPCs). Methods After the establishment of mutated IκBα gene transfected INPCs and blank plasmid transfected INPCs, MTT staining and flow cytometry were used to draw the growth curve and measure the cell proliferation index. Western blot was carried out to observe the differentiation of the two cell strains after 5% blood serum induced differentiation. The expression of TNF-α、IL-1β and IL-6 was measured by realtime RT-PCR. Results It was established by growth curve and cell proliferation index that the proliferation was slowed down in mutated IκBα gene transfected INPCs compared with blank plasmid transfected INPCs. After blood serum induced differentiation,glial fibrillary acidic protein was highly expressed in the two cell strains. There was no difference in the expression of TNF-α between mutated IκBα gene transfected INPCs and blank plasmid transfected INPCs. The expression of IL-1β and IL-6 was reduced in mutated IκBα gene transfected INPCs. Conclusion Mutated IκBα gene can slow down the proliferation of INPCs, reduce the expression of some cytokines, but didn’t influence the differentiation of INPCs.

【Key words】Stem cells;NF-kappaB inhibitor alpha;Cell proliferation ;Cell differentiation; Cytokines

本实验室成功构建了SV40Tag永生化的大鼠神经前体细胞株(INPCs)[1],并在此基础上构建了转IκBα突变型基因永生化神经前体细胞株。作为细胞移植治疗的细胞来源和外源基因的载体,INPCs的生物学特性在转入外源基因后有何改变,是进一步研究首先应关注的问题。本研究拟通过比较转IκBα突变型基因及空白对照载体的INPCs在增殖、分化以及细胞因子分泌功能上的差异,为进一步将该转基因细胞用于细胞移植治疗脑缺血等中枢神经系统疾病奠定基础。

材料与方法

材料 转染pcDNA3.1及pcDNA3.1/IκBαM的INPCs由本实验室构建,DMEM/F12培养基、B27无血清培养添加剂(Gibco公司,美国);碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、表皮生长因子(EGF)(Pepro Tech公司,英国); MTT、碘化丙啶(PI)(Sigma公司,美国);抗β-actin抗体、抗胶原纤维酸性蛋白(GFAP)抗体、抗微管相关蛋白2(MAP2)抗体(Neomarkers公司,美国); Trizol试剂(上海华舜公司),SYBR ExScriptTM RT-PCR Kit (Takara,日本)。

细胞培养及传代 转染pcDNA3.1或pcDNA3.1/IκBαM的INPCs在含2%B27、20ng/ml bFGF、20ng/ml EGF、0.3μg/ml嘌呤霉素的DMEM/F12培养基中,置37℃、5%CO2培养箱培养,0.25%胰酶消化传代。

细胞生长曲线的绘制 将转染pcDNA3.1及pcDNA3.1/IκBαM的INPCs以每孔5×103的密度接种于96孔板,共种8板,每板每株细胞接种12孔,每24h取出一板,每孔加入0.2%MTT 50μl,继续培养4h后,吸去上清液,每孔加入DMSO 150μl,震荡10 min,在酶标仪(Bio-Rad公司,美国)上测定570nm吸光度值,并绘制生长曲线。

细胞增殖指数的测定 将转染pcDNA3.1及pcDNA3.1/IκBαM的INPCs分别制成单细胞悬液,PBS 洗一次后,加入-20 ℃预冷的80 %乙醇固定, 冰浴30min,固定后的细胞用PBS 洗涤2 次,调整细胞浓度为1 ×106 / ml,加入PI (终浓度为50μg/mL)和RNA酶(终浓度为1μg/ml), 室温避光孵育1h后上机检测,细胞增殖指数= ( S + G2 /M) / ( G0 /G1 + S +G2 /M) ×100%。

Western blot检测细胞分化 分别提取转pcDNA3.1 INPCs及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs的细胞总蛋白,两株细胞以5%血清诱导分化一周后分别提取总蛋白,以β-actin为内参照,取等量的蛋白质经10%聚丙稀酰胺凝胶电泳后,转至硝酸纤维素膜上, 用5%脱脂奶粉封闭1h,加10μg/ml抗GFAP单抗、抗MAP2单抗或抗β-actin单抗,室温孵育1h,漂洗后加入辣根过氧化物酶标记的二抗,室温孵育1h,漂洗后二氨基联苯胺显色2~3 min,水洗后照相。

Realtime RT-PCR 检测细胞因子的表达 用Trizol试剂提取转pcDNA3.1 INPCs及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs的总mRNA,8453E型紫外分光光度仪(Agilent公司,美国)测定RNA浓度,参照SYBR ExScriptTM RT-PCR试剂盒说明操作,用等量的总mRNA进行逆转录,然后以逆转录产物为模板在LightCycler real-time PCR仪(罗氏公司,美国)上进行PCR反应,反应条件为:94℃预变性10 s,94℃变性5 s,60℃退火及延伸20s,共反应40个循环后,分析融解曲线,参照Livak等人的方法,以2-σσCT法分析细胞因子的的相对表达量[2],引物列表见表1。

统计学处理 采用SPSS 12. 0统计软件进行分析,计量资料以均数±标准差( ±s)表示,不同细胞株间比较采用成组t检验,P < 0. 05为差异有统计学意义。

结 果

生长曲线的绘制 采用MTT法绘制的转pcDNA3.1INPCs及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs的生长曲线,见图1。除接种后第一天外,各时点转pcDNA3.1/IκBαM INPCs加入MTT后,其570nm吸光度值均较相同时点转pcDNA3.1 INPCs低,同时点两株细胞间比较,差异有统计学意义。

流式细胞仪检测细胞增殖指数 转pcDNA3.1INPCs 及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs的细胞增殖指数依次为61.64%±4.25%和46.19%±0.86%,两者比较,差异有统计学意义。

Western blot检测细胞分化 血清诱导分化后,两株细胞MAP2的蛋白条带极其微弱,GFAP条带明显,诱导分化前,转pcDNA3.1INPCs 及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs均有明显的MAP2条带,而无明显的GFAP条带,两株细胞间比较,MAP2和GFAP条带的明暗程度在分化前及分化后无明显差异。(见图2)

细胞因子的表达 用Realtime RT-PCR的方法检测转pcDNA3.1 INPCs及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs细胞因子mRNA的相对表达量,如表2所示。将转pcDNA3.1INPCs相应细胞因子的表达量定义为1,两株细胞TNF-α的mRNA表达差异无统计学意义,转pcDNA3.1/IκBαM INPCs中IL-6 及IL-1β mRNA的表达较转pcDNA3.1的INPCs低,差异有统计学意义。

讨 论

神经前体细胞具有不断分裂增殖、自我更新以及多分化潜能[3]。转pcDNA3.1INPCs 及转pcDNA3.1/IκBαM INPCs的培养和传代证实,转入IκBα突变型基因后,INPCs仍能不断分裂增殖,保持了自我更新的特性。而western blot通过半定量的方式证实,转入的外源基因并未影响INPCs的分化特性,即血清诱导分化后大部分细胞表达作为星形胶质细胞标志的GFAP,分化为星形胶质细胞,仅有少量细胞表达作为神经元标志的MAP2,分化为神经元。增殖和分化潜能的保持即证实了转pcDNA3.1/IκBαM INPCs保持了神经前体细胞的特性,同时也是该细胞株用于细胞移植治疗的基本保证。

第2篇:细胞生物学特性范文

【摘要】目的:观察阿霉素长时间作用对胆管癌细胞株FRH0201生物学活性的影响。方法:用2μg/ml的阿霉素同一浓度逐渐延长时间作用于人胆管癌细胞株FRH0201细胞,经反复作用筛选出能在含1μg/ml的阿霉素培养液中生存72h,去掉阿霉素后仍能继续稳定传代生长的细胞。无药培养1月后进行生物学行为的监测。观察细胞形态学,绘制生长曲线和流式细胞仪测定细胞周期,酶联免疫吸附法测定细胞的肿瘤标记物,激光共聚焦显微镜观察细胞内的阿霉素的荧光强度。结果:阿霉素作用后FRH0201细胞形态学有轻度改变,细胞倍增时间较亲本细胞延长3h,与亲本细胞相比S期细胞增多16.89%,G1期细胞减少29.33%、G2期细胞增多12.46%。CA125和CA199试验组和亲本组分别为9.14和8.60U/ml,1.59和2.96U/ml,细胞内阿霉素浓度(荧光强度平均值),亲本细胞为1764.8,试验组细胞为305.4。结论:阿霉素对胆管癌细胞株FRH0201的形态学及倍增时间无明显影响,但使细胞进入S期、G2期的增多,细胞内药物浓度明显降低,生长时间无明显变化。

【关键词】胆道肿瘤・阿霉素・肿瘤细胞,培养液・细胞周期・细胞大小・CA125・CA199

TheeffectsofadramycinonthehumanliverhilarcholangiocarcinonacelllineFRH0201

【ABSTRACT】Objective:ToinvestigatetheeffectsofadramycinoncelllineofFRH0201.Methods:Humanhilarcholangiocarcinonacelllinewereculturedwithadramycin(2μg/ml)throughlastingdifferenttimes,finallythiscelllinecansurviveafter72hculturedinthecultureliquidwiththeadramycin(1μg/ml).Thenthemediumwasreplacedwithafreshonewithoutadramycin,andthecellswerecontinuouslyculturedfor1month.Theinvitrostudiesincludedtheobservationoftheappearancewithopticalmicroscope,MTTcellproliferationassay,analysisofthecellcyclebyFlowcytometry(FACS),assaysoftumormarkerusingenzymelinkedimmunosorbentassay(ELISA),thefluorescencedensityofadramycin.Results:ComparedtotheparentFRH0201cellline:Themorphologyshowedtypicalmorphologicalcharacteristics,thedoublingtimeprolongedabout3h,thecellcyclebyflowcytometryidentifiedinG1,G2andSphaseofcellcyclewere40.50%,19.74%and39.77%intrialgroup,and69.83%,7.29%and22.88%inparentgroup,respectively.Tumormarkerhasnodifferencebetweenthem,thefluorescencedensityofepirubicindescending5.2times.Conclusion:Theadramycincanaffectthecellcycleandcausethechangeofmetabolism.

【KEYWORDS】Biliarytractneoplasms・Adramycin・Tumorcells,cultured・Cellcycle・Cellsize・CA125・CA199

目前,肝门部胆管癌手术切除率已明显提高,手术病死率明显下降,但真正达到根治性切除的病例很少,局部复发率很高,现有的化疗及放疗未见明显的效果。其原因可能与肝门部胆管癌的生物学特性有关[1]。为此,我们观察阿霉素长时间作用对胆管癌细胞株FRH0201生物学活性的影响。

1材料和方法

1.1材料阿霉素购于深圳万乐公司,MTT购自爱博生物工程有限公司,胎牛血清购自杭州四季青公司。胆管癌细胞株FRH0201由本课题组吴小鹏教授构建[2]。

1.2方法采用浓度相同不断增加作用时间的方法确定阿霉素培养液终浓度为1μg/ml。首先分别向FRH0201细胞株的培养瓶内加入不同浓度的阿霉素(Adramycin,ADR),培养3d后观察细胞死亡情况。结合阿霉素的血浆浓度,选择可将50%的细胞抑制的药物浓度(IC50)作为耐药细胞培养的起始浓度(2μg/ml),将肿瘤细胞置于该培养液中和不含药物的10%小牛血清RPMI1640培养液培养,待细胞稳定生长、进入对数生长期后,传代两次,再将筛选出的细胞在相同药物浓度培养液中继续培养。经过1,2,3,6,12,24,36,48,60,72h10个时间段约8个月的培养,最终使细胞能够在1μg/ml阿霉素培养液中持续稳定生长并传代,然后脱药培养1个月在检测细胞的生物特性。

>1.3观察指标

1.3.1形态学观察将两株细胞分别爬片后经HE染色,光镜下进行形态学观察。

1.3.2细胞倍增时间的测定取对数生长期的亲本细胞即未用药的细胞和阿霉素作用的细胞与试验组细胞各一瓶,0.25%胰蛋白酶消化,10%小牛血清1640培养液制成浓度为1×104个/ml的单细胞悬液,96孔板中每孔接种200μ1,37℃、5%CO2饱和湿度孵箱中培养。每天取3个复孔计数活细胞,计算平均值,连续观察7d。以培养时间为横轴,以细胞数的对数为纵轴,绘制半对数细胞生长曲线,于生长曲线上对数生长期内取3组数据,根据最小二乘法进行直线回归,在直线上任取两点(Nt、No),根据下列公式计算细胞的倍增时间(Td)[3]。T代表No~Nt的时间Td=T×Ig2/Ig(Nt/No)

1.3.3细胞周期分析取对数生长期的亲本及实验组细胞各1×106个/ml,制成单细胞悬液,按试剂盒说明进行操作,于流式细胞仪(FCM)上行细胞周期分析。

1.3.4肿瘤标记物CA125、CA199分别将同等数量的亲本及试验组细胞接种于培养瓶内,37℃、5%CO2饱和湿度孵箱中培养。待细胞进入对数生长期后,分别收集培养液各10ml,1000r/min离心5min后取上清,用酶联免疫吸附法进行CA125及CA199的检测。

1.3.5激光共聚焦显微镜检测将亲本细胞与试验组细胞制备单层细胞爬片。将载玻片置于培养皿中10%小牛血清1640培养液制成浓度为1×104个/ml的单细胞悬液,待细胞贴壁生长均匀布满载玻片后加入2μg/ml阿霉素作用30min,PBS洗涤细胞2次,在磁共振共聚焦显微镜下观察细胞内的阿霉素浓度以荧光强度表示。然后计算平均值。

2结果

2.1形态学改变倒置显微镜下对数生长期的FRH0201细胞呈铺路石状镶嵌紧密排列,细胞呈多边形、梭形、圆形、不规则形、三角形等各种形态,生长活跃,细胞体积变大,折光性差,核浆比例变大,细胞核增大。有多核细胞,有异常核分裂相。

2.2细胞倍增时间实验组细胞倍增时间为23.6h,延长了约3h。

2.3细胞周期分析实验组细胞与亲本细胞相比:S期细胞增多16.89%,G1期细胞减少29.33%、G2期细胞增多12.46%。见图1、2。

2.5激光共聚焦显微镜检测细胞内的阿霉素浓度以荧光强度表示,计算平均值。见图3。

3讨论

肝门胆管癌及胆囊癌术后化疗是重要的辅助治疗手段,但化疗的敏感性不高。且可能存在个体性差异及可能诱发的肿瘤多药耐药性。为了临床及基础方面对胆道恶性肿瘤综合治疗的研究,FRH0201细胞代表原发灶的所有细胞群体[2],并已成功建立裸鼠动物模型[3、4],我们用阿霉素对该细胞株进行干预,观察对其生物学特性的影响。为了更接近临床胆管癌化疗反复间歇用药的特点,对FRH0201细胞采用大剂量反复间歇同一浓度不同时间暴露,历时8个月,获得了稳定生长的细胞。本次试验不同于其它耐药株固定药物浓度,这更符合临床用药方式。在本实验中我们发现在低氧时,肿瘤细胞在含有阿霉素的培养基中可以继续生长繁殖,一旦更换培养基后同样剂量的药物,细胞虽然可以继续贴壁伸展。但药物持续存在时却出现凋亡细胞,随着作用时间的延长,凋亡细胞逐渐减少。该细胞生物学特性的研究将为下一步耐药株的建立,探讨胆管癌耐药机理及逆转耐药奠定基础。以往研究发现,与亲本细胞株比较,耐药细胞株在形态、结构及代谢水平等方面均发生了显著变化[5]。本实验细胞在无药培养1个月后生长稳定,倍增时间稍有延长,其分泌的肿瘤标记物如CA125、CA199较亲本细胞有所降低,这可能与药物抑制细胞活性有关,也可能是药物导致了细胞的分化有关,但是细胞排泄毒性药物的作用得到了增强。我们推测这些生物学性状的改变与其耐药表型密切相关,但其详细机理尚有待进一步研究。经流式细胞仪分析发现,药物处理前后试验组G1期细胞比亲本组约减少29.33%,G2期细胞比亲本组增加12.46%,S期细胞增多16.89%,说明细胞通过细胞周期限制从G1期进入S期,然后阻滞于G2期,G2期的主要特征是RNA的合成和染色质的螺旋化,此期对外界环境敏感,易受各种因素的影响[6]。提示根据药物对胆管癌细胞周期各期的影响,在临床上可以更好地选择不同的化疗药物,联合用药以增加疗效,减少副作用。在经药物作用筛选后1月,细胞内抗肿瘤药物浓度仍明显降低,证明了细胞稳定表达了某种机制,该机制可以使肿瘤细胞耐受阿霉素的杀伤作用,但具体的机制需要进一步证实。本实验提示:(1)通过适当剂量的间歇的持续的冲击应用抗肿瘤药物,可以筛选出持续生长的细胞;(2)胆管癌细胞在阿霉素作用下,细胞内的抗肿瘤药浓度下降,这是肿瘤细胞在含抗肿瘤药物的掊养液中生长繁殖的基础;(3)阿霉素可以影响细胞的分裂增殖周期。但该结论尚需今后进一步实验得以证实。

参考文献

[1]丛文铭,吴孟超,陈汉.肝内胆管癌多基因变异表型分析[J].中华医学杂志,2001,81:271273.

[2]JokobyWB.Methodsinenzymology[M].NewYork:AcadPress,1979.150.

[3]吴小鹏,王占民,何晓冉.肝门部胆管癌细胞系FRH0201的建立及生物学特性研究[J].中华医学杂志,2005,85(25):17841785.

[4]李志伟,王占民,吴小鹏,等.利用裸鼠建立人肝门部胆管癌肝门移植模型[J].中国现代普通外科进展,2004,7(4):209.

[5]Uchiyam

第3篇:细胞生物学特性范文

Biological characteristics of placentaderived adherent cells

【Abstract】 AIM: To isolate and culture human placentaderived adherent cells (hPDAC) in vitro and study their biological characteristics involving morphology, phenotype and differentiation. METHODS: Mononuclear cells were harvested after placenta tissue was digested by collagenase IV, seeded and cultured in lowglucose DMEM containing 100 mL/L FBS. Their surface markers were detected by flow cytometry; the growth curve was made; cells of 3 passages were induced to differentiate into osteoblasts with vitamin C, dexamethasone and sodium βglycerophosphate, and the induced cells were observed in the change of matrix mineralization with alizarin red staining; cells of 3 passages were induced to differentiate into lipocytes with dexamethasone and insulin, and the induced cells were observed with oil red O staining. RESULTS: By day 7-14, a few of adherent cells were observed and expanded the same as fibroblasts, and adherent cells were positive for CD29, CD44 and CD105, but negative for CD34, CD45, CD19. After 10day induction, alizarin red staining showed the calcium mineralization and after 7 d, oil red O staining revealed the appearance of fat drops. CONCLUSION: The hPDAC was confirmed to have the osteogenic and adipogenic potentials, indicating that they could be regarded as an alternative source of stem cells.

【Keywords】 placenta; adherent cells; stem cells

【摘要】 目的: 通过体外分离和培养胎盘贴壁细胞,以研究其形态、表型和分化特点. 方法: 采用IV型胶原酶消化人胎盘组织,获得单个核细胞,接种于100 mL/L FBS 低糖DMEM培养基中,贴壁后常规换液、传代,流式细胞仪检测其表面标志,绘制生长曲线. 采用β甘油磷酸钠、维生素C、地塞米松联合诱导,使胎盘贴壁细胞分化为成骨细胞,诱导后10 d行茜素红染色;采用地塞米松、胰岛素诱导,使胎盘贴壁细胞分化为脂肪细胞,油红O染色鉴定. 结果: 培养7~14 d后有少量贴壁细胞生长,逐渐呈成纤维细胞状,表达CD29,CD44和CD105,不表达CD34,CD45,CD19;在成骨诱导10 d后细胞茜素红染色可见钙盐沉积,成脂肪诱导7 d后油红O染色见脂肪滴形成. 结论: 通过不同方式诱导培养,胎盘贴壁细胞可分化为成骨细胞及脂肪细胞,提示胎盘贴壁细胞可能是新的干细胞来源.

【关键词】 胎盘;贴壁细胞;干细胞

0引言

间充质干细胞(marrow stromal cell, MSC)主要来源于骨髓,可以分化为多种组织细胞:成骨、软骨、脂肪、神经细胞等,但随着年龄增长或合并感染、肿瘤等疾病时骨髓干细胞的分化能力明显下降,因此寻找新的干细胞成为当务之急. 近几年来有学者发现胎盘组织中存在MSC. 为进一步证实这一发现,我们从胎盘中提取贴壁细胞,观察其生物学特性,以探讨其是否具有干细胞特性.

1材料和方法

1.1材料足月剖宫产的胎盘(产妇同意),低糖DMEM(Gibco公司),新生牛血清(FBS,Gibco公司),IV型胶原酶(Sigma公司),胰蛋白酶(Sigma公司),鼠抗人单克隆抗体CD19,CD44,CD45,CD105,CD34,CD29(晶美公司),茜素红(Sigma),油红O(Sigma),倒置显微镜(Olympas),CO2培养箱(Jouan).

1.2方法

1.2.1胎盘贴壁细胞的分离和培养取足月剖宫产胎盘,剪取胎儿侧胎盘组织,PBS反复冲洗,剪成碎块,以1 g/L IV型胶原酶37℃消化30 min,取上清液,以800 r/min离心5 min,沉淀物重复消化,收集每次离心后的细胞沉淀,PBS冲洗2遍,以1×107/L的密度接种于100 mL/L FBS DMEM培养基中,贴壁后3~5 d换液1次,取传3代以上细胞备用.

1.2.2胎盘贴壁细胞的表型测定取第3代细胞,以2.5 g/L胰蛋白酶消化3 min,100 mL/L FBS终止消化,PBS冲洗2遍,调整细胞数为1×104/μL,分别加入鼠抗人单克隆抗体CD19, CD44, CD45, CD105, CD34,流式细胞仪检测细胞表型.

1.2.3生长曲线的绘制取第3代细胞,以2×107/L的密度接种于12孔板中,每日取3复孔,台盼蓝染色计数活细胞,连续培养计数7 d,计算平均值,绘制生长曲线.

1.2.4细胞周期测定取第3代细胞,以2.5 g/L胰蛋白酶消化3 min,10 mol/L FBS终止消化,PBS冲洗2遍,调整细胞数为1×106/L,流式细胞仪检测细胞周期.

1.2.5细胞诱导分化及染色取第3代胎盘细胞,以2.5 g/L胰蛋白酶消化3 min, 10 mol/L FBS终止消化,800 r/min离心5 min,PBS冲洗3遍,分为4组分别以1×105/L细胞数接种于6孔板中,1组加入成骨诱导剂(20 mmol/L β甘油磷酸钠、50 mg/L维生素C,10 mmol/L地塞米松,100 mL/L新生牛血清DMEM培养基),2组加入脂肪诱导剂(10 mmol/L地塞米松、10 mg/L胰岛素、100 mL/L新生牛血清DMEM培养基),3,4组为对照组,采用100 mL/L新生牛血清DMEM培养基培养,置37℃,50 mL/L CO2孵箱培养,每3~5日换液1次. 取培养10 d后的1,3组细胞,倒掉培养液,多聚甲醛固定30 min,PBS冲洗3遍,茜素红染色8 h,显微镜下观察阳性结果. 取培养7 d后的2,4组细胞,多聚甲醛固定后油红O染色.

2结果

2.1胎盘细胞的原代培养消化胎盘组织获得少量的单个核细胞,约7~14 d后贴壁,从不规则形,逐渐变为梭形,呈漩涡状生长,约4 wk后长满瓶底,胞体呈细长,形态类似成纤维细胞(图2),1 wk左右传代1次,可稳定传至10代. 流式细胞仪检测显示低表达CD29,高表达CD44和CD105,不表达CD34,CD45和CD19. 细胞的对数生长期约在第2~4日,其倍增时间为39 h(图1). 流式细胞仪检测发现G0/G1,S,G2/M期的比例分别为20.15%, 72.54%和6.89%.

图1胎盘贴壁细胞生长曲线(略)

2.2胎盘细胞的诱导分化成骨诱导组细胞在诱导10 d时可见细胞呈漩涡状重叠生长,并聚集成团,茜素红染色可见多个散在分布大小、形态各异的不透明棕红色钙化结节. 对照组少见钙化结节(图3). 成脂肪诱导组细胞在诱导7 d时油红O染色可见细胞中出现多个染色深红的脂肪滴,而对照组中则偶见脂肪滴(图4).

A: 培养10 d;B: 培养28 d.

图2胎盘原代细胞×100(略)

A:诱导组; B:对照组.

图3成骨细胞茜素红染色 ×100(略)

A:诱导组;B:对照组.

图4成脂细胞油红O染色 ×100(略)

3讨论

早在2000年即有学者从冻存的胎盘组织中分离培养出贴壁细胞[1],但胎盘间充质干细胞(MSC)的研究尚处于起步阶段. 我们从形态学、免疫学及分化能力等方面加以研究进一步证实胎盘贴壁细胞的生物学特性. 一般认为大多数MSC培养时贴壁,呈成纤维细胞状,因而采用贴壁法获得MSC的研究较多[2]. 胎盘是实体组织,富含血管和间充质成分,我们采用酶消化法,获取细胞沉淀进行培养,与骨髓贴壁细胞相比较,其贴壁时间较长(1~2 wk),骨髓为72 h[3],并且胎盘贴壁细胞需28 d左右才能铺满瓶底. 骨髓贴壁细胞大多最初为梭形,7 d左右形成小集落,其后迅速生长,变为均一的长梭形[3],与胎盘贴壁细胞相似. 另外我们的实验检测到的胎盘贴壁细胞的倍增时间为39 h,文献中为37 h[4];我们检测细胞周期显示细胞大部分处于分裂期,而以往的报道发现细胞大部分处于静息期[4],因而胎盘贴壁细胞的特性尚需进一步研究.

目前对于胎盘贴壁细胞的免疫学特点尚无统一的认识,我们的研究发现胎盘贴壁细胞的表型与骨髓MSC相似[5-6],表达CD29, CD44和CD105,不表达CD34, CD45, CD19, CD44, CD29均为黏附分子,是纤连蛋白和透明质酸盐的受体,在基质细胞中表达较多,这样的结果使我们推测培养的胎盘贴壁细胞中可能包含大量的能表达基质细胞标志的细胞,即MSC,但仅凭细胞形态和少量的表面标志尚不能完全说明贴壁细胞即为MSC,MSC的最重要特性应该是多向分化潜能.

如果胎盘贴壁细胞中含有MSC,理论上讲MSC来源于中胚层,具有向中胚层组织及神经外胚层组织分化的能力[7-8]. 我们的实验证明β甘油磷酸钠和低浓度的地塞米松联合诱导后细胞中钙盐沉积,茜素红染色显示产生大量钙化结节,说明其有成骨能力,只有干细胞才具有这种能力. 在诱导体系中维生素C可以促进体外培养细胞合成胶原,形成钙化,能调节ATP及ALP活性,并影响其合成,β甘油磷酸钠可以提供磷离子作为ALP的底物,地塞米松可以增强ALP活性. 而ALP可以破坏钙化抑制剂,启动钙化[8]形成钙盐,茜素红特异性结合钙剂,阳性表现为棕红色,钙的含量愈高染色愈深,是鉴定成骨细胞特性的特异性指标.

我们的实验由于条件限制,只是初步观察胎盘贴壁细胞的特点,证明其具有干细胞特性,但尚有许多问题如培养的条件、促进生长的因子、传代后是否逐渐衰老、诱导后移植的效果等等,需更深入的研究. 我们的研究提示胎盘贴壁细胞的分离培养具有潜在的临床应用价值.

参考文献

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第4篇:细胞生物学特性范文

摘要:目的 研究流式细胞术DNA含量及S期细胞比值(SPF)测定及其与肺癌临床病理指标的关系。方法 应用流式细胞仪(FCM)对56例肺癌新鲜组织及36例非癌性病变的肺新鲜组织的DNA含量(DI)和SPF进行测定,并结合临床病理资料分析其意义。结果 ①肺癌病变组织DNA含量、SPF均显著高于非癌性病变组织(P

关键词:肺癌;流式细胞仪;DNA含量;生物学特征

Relation of FCM DNA content and Sphase fraction to the biological characteristics of lung cancer

ABSTRACT: Objective To investigate the relation of DNA content and SPF to the clinicopathological characteristic in lung cancer. Methods Fresh specimens taken from 56 patients with lung cancer and 36 patients with nonmalignant pulmonary lesions were measured for DNA index(DI), Sphase fraction (SPF) by using FACSCalibur 4200 flow cytometry. Results ① DNA index(DI) of lung cancer was 1.18±0.33, 0.99±0.07 in lung cancer and nonmalignant groups, respectively. The percentage of heteroploid was 78.6% in lung cancer, 5.6% in nonmalignant. DI and the positive rate of heteroploid were significantly higher in lung cancer groups than that in nonmalignant group(P0.05); ③ It was demonstrated that SPF was significant higher in lung cancer groups than that in nonmalignant group. The SPF of heteroploid tumors was higher than that of diploid tumors(P

KEY WORD: lung cancer; flow cytometry; DNA content; biological characteristic

恶性肿瘤的染色体变化是肿瘤的基本生物学特征之一。研究表明,人类大多数肿瘤细胞的染色体都有异常,表现为染色体结构和数目的异常。异倍体的出现是恶性肿瘤的特征之一[12] 。在细胞恶变过程中因染色体的畸变使细胞DNA含量发生改变,其在肿瘤的发生、发展、转移和预后中均具有重要意义。本研究对56例肺癌及36例肺非癌性病变的新鲜组织进行流式细胞仪(FCM)DNA含量、S期细胞比值(Sphase fraction, SPF)测定,并分析DNA含量、SPF与肺癌临床病理指标的关系。

1 材料与方法

1.1 观察对象 选择2002年3月至2002年12月在我院手术切除和经纤支镜活检的肺癌标本共56例(手术切除的肺癌标本15例,经纤支镜活检的肺癌标本41例),其中男性44例,女性12例。年龄30-78岁,平均55岁。病理类型:鳞癌33例、腺癌11例、小细胞癌12例。术前均未行任何放、化疗。TNM分期:Ⅰ期2例、Ⅱ期20例、Ⅲ期23例、Ⅳ期11例。36例非癌性病变(手术切除标本15例,经纤支镜活检标本21例),其中男性17例,女性19例。年龄13-69岁,平均46岁。均经病理检查证实为非癌性病变,其中符合结核肉芽肿10例,血管瘤2例,炎性假瘤6例,支气管黏膜慢性炎15例,鳞状化生2例,黏膜急性炎1例。

1.2 主要仪器与试剂 OLMPUS BP40纤支镜(日本),OLMPUS CLEIU冷光源(日本),FACScalibur流式细胞仪(美国BD公司),分析用 Macintosh计算机(美国苹果公司),Allegra 21R台式低温离心机(美国Coulter公司)。PBS缓冲液(美国Beckmancoulter公司),组织培养液(美国BD公司),溶血素(美国BD公司),DNA试剂盒(美国BD公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 样本制备 由手术切除和经纤支镜活检的新鲜标本约0.5g,立即置培养液中4℃冰箱保存,于1h内制成单细胞悬液(flow cytometry, FCM)备DNA检测。所有患者同时同部位另取标本置10%(体积分数)甲醛溶液中固定送病理检查。

1.3.2 流式细胞术DNA含量及细胞周期分析 将手术或纤支镜所取标本离体后立即置2mL培养液中,将组织用锐利的剪刀切碎至1mm大小,放在180目铜网上轻搓,边搓边以PBS液缓慢冲下,收集细胞悬液,以1000r/min离心沉淀5min,去上清液,加入溶血素2mL作用10min,PBS漂洗2次,离心沉淀(1000r/min,5min),弃上清液,加入95%(体积分数)冰乙醇,配成终浓度为70%的细胞悬液固定,置4℃冰箱待检。测定前用PBS洗涤3次,弃上清液,加入A溶液250μL(内含30mg/L胰蛋白酶)混匀后静置10min,再加入B溶液(内含100mg/L Rnase A)200μL,混匀后静置10min,最后加入C溶液200μL,混匀后避光静置10min,调整细胞浓度为1×106,上机检测。使用流式细胞仪进行样本检测,测定前使用标准微球校准仪器的CV值在3以内。

1.3.3 分析指标 以DNA指数(DI值)表示DNA含量,依据DI值判定DNA倍体,0.9≤DI≤1.1 为DNA二倍体;DI1.1为异倍体。DNA异倍体的判定:在DNA直方图上出现明显的两个峰且异倍体细胞群至少应含5%-10%的细胞或核同时DI1.1。同时测定SPF。

DI=肿瘤细胞G0/G1峰道数/正常二倍体细胞G0/G1峰道数

SPF(%)=[S÷(G0/G1+S+G2M)]×100%

1.3.4 病理切片的制备 以常规石蜡切片程序制片,HE染色,由病理诊断医师按照WHO肺癌国际组织学分类标准,对肺癌的细胞类型、分化进行分类。

1.4 统计学处理 应用SPSS10.0统计软件包进行统计学处理,两样本均数间比较采用t检验,两样本率间比较采用χ2检验。相关分析采用spearmans法。应用单因素方差分析(OneWay ANOVA)比较肺癌各细胞类型、临床分期、病理分级间DI、SPF的差异,两两比较采用LSD法。

2 结果

2.1 不同类型组织DNA含量和增殖性 56例肺癌病变组织DI为0.61-2.23,平均为1.18±0.32;SPF为3.17-30.44,平均为10.44±6.23;DNA异倍体阳性率为78.6%(44/56);CV值2.98-8.01,平均6.13±1.42。36例非癌性病变组DI 0.90-1.18,平均为0.99±0.07;SPF 0.3-6.24,平均为2.33±1.31;DNA异倍体阳性率为5.6%(2/36),CV 3.48-7.80,平均6.37±1.73。 肺癌组与非癌性病变组相比,DI 、SPF、DNA异倍体阳性率差异有统计学意义(P

2.2 肺癌组织DNA含量、增殖性与肺癌组织学类型、组织分化程度以及临床TNM分期的关系 56例肺癌中小细胞肺癌者12例,DI、SPF平均为1.28±0.39、13.96±9.71;非小细胞肺癌44例,DI、SPF平均为1.16±0.30、9.48±4.60,两组相比差异无显著性(P>0.05)。44例非小细胞肺癌中有8例由于取材原因组织分化程度难以判定,仅对其中36例进行分析:高-中分化共11例(高分化8例、中分化3例),低分化25例。随组织分化程度降低DI、SPF有增高的趋势,但两组相比差异无显著性(P>0.05)。56例肺癌DI随肿瘤TNM分期增加有增加的趋势,但各组间差异无显著性;肺癌各临床分期SPF分别为:Ⅰ- Ⅱ期7.72±3.16、Ⅲ 期11.86±7.65、Ⅳ期16.53±7.37。随临床分期增加SPF相应增加,差异有显著性(P

3 讨论

DNA是染色体的主要成分,人体除少数增生代谢活跃的组织外,正常体细胞均为恒定的二倍体DNA含量。在细胞癌变的过程中,由于染色体的畸变,使细胞DNA含量也随之改变。在本实验中,56例肺癌组织的DNA含量远较非癌性病变组为高,从而证实了恶性细胞的DNA含量高于正常细胞,DNA异倍体的出现是癌变的重要标志[1] 。在本实验中,尚有21.4%的肿瘤DNA倍体分析为正常二倍体DNA含量,原因可能与以下因素有关:①二倍体肿瘤,大量研究表明少数的肿瘤细胞可以表现为正常二倍体的DNA含量;②一些肿瘤可能同时存在染色体的丢失和复制,DNA的净含量未发生变化,异倍体无法检出来[2];③肿瘤细胞的异质性,造成DNA含量分布不均[34] ;④相对于二倍体来讲,异倍体细胞极少,在进行流式细胞仪检测时DNA异倍体峰被二倍体峰掩盖[5]。

本组资料显示DI与肺癌部位、吸烟、病理类型、临床分期等指标间未见相关性,与Tinnemans[6]、Pina[4]结果相似。提示染色体的不稳定性、细胞DNA含量增高持续存在于肺癌发生、发展的各个时期。另有学者认为DI 与肺癌临床分期、病理分化程度密切相关[7],考虑其差别可能与病例的选择、样本大小以及取材等因素有关。此外,本组资料显示,反映细胞增殖活性的指标SPF在癌性组织中明显高于非癌性组织,且SPF与临床分期、肿瘤淋巴结转移(TNMN)、远处转移(TNMM)相关。随肺癌临床TNM分期的增加,SPF均相应增加并有统计学差异。提示良恶性组织间存在明显的增殖能力的差别,恶性组织的增殖能力明显高于非癌性病变,肺癌组织的增殖能力与肿瘤分期、浸润、转移等预后因素相关,高增殖状态的肺癌具有更大的转移潜能。本组资料显示异倍体肿瘤SPF较二倍体肿瘤高。提示恶性肿瘤间增殖能力是有差别的,相对于二倍体肿瘤,异倍体肿瘤增殖活性更高、分裂期的细胞数目更多、生长更快、进展更迅速,这可能是异倍体肿瘤预后差的原因之一[89]。

总之,应用FCM对肺癌组织DNA含量及增殖活性的研究,有助于评价肺癌的进展和转移,可作为评价肺癌生物学行为的指标之一。

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第5篇:细胞生物学特性范文

【摘要】

目的: 研究抗人CD40单克隆抗体(mAb)5H6的125I标记及与卵巢癌细胞株HO8910体外结合的生物学特性。方法: 氯氨T法125I标记mAb 5H6(125I5H6), 纸层析法测定125I5H6的标记率和放射化学纯度, 三氯醋酸沉淀法分析125I5H6体外稳定性, 细胞结合饱和实验进行Scatchard分析, lindmo法及其改良方法计算125I5H6的免疫活性分数, 细胞结合实验分析125I5H6同HO8910细胞的内化和滞留。结果: (1)mAb 5H6的125I标记率为(85.4±5.2)%, 放射化学纯度为(99.2±0.5)%。(2)125I5H6存放于4℃磷酸缓冲液中7 d后其放射化学纯度为(80.3±4.7)%, 在37℃血浆中存放24 h后其放射化学纯度为(95.3±0.8)%。(3) 125I5H6与HO8910细胞亲和力Kd=(0.711±0.06) nmol/L, 最大结合位点数(Bmax)=(2.17±0.08)×105个/细胞。(4)125I5H6免疫活性分数达(38.6±5.4)%。(5)4℃ 2 h 125I5H6同HO8910细胞滞留率为(89.8±6.0)%, 37℃ 2 h 125I5H6同HO8910细胞内化率达(54.9±2.6)%。结论: 氯氨T法进行125I5H6标记具有良好的标记率和放射化学纯度, 以及良好的体外稳定性和较高的免疫活性分数, 且125I5H6与HO8910细胞具有很高的亲和力, 可用于动物体内实验。

【关键词】 125I标记 氯氨 T法 CD40 卵巢肿瘤 单克隆抗体

[Abstract] AIM: To prepare iodine125 labeled antihuman CD40 monoclonal antibody 5H6 (125I5H6) and investigate the binding properties of 125I5H6 to HO8910 cells in vitro. METHODS: The mAb 5H6 was labeled with Na125I using chloramineT method. The labeling efficiency and radiochemical purity of 125I5H6 were measured by paper chromatography. The stability of 125I5H6 in vitro was monitored by trichloroacetic acid (TCA) precipitation. The dissociation constant (Kd) of 125I5H6 from HO8910 cells and the numbers of maximum binding sites (Bmax) were obtained by Scatchard analysis. Immunoreactivity of 125I5H6 to HO8910 cells was determined by “Lindmo” assay and its improved method. Internalization and retention of 125I 5H6 by HO8910 cells were studied by cell binding experiments. RESULTS: (1)The labeling efficiency of 125I5H6 was (85.4±5.2)% and its radiochemical purity was (99.2±0.5)% . (2)Radiochemical purity of 125I5H6 was (80.3±4.7)% after 7 days in 4℃ PB (phosphate buffer) and (95.3±0.8)% after 24 hours in 37℃ plasma. (3)At 4℃, Kd for 125I5H6 to HO8910 cells was (0.711±0.06) nmol/L and Bmax was (2.17±0.08)×105 sites/cell. (4)Immunoreactivity of 125I5H6 was (38.6±5.4)%. (5)Retention rate of 125I5H6 with HO8910 cells was (89.8±6.0)% after 2 hours at 4℃ and internalization rate of 125I5H6 by HO8910 cells was (54.9±2.6)% after 2 hours at 37℃. CONCLUSION: 125I5H6 possesses good labeling efficiency and perfect radiochemical purity. 125I5H6 has suitable stability in vitro and its immunoreactivity was not low. The high affinity of 125I5H6 with HO8910 cells will benefit further animal study in vivo.

[Keywords]iodine125 labeling; chloramineT method; CD40; ovary tumor; monoclonal antibody

卵巢癌的死亡率高居妇科恶性肿瘤之首, 虽然经过传统的手术、 化疗和放射治疗, 病情可获缓解, 但复发率高, 上皮性卵巢癌的总体5年存活率仅30%, 且卵巢癌患者晚期生存质量很差[1]。近年卵巢癌的免疫治疗成为备受关注的一种新的辅助治疗方法, 采用肿瘤特异性或者相关抗体对卵巢癌进行放射免疫诊断和治疗逐步成为一种新的方法[2]。

CD40分子属于TNF受体超家族成员, 主要表达在B细胞、 树突状细胞(DC)、 上皮细胞以及一些肿瘤细胞上。业已表明, 卵巢癌、 膀胱癌、 乳腺癌等肿瘤细胞株和新鲜肿瘤组织都表达CD40分子, 而通过单克隆抗体(mAb)激发CD40分子不仅可以直接作用于肿瘤细胞, 其介导的信号还可在多个环节影响肿瘤发生、 发展[3]。本所研制的mAb 5H6是鼠抗人CD40新位点mAb, 我们采用氯氨T法进行125I标记mAb 5H6(125I5H6), 获得了高放射化学纯度、 良好体外稳定性和较高免疫活性分数的125I5H6, 为不同放射性碘标记mAb 5H6以及建立放射免疫显像和靶向治疗方法奠定了初步实验基础。

1 材料和方法

1.1 材料 卵巢癌细胞株HO8910、 人血管内皮细胞株Eahy926 (中国科学院上海细胞研究所) 由本所保存; 鼠源性抗人CD40 mAb 5H6(IgG1)、 5C11(IgG1)均为本所研制。RPMI1640 培养基(GIBCO公司, 美国), 无还原剂Na125I (成都中核高通同位素股份有限公司), 氯氨T(Sigma公司, 美国), 偏重亚硫酸钠(Fluka公司, 德国), Sephadex G25(GE公司, 美国), 其他化学试剂均为国产分析纯试剂。CO2培养箱, 离心机(Jouan 公司, 法国), 倒置显微镜(Olympus 公司, 日本), 流式细胞仪(BeckmanCoulter公司, 美国), CRC15R型放射性核素活度计(CAPINTEC公司, 美国), SN695B型放免γ测量仪(上海核所日环光电仪器有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 mAb 5H6与HO8910细胞特异性结合的检测 将细胞HO8910及对照细胞Eahy926调至5×109/L, 分别取100 μL同2 μg 5H6或5C11, 4℃孵育45 min, PBS洗2次, 加入PE羊抗鼠二抗, 4℃孵育45 min, PBS洗2次, 悬浮于0.5 mL PBS中, 进行流式细胞术分析。

1.2.2 mAb 5H6的125I标记及纯化 采用氯氨T法[4]对mAb 5H6进行 125I标记: 分取70 μL (0.05 mol/L, pH=7.4) PB液(磷酸缓冲液), 20 μg 5H6, 1 mCi Na125I, 50 μL(1 g/L)氯胺T溶液, 混合振荡60 s, 用100 μL (1 g/L)偏重亚硫酸钠溶液终止反应1 min; 将标记液用预先平衡Sephadex G25柱(Ф1×5 cm)纯化, 采用含1 g/L BSA(牛血清白蛋白)的PBS洗脱, 收集洗脱液(0.5 mL/瓶)。

1.2.3 标记率、 放射化学纯度测定及稳定性分析 采用纸层析法测定抗体标记率和放射化学纯度, 以新华1号层析纸为固定相, 生理盐水为展开剂, 用γ放射免疫计数器测量各段放射性计数, 计算标记率(纯化前标记物峰的计数占各峰总计数的百分比)和放射化学纯度(纯化后标记物峰的计数占各峰总计数的百分比)。125I5H6在体外的稳定性: 将125I5H6分别存放于4℃ PB液、 37℃生理盐水、 37℃血浆中, 于不同时间点采用100 mL/L TCA(三氯醋酸)沉淀法测定其放射化学纯度。

1.2.4 细胞结合动力学实验 分为总结合(total binding, TB)和非特异性结合(nonspecific binding, NSB)两组。TB组各实验管加5×105个HO8910细胞和20 ng125I5H6, NSB组各管则比TB组多加20 μg未标记抗体5H6(封闭特异性抗原结合位点), 在室温孵育10 min、 30 min、 1 h、 2 h、 4 h、 6 h, 其中每组每个时间点均设两个平行管, 反应结束时先测各管总投入(total, T)的放射性计数, 离心弃上清, 用含1 g/L BSA的PBS洗涤2次后, 测其沉淀部分即结合的放射性计数, 由TB管沉淀部分的放射性计数减去相应的NSB管沉淀部分的放射性计数可得特异性结合(specific binding, SB)的放射性计数, 并由T减去相应的SB可得未结合即游离部分(free, F)的放射性计数。

1.2.5 细胞结合的饱和实验及Scatchard分析 TB组各实验管加5×105个HO8910细胞和不同终浓度125I5H6, NSB组各管则比TB组各管多加1 000倍的未标记5H6, 在4℃孵育1 h, 其中每组每个浓度点均设两个平行管。以125I5H6浓度为横坐标, SB及NSB所对应的125I5H6量为纵坐标, 绘制细胞结合的饱和曲线。Scatchard分析: 以SB对应的标记抗体的终浓度为横坐标, SB与F的比值(记作B/F)为纵坐标进行直线拟合, 根据公式B/F=C·Ka-Ka·B(Ka为亲和常数)得出抗体与细胞结合的亲和力(用解离常数Kd=1/Ka表示)及最大结合位点数(number of maximal binding sites, Bmax), 其中Ka为拟合直线的斜率, Bmax为拟合直线在x轴上的截距。

1.2.6 免疫活性分数计算 采用lindmo法[5]和改良的lindmo法对125I5H6免疫活性分数分别进行计算。Lindmo法: 在倍比稀释的6个不同浓度的HO8910细胞悬液中, 加入20 ng 125I5H6, 室温反应45 min。另一组非特异结合管, 在加入125I5H6前, 先加入20 μg非标记5H6以封闭特异性抗原结合位点。以细胞密度的倒数为横坐标, 加入的125I5H6总计数T(代表125I5H6的总浓度[T])与结合部分计数B(代表结合抗体浓度[B])的比值[T]/ [B]为纵坐标作图, 并拟合直线方程, 纵坐标上的截距的倒数即125I5H6的免疫活性分数。改良的Lindmo法实验步骤同细胞结合的饱和实验, 最后绘图时以总计数[T]为横坐标、 [T]/[B]为纵坐标, 作图并拟合直线方程, 纵坐标上截距的倒数即125I5H6的免疫活性分数。

1.2.7 125I5H6同HO8910细胞内化及滞留实验 将HO8910细胞贴壁培养于10 cm2的培养皿, 加入1 μCi 125I5H6, 在4℃孵育1 h后用冰冷的培养液洗2次, 再加入2 mL冰冷的培养基, 将培养皿分别置于37℃和4℃下, 于不同时间点收集培养液, 每个时间点设3个复皿。首先用不同时间点分离的培养液计数来测定从胞膜表面脱落的125I5H6, 然后用冰冷的pH值为2.25的培养液洗2次, 所得洗脱液计数来测定胞膜表面的125I5H6, 最后用胰酶消化下来细胞悬液的计数来测定胞内的125I5H6。1.2.8 统计学处理 数据用x±s表示, 采用SPSS13.0软件包处理, t检验行显著性分析。

2 结果

2.1 mAb 5H6特异性识别HO8910细胞表达的CD40分子 mAb 5H6能特异性结合人卵巢癌细胞株HO8910, 而同型对照抗体和阴性对照人血管内皮细胞株Eahy926未检测到阳性表达(图1)。

图1 流式细胞术检测抗人CD40 mAb与HO8910和Eahy926细胞的反应性(略)

Fig 1 Reactivity of antihuman CD40 mAbs with HO8910 and Eahy926 cells examined by FCM

2.2 125I5H6标记率、 放射化学纯度及稳定性 经过3次对mAb 5H6标记重复实验得出, 125I5H6标记率为(85.4±5.2)%, 纯化后游离碘

2.3 125I5H6与HO8910细胞体外的结合动力学实验 125I5H6与HO8910细胞的总结合(TB)随孵育时间的延长明显高于非特异性结合(NSB), 因此两者相减而得的特异性结合(SB)亦随时间递增, 尤其在孵育1 h内迅速增加, 2 h后趋于平坦, 表现出明显的时间依赖性。另外, NSB组也随时间的延长呈线性增加, 由此表明未标记的5H6能竞争性结合HO8910细胞表面的抗原, 从而抑制125I5H6与HO8910细胞的结合(图2)。

图2 125I5H6与HO8910细胞结合动力学曲线(略)

Fig 2 Conjugation dynamics of 125I5H6 to HO8910 cells

2.4 125I5H6与HO8910细胞结合的饱和实验及Scatchard分析 在4℃下, 125I5H6与HO8910细胞作用的TB、 NSB和SB都随125I5H6量的增加而增加, 其中SB符合饱和曲线规律: 当125I5H6低于0.5 nmol/L时, SB迅速增加, 高于1 nmol/L时缓慢增加并趋于平坦, 而NSB则呈线性增加, 无饱和趋势(图3)。Scatchard分析125I5H6与HO8910细胞的亲和力Kd值为(0.711±0.06) nmol/L, 最大结合位点数(Bmax)为(2.17±0.08)×105个/细胞, 表明125I5H6同HO8910细胞具有很高的亲和力(图4)。

图3 125I5H6与HO8910细胞结合饱和曲线(略)

Fig 3 Saturation binding of 125I5H6 to

HO8910 cells

图4 Scatchard分析125I5H6与HO8910细胞亲和力及最大结合位点数(略)

Fig 4 Analysis the affinity and Bmax of 125I5H6 to HO8910 cells by Scatchard plot

2.5 125I5H6的免疫活性分数 lindmo法计算125I5H6的免疫活性分数为(38.4±5.3)% (图5), 改良的lindmo法计算125I5H6的免疫活性分数为(35.8±3.9)% (图6), 两种方法计算值无统计学意义。

图5 lindmo 法计算125I5H6免疫活性分数(略)

Fig 5 Determination of immunoreactive fraction of 125I5H6 by lindmo assay

图6 改良lindmo法计算125I5H6免疫活性分数(略)

Fig 6 Determination of immunoreactive fraction

of 125I5H6 by improved lindmo assay

2.6 125I5H6与HO8910细胞的内化及滞留实验 125I5H6与HO8910细胞结合后, 37℃时迅速内化, 2 h内化率达(54.9±2.6)%, 而在4℃几乎不发生内化(图7)。在37℃时125I5H6在HO8910细胞上的滞留率2 h降到(29.2±1.0)%, 而在4℃ 2 h仍然有(89.8±6.0)%滞留(图8) 。

图7 125I5H6同HO8910细胞的内化曲线(略)

Fig 7 Internalization of 125I5H6 by HO8910 cells

图8 125I5H6同HO8910细胞滞留曲线(略)

Fig 8 Retention of 125I5H6 by HO8910 cells

3 讨论

卵巢癌因缺乏有效的早期诊断方法且易复发而居妇科恶性肿瘤死亡率之首, 故卵巢癌早期诊断和术后追踪的方法成为众多学者关注的问题。CD40分子首先在上皮性肿瘤中发现, 继而多种肿瘤组织和肿瘤细胞均能检测到CD40分子的表达, 如血液系统肿瘤(CLL、 ALL、 AML、 Hodgkin’s淋巴瘤、 nonHodgkin’s淋巴瘤、 多发性骨髓瘤等)、 上皮性肿瘤(卵巢癌、 膀胱癌、 头颈鳞状细胞癌、 鼻咽癌、 直肠癌、 肝癌、 乳腺癌等)以及一些软组织肉瘤。CD40 分子在肿瘤免疫应答中起着非常重要的作用, 其介导的信号可在多个环节影响肿瘤发生、 发展, 如调控细胞增殖/凋亡, 增强其他治疗手段的敏感性, 还能通过调节适应性和固有免疫应答而起到抗肿瘤作用。目前虽然已研制出CD40人源化抗体, 并且有2株已进入临床前期[6, 7], 但CD40的广泛表达将使抗体的临床应用存在很大的副作用。本所研制的抗人CD40 mAb 5H6 完全不同于已报道的抗人CD40mAb[8]的识别谱, 它能识别多种肿瘤细胞株(HO8910,K562等)以及肿瘤新鲜组织表达的CD40分子, 而不识别血管内皮细胞株Eahy926以及一些正常组织表达的CD40分子, 就可避开CD40的广泛表达给抗体临床应用带来副作用, 显示出潜在的应用价值, 这为利用特异性识别肿瘤细胞表达的CD40分子新位点的mAb 5H6作为靶向诊断和治疗开拓新途径。

我们采用经典氯氨T法对mAb 5H6进行标记获得很高的标记率和放射化学纯度, 同时125I5H6也具有较高的免疫活性分数和良好的体外稳定性, 采用125I5H6同卵巢癌细胞株HO8910结合分析了亲和力和最大结合位点数。虽然125I5H6的免疫活性分数尚不理想, 主要原因是在标记反应中使用比较强的氧化剂氯氨T, 对抗体有氧化损伤, 因而造成活性的部分丢失, 但是我们初步得出125I5H6能同卵巢癌细胞株HO8910在体外具有很高得亲和力, 可用于体内实验, 提示如使用123I、 125I、 131I等不同核特性的放射性核素标记mAb 5H6, 可望成为卵巢癌放射免疫诊断和治疗的靶向生物导弹。同时如采用比较温和的标记反应条件如Iodogen法, 或采用间接的金属鳌合法同一些金属性同位素进行标记[9], 可进一步提高标记抗体活性和稳定性以及在细胞上的滞留作用。

参考文献

[1] Edmonson RJ, Monaghan JM. The epidemiology of ovarian cancer[J]. Int J Gynecol Cancer, 2001, 11(6): 423-429.

[2] Classe JM, Fontanelli R, BischofDelaloye A, et al. Ovarian cancer management. Practice guidelines for nuclear physicians[J]. Nucl Med Mol Imaging, 2004, 48(2): 143-149.

[3] Davies CC, Mason J, Wakelam MJ, et al. Inhibition of phosphatidylinositol 3kinase and ERK MAPKregulated protein synthesis reveals the proapoptotic properties of CD40 ligation in carcinoma cells[J]. J Biol Chem, 2004, 279(2): 1010-1019.

[4] Greenwood FC, Hunter WM, Glover JS. The preparation of 131Ilabeled human growth hormone of high specific radioactivity[J]. Biochem J, 1963, 89: 114-123.

[5] Lindmo T, Boven E, Cuttitta F, et al. Determination of the immunoreactive fraction of radiolabeled monoclonal antibodies by linear extrapolation to binding at infinite antigen excess[J]. Immunol Methods, 1984, 72(1): 77-89.

[6] Law CL, Gordon KA, Collier J, et al. Preclinical antilymphoma activity of a humanized antiCD40 monclonal antibody, SGN40[J]. Cancer Res, 2005, 65(18): 8331-8338.

[7] Tai YT, Li X, Tong X, et al. Human antiCD40 antagonist antibody triggers significant antitumor activity against human multiple myeloma[J]. Cancer Res, 2005, 65(13): 5898-5906.

第6篇:细胞生物学特性范文

关键词:医学细胞生物学;实验教学;教学改革

医学细胞生物学是医学临床专业的主干课程之一。学习此门课程对于我们从细胞水平理解生命现象,阐述机体发病原理及选择最佳治疗方案提供理论依据。同时,医学细胞生物学又是一门实验操作性极强的学科,实验教学不仅是此门课程教学工作的重要组成部分,也直接关系到学生的动手能力、综合素质,是临床学生正式走上医疗岗位前的一种必需的培训。

但在实际的教学过程中,教师在实验课中重点讲授实验的基本原理,实验所要达到的目的,并在实验前已将实验所需的各种试剂配好,学生按实验指导书无需思考地将相应的试剂按顺序加入,然后得到一个合理的结果就可以。对于学习主动性差的学生来讲,他仅仅是观察到一个实验现象。因此,我们感到实验课程的内容和设计并没有达到我们最初预想的培养目的。那么,如何将实验中所观察到的现象很好地与理论知识结合起来,调动学生的主观能动性,让被动的学习变为主动以达到预期的教学效果呢?为了解决这一问题,我们对现有的实验课作了相应的改革,结合课堂理论教学,借鉴其他医学院校的经验,让学生自我设计,自我验证,以加深对理论知识的理解,提高教学质量。

在制定改革方案之前,我们与学生进行了多次深入的交流,从他们反馈回来的信息了解到,当代大学生具有较强的求知欲,渴望掌握当代相关学科领域中的新进展、新理论及相应的新技术,对于实验课教学环节有着殷切的希望,希望能够通过专业技能训练,掌握几门实用性强的技术,以提高自身在就业市场上的竞争力。与此同时,我们也深深感到他们的动手能力差,独立处理问题、解决问题的能力较弱,吃苦钻研精神不够。此外,应试学习的现象在他们身上体现得较为普遍。综合以上的分析,对医学细胞生物学实验课教学环节提出如下改革建议:

一、加强实验基本技能的训练,培养科学严谨的学习作风

实验包括显微镜的使用方法,生物绘图的基本技巧,细胞形态结构观察,细胞亚微结构的分离与观察。主要目的是使学生掌握细胞学研究和观察的基本实验方法。此外,我们对实验中的操作细节进行严格的要求,以培养学生良好的实验习惯及严谨的学习作风,这对于临床专业的学生尤为重要。

二、开展综合性、设计性实验,调动学生的主观能动性,提高动手能力,将被动学习变为主动学习

结合理论课教学环节及相关临床应用,提出问题,由学生独立完成实验方案设计,包括实验相关原理,材料选择,试剂配制,试验现象的观察记录,以及最后的试验结论,并提出对于实验内容在临床上相关应用及意义。只有这样,学生才能通过实验加深对理论的理解,培养学生独立处理问题、解决问题的能力。例如,根据实验课教学大纲,细胞生物学第二次实验中有一个“红细胞膜通透性观察”实验。常规的教学方法就是由教师分别配制低渗、高渗、等渗8种试剂,利用人的血液在生理盐水下平衡,学生仅需要加入不同的试剂观察是否溶血,而后得出何种试剂能够发生溶血现象。在实际教学过程中,学生只是机械地做实验,而不能将实验内容与细胞膜的特性相联系,实验结束后学生仅仅掌握了溶血现象的观察,红细胞需要保存在等渗溶液中等一些表面现象。而无法加深对细胞膜通透性的理论知识的理解,实验课流于形式。针对该实验存在的一些问题,我们以本实验为突破口,开展了设计性和探索性实验。在具体教学环节上可做如下调整:

1.在理论课教学环节中,阐述细胞膜选择通透性的原理,并提出一系列问题,包括:

(1)为什么临床上输液需输入等渗溶液的?

(2)细胞膜针对不同分子其通透性有何变化?

(3)如何建立等渗溶液?

(4)水是如何通过细胞膜的?

(5)细胞的体积是如何维持的?

(6)肾脏是通过何种方式完成水和无机离子的重吸收?

2.由学生自己根据实验目的设计实验,设计内容包括实验目的,需要解决的问题,选择何种试剂和材料,采用何种试验方法。

3.学生也可采用实验指导书安排的方案,该种方式兼顾到对实验设计有困难的学生,可以完成基本的实验。

4.专门安排三个学时的实验课,组织学生针对自己的实验设计开展讨论,学生可以在讨论课上阐述自己的设计理念,设计思路,完成实验的可行性,在讨论阶段有些学生修改了自己的设计,有些学生借鉴别人的建议完善了自己的设计方案,同时也进一步巩固了相关的理论知识。

5.学生完成实验,实验过程中做好实验记录,对实验过程中出现的问题提出假设,并进一步给予验证。

通过这种完整的实验设计训练,学生可以掌握科研设计的基本方法,同时结合理论与相关研究的最新进展充分发挥自己的主观能动性,提出自己的设计方案并通过实验进行验证。这样我们的实验过程从教师教学生被动的学习变成了学生主动的探求知识的过程,学生的学习积极性充分被调动起来。

三、评分标准的改革

原来的医学细胞生物学实验成绩主要是对实验报告的评分,其中包括实验目的、原理、操作步骤及观察结果记录,将这几项分别评分,并相加得到最终的分数,这就导致学生在书写报告时不用心,应付了事,抄袭现象严重。配合以上实验内容的改革,我们对评分标准也做了相应的改动。基础性实验评分重点放在讨论题及注意事项上。拓宽学生对实验基本技能在临床应用上的思考,培养学生在实验操作过程中发现问题、解决问题的能力。对于综合性、设计性实验,评分的重点要放在对实验设计的科学性、合理性以及实验相关内容扩展的评估上。通过这样的评分改革进一步提高学生主动学习的积极性。

通过一轮的教学改革,我们从学生完成的实验报告;医学细胞生物学期末考试情况分析及随机抽样调查问卷三个方面对教学效果进行了评价。参加实验教学改革的为206位2012级临床医学专业学生,经过充分讨论全部完成了实验设计,其中90%的学生设计了与实验指导书不同的方案,部分学生还结合临床实践做了一些有益的探索,如针对肾小管上NH+4转运通道的研究,高渗与等渗混合液对红细胞膜的影响,ATP对葡萄糖的易化扩散作用的影响。去垢剂SDS对红细胞膜的影响,红细胞膜上水通道蛋白的研究等。此外,基础实验技术的实验完成效果也有明显提高,学生不仅能主动查阅相关文献扩展对基本技术应用的认识,而且对于实验的每一个细节都认真分析,在报告中提出了不少的注意事项与建议。

为了进一步验证实验课改革的效果,在医学细胞生物学期末考试试题中,安排了综合性设计实验相关的理论知识试题,其中90%的学生答对了该题,正确率远大于其他的题目。这说明通过学生自己的设计,对于红细胞膜的特性有一个深刻的认识,实验课教学加深了学生对理论知识的理解,对相关的理论知识起到了有益的补充作用,实验课教学改革达到了预期的效果。

此外,抽样调查结果表明:学生对教学改革满意度高,认为实验课能调动他们的积极性,这样的教学能让他们愿意去发现问题、解决问题。同时,在主动思考的过程中对课堂上的理论知识的掌握具有一定的促进作用,并对实验课的进一步改进提出了许多建议。

综上所述,我们根据教学实践过程中发现的一些问题做出的相应的实验课改革,在实际的教改过程中仍发现有许多不完善之处,还有待日后的进一步完善与补充。但教学改革的效果也是喜人的。我们应坚持这样的思路,将教学改革进行到底,对原有教学进行甄别,取其精华去其糟粕。摆脱教师机械讲授的“填鸭式”教学模式,提高学生学习的兴趣,改变学生的应试学习状态,为社会培养出具有独立思考能力,独立解决问题能力的合格的临床医学人才。

参考文献:

[1]高清祥,侯岁稳,高欢欢,等.细胞生物学实验课程的改革与实践[J].高等理科教育,2010,(2):80-84.

[2]侯燕芝,余和芬.基础医学与临床结合创新性实验项目的设计与制作[J].首都医科大学学报,2009(增刊):286-287.

[3]江华,张晓.改革医学实验考核方式促进创新人才培养质量[J].西部医学,2008,20(6):1339-1341.

[4]彭帆,余立萍,肖方祥,等.改进实验考核方法对学生成绩的影响[J].南方医学教育,2009(1):25-27.

[5]彭宜红,曹杰朱,永红,等.抓住实验教学各个环节,实现对学生知识、能力、素质的综合培养[J].实验技术与管理,2003,20(2):108-111.

[6]胡鑫,高梅,李绍军.细胞生物学实验教学改革探索[J]. 中国细胞生物学学报,2013,35(1):110-114.

[7]肖静,杨智敏,廖吉文.浅谈《细胞生物学》实验教学准备工作中的几点体会[J].遵义医学院学报,2004,27(2):210-211.

第7篇:细胞生物学特性范文

关键词:独立学院;生物技术;课程体系

中图分类号:G642.0 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150

现代生物技术的蓬勃发展从1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森发现DNA双螺旋结构开始,分子生物学、细胞生物学技经过60年的发展把整个生物学带入了崭新的应用领域。生物技术的最大特点是涉及的技术种类多样且复杂,是一门跨领域特性极强的综合性学科,可广泛应用于医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域,其研究的深度和广度可以小至分子、细胞乃至纳米层次,也可大到组织、个体、群落甚至整个生态系统。如果没有生物技术的一个公认的定义,就很难区分什么不是生物技术,生物技术学科相对独立的学术体系,相对完整的理论框架将非常难于设置,人才培养课程体系的确立也无据可依。我国自1997年高校批准设立生物技术专业至今,普遍采用以基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术对生物技术定义进行界定,在人才培养上主要以理为主,以工为辅。生物技术的定义决定了生物技术专业教学的课程体系,课程体系依赖生物技术定义,并随着定义的发展而调整。

1关于生物技术人才培养目标的确立

新的工程技术的出现,经常是在学科的边缘或交叉点上。由于一个专业要求多种学科的综合,而一个学科是在不同领域的应用[1],在我国高校现行体制中,生物技术专业往往被等同于一个二级学科,以学科的定义成为高校教学、科研的功能单位,对教师教学、科研及为社会服务进行了界定。在这种模式下,生物技术面对大量的学科交叉应用,在教学上却固步自封,本科专业方向设置狭隘,闭门造车,教育教学和产业应用脱节严重,在医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域甘当配角,失去了生物技术专业在学科交叉领域的大好发展机遇。生物技术专业课程体系中的专业方向课程体现的应该是专业在多种学科的综合后在某个领域的应用,是具体的人才培养应用方向。在生物技术强国美国[2],斯坦福大学的生物学专业包括生物物理、海洋生物、分子与细胞生物学、神经生物学、生态与进化生物学方向;哈佛大学直接将生命科学划成了生物学和生物化学两个专业,生物学从遗传学和分子生物学跨越到生态学和古生物学,而生物化学专业则主要关注的是分子和细胞的结构和功能;加利福尼亚大学伯克利分校含有综合生物学与分子和细胞生物学两个专业,后者包括生物化学和分子生物学方向、细胞和发育生物学方向、遗传学和发育方向、免疫学方向以及神经生物学方向。美国一流高校在生物技术人才培养上的显著特点是:将生物学的二级学科作为本科人才培养的方向(又称为课程方案)。在我国只有“985”,“211”大学才具备将生命科学的专业分支建设为生物技术的专业培养方向的能力,其原因主要是生物技术为实验性科学、需要大量的高端生物技术相关设备以及相应的研究型学者师资。国内独立学院受师资、设备和资金的局限性,2013年办学较好的前十个独立院校中只有华中科技大学武昌分校、燕山大学里仁学院、北京师范大学珠海分校举办生物类专业,而且在传统意义上,独立学院生物技术学科布局非常不完善,不可能看齐国内外一流大学,将生物学的二级学科建设为多个人才专业方向。因此,将生物技术人才培养与产业应用相结合,跨学科建设专业方向,延展学科资源共享效益,建立特色课程体系并付诸实践是独立学院举办特色生物技术相关专业的关键步骤。珠海市食品、医药和医疗机械制造产业发达,社会对跨学科的生物技术专业体现出的能力要求表现为食品安全领域的生物技术应用需求、制药领域的生物技术应用需求以及医疗器械领域对生物技术的应用需求。北京师范大学珠海分校在学科布局上对生物技术在专业方向设置上提供了很好的跨专业资源共享平台。我们结合泛珠三角经济发展需求、依据自身实际条件首先确立如下专业培养目标:培养拥有扎实的现代生物技术基础理论,系统掌握生物技术的应用实践技能,富有利用生物技术研发生物制品的科学思维与实践能力,可从事生物制造与生物制品安全以及食品检验检疫等领域中生物技术应用的相关研发与管理工作的高素质专门化应用型人才。同时,在未来5-10年内逐步规划制药领域、医疗器械领域的应用型人才培养方向,服务珠海市生物技术跨学科应用型人才需求。

2关于课程模块的优化实践

生物技术课程模块式优化有利于适用于社会对人才培养的需求,也有利于课程设置的稳定性,容易总结经验提高教学质量。经过7年的改革实践,我校生物技术课程模块优化主要分为三个部分:一是精准勾勒专业知识模块。模块优化主要使学生清楚哪些是生物技术专业的核心课程,哪些是自己必须了解的生物基础知识。生物技术专业课程体系包括微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、工业微生物学育种学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备、酶工程等专业内容。受限于160学分的总限制,生物技术专业不可能将所有的内容都开设成单独的课程,而且各类课程中重复性内容较多,不利于学生综合掌握专业基础知识,因此在专业课程内容设置上,必须做到“有基础,有专业”。有基础,用12个学分构建生物技术的专业基础知识结构,共5门理论课程,知识点覆盖微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、微生物学、人体结构与生理等上游生物技术基础知识;有专业,用20个学分构建五个核心专业课程,含基因工程与分子生物学,细胞工程,发酵工程,蛋白质工程原理及应用,酶学原理与酶工程。二是构筑适应社会需求的专业应用模块。专业方向课程的设置要具备一定的灵活性,以应用性、实用性为准则,必修和选修互补,模块上除设置食品安全检验检疫生物技术必修模块外,充分考虑学生就业、升学、留学需求,尽可能提供适应学生需求的选修课程模块,满足个性发展需求。专业方向必修模块包括:现代仪器分析、HACCP原理与应用、分子生物学检测技术、食品安全控制技术、食品卫生毒理学、现代食品分析技术。专业方向选修模块包括:生物化学和分子生物学、细胞和发育生物学、遗传学、发育生物学、免疫学、神经生物学、药物设计与药物研究、生物物理学、生物仪器分析、工程制图、电工电子学等。总之,专业方向课程模块优化的方向是甩开传统学科分类包袱,以实际应用为导向,以现实资源为依托,开展交叉学科人才培养适应社会需求。三是夯实提高学生实践能力的实践模块。人才培养要做到实效性,必须用实验课程来培养学生。我们逐步取消了一课一实验配套的办法,将所有实验课整合成独立规划的实践课程,综合后分为4个阶段:第一阶段主要在各专业实验课里完成,实行课堂化管理(分为四个技能训练课程,每周4-6学时),最后考察评价,夯实基本生物技术实验能力;第二阶段在专题研究课程内完成,教师单独辅导,以开题报告,研究报告作为评价标准,获得相应学分;第三阶段主要在国内外实践基地统一组织、自由安排时间进行专业技能培训,以大量的实践、见习、参观为主要手段,融入部分毕业实习内容,独立撰写实习报告;第四阶段主要在校内外实验室完成,根据毕业论文具体要求,在相应实验结果前提下,独立撰写毕业论文,并参加答辩。

3关于保障生物技术课程体系实施的实验条件

生物技术在学科划分上理工不分,即可以发理学学位,也可以发工学学位,实验科学的特性决定了生物技术人才培养的高成本,高投入。独立学院自筹经费的特点决定了学校在举办生物类专业上与公办高校在人才、资金投入上相去甚远的现状。我校作为高等教育改革试验区,举办生物技术专业同样面临资金、人才匮乏局面。只有通过社会资源的整合,协同创新办学体制才能解决生物技术专业对高端设备的需求,同时实践基地的建设要从人才培养的角度出发,设备应符合现代生物技术人才培养以及特色专业培养目标的需求。经过文献搜索和对珠海300家企业的调研发现:与用人单位共同培养食品安全领域的生物技术应用人才符合国家和珠海地区发展的需要。2007年我校与国家进出口检验检疫局珠海局正式签署协议协同培养生物技术专业人才。通过办学模式的创新,“平等自愿、产权不变、协同建设、资源共享”的方针使得双方能够大胆持续投入,共建共享实验室,至今我校已经建立了分子生物学、卫生检验检疫两个国家级实验室,部分生物实验室达到生物安全二级水平,实验条件满足生物技术课程体系的教学实践要求。另外,在实践课程经费投入方面,生均实验材料费为750元/人,学院预算仪器购置费为2857元/生,年度生均实践环节总投入为3607元/生,将教育部2004年2号文件“学费20%直接用于教学”的规定不打折扣落到实处。

4生物技术课程体系改革实践效果

学生服务社会的能力是课程体系改革成功与否的试金石。首先,实验条件是实现生物技术专业课程体系规划的重要保障,“检学”协同创建高水平的、可持续发展的专业实验室体系为执行生物技术课程体系,进行人才培养、创造了先进的实验室基础,学生实验训练得到有力的保障;其次,通过实验室共建、资源共享,协同管理,把直接为企业提供食品安全检测的国家级区域性中心实验室对学生开放,作为学生通过高层次技术服务学习的平台,对学生具有深远的“学有所用”的意义,学生能够用自己的专业知识直接服务于社会,并作为切身利益方对课程体系设置的反馈能够直接基于社会的实际需求,这优于任何第三方去评价课程体系改革效果;最后,摸索出了适应特殊机制大学应用型生物技术人才培养课程体系,取得了明显效果,学生升学率达20%,就业率高于地区平均水平,学生得到了实实在在的收获。

参考文献:

[1]刘春惠.论“学科”与“专业”的关系[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2006,(2):66-71.

第8篇:细胞生物学特性范文

姜黄素对大鼠硒性白内障的影响

瞳孔大小和瞳孔中心位移曲线随照明度变化的研究

核前体mRNA的剪接与视网膜色素变性

角膜碱烧伤后大鼠角膜新生血管的细胞学研究

VEGFsiRNA抑制鼠视网膜新生血管的实验研究

兔脂肪干细胞复合PLGA支架的生物相容性研究

姜黄素对角膜基质细胞纤维化的抑制作用

新型免缝线硅胶角膜环的理化特性及其生物相容性研究

暴发性脉络膜上腔出血的模型改良及其病理学研究

体外培养的兔角膜内皮细胞生物学特性

多西他赛对人晶状体上皮细胞的抑制作用

组织块培养法及酶消化法培养人角膜缘上皮细胞

视盘内注射组织凝血酶元激活剂安全性的电生理学评价

内皮素-1对人小梁细胞吞噬功能的影响

Neuritin基因在单眼剥夺成年大鼠视皮层中的表达

人类永生化角膜内皮细胞的生物学特性

白内障晶状体白质组学的初步研究

Avastin和地塞米松在大鼠角膜新生血管中的作用

结缔组织生长因子在兔视网膜增生膜中的表达

兔同种异体眶骨移植研究

精胺普鲁兰糖对荧光素钠角膜通透性的影响

巨大视网膜劈裂一例

眼部感染热带念珠菌基因分型的初步研究

脉络膜恶性黑色素瘤继发于黑色素细胞瘤一例

贝伐单抗抑制角膜新生血管的实验研究

转谷氨酰胺酶交联胶原凝胶构建三维角膜基质

CD86在排斥反应和前房相关免疫偏离过程中的作用

急性心肌缺血诱发视网膜P物质表达变化及其机制

视网膜母细胞瘤细胞株SO—RB50中生存素的表达

H-1152对兔眼眼压及小梁组织超微结构的影响

脱细胞角膜材料的生物相容性研究

19例角膜皮样瘤的临床分析

小鼠TGFBI基因真核表达载体的构建和表达

胞内视黄醛结合蛋白在豚鼠离焦诱导型近视眼中的表达

人羊膜匀浆上清液抑制兔角膜新生血管的研究

角膜缘干细胞的识别与分离研究进展

高氧诱导眼损伤机制及其防治的研究进展

视网膜电图明视负向反应研究进展

萎缩性黄斑变性的眼底自发荧光特征

病理性近视相关基因定位的研究进展

小鼠角膜抑制白念珠菌增生机制的探讨

视网膜细胞瘤的研究进展

促红细胞生成素及其受体与视神经视网膜疾病

早产儿视网膜病变视觉电生理研究进展

治疗性准分子激光角膜切削术及其进展

葡萄膜炎的视功能预后

蛋白质组学在眼底病研究中的应用

第9篇:细胞生物学特性范文

荧光分析法由于其较高的检测灵敏度而成为生命科学研究领域重要的研究方法之一,其检测灵敏度在很大程度上依赖于荧光标记物的荧光强度和光学稳定性。目前使用的传统有机荧光材料由于吸收波长范围较窄,使用时仅能在较窄的波长范围内选择特定波长的光对其进行激发,而且其发射光谱较宽,不同荧光材料的发射光谱有可能互相重叠,从而降低了同时使用不同荧光材料对不同分子进行荧光标记和分析的可能性。此外,传统有机荧光材料的发射光谱一般不具有对称性,信噪比和稳定性相对较低,在光照几分钟后即发生褪色现象。这些缺陷极大限制了其在生命科学领域更为深入广泛的应用。量子点一般是指尺寸小于激子玻尔半径的Ⅱ-VIA或Ⅲ-VA元素化合物所形成的纳米晶体。当可见光的光子照射到量子点上时,量子点的某些电子会被激发至较高能级,当这些电子从较高能级回到其基态时,量子点就会以荧光的形式发出特征频率的光子[3]。

与传统的有机荧光材料相比,量子点具有较大的吸收范围,因而能够在较宽的波长范围内被激发从而发出荧光,利用这一性质,可以在单一的激发波长下使用多种量子点进行荧光标记[4,5]。而且,量子点的发射光谱较窄且具有对称性,因而不同量子点的发射光谱之间基本不存在相互重叠()。此外,可以通过对量子点的粒径、组成和表面性质进行修饰从而对量子点的发射波长进行调控,使得量子点可以在从紫外到红外波长范围内的特定频率下发射荧光,利用这一特点,可以通过合成方法设计制备出大量发射波长不同的量子点[6,7]。此外,与有机荧光材料相比,量子点具有较高的稳定性,可以在数小时内经历多次激发和荧光发射的循环过程,而且其荧光具有较高的亮度和褪色阈值。量子点的上述几个特性使得其非常适合于进行复合荧光标记,进行标记时可以根据不同量子点所具有的不同颜色和强度的荧光对不同的靶向分子进行标记。在利用量子点进行生物荧光标记的研究初期,由于一些技术性原因,尤其是量子点表面包覆问题,在标记时存在荧光强度、选择性和分辨率较低等问题。作为量子点生物荧光标记的早期研究者之一,Bruchez等[6]将CdSe-CdS量子点表面包覆细胞生物素,并首次成功利用其对小鼠3T3成纤细胞进行荧光标记,但标记后的荧光信号强度较低,且绝大部分量子点非特异性地分布在核膜上。

与此同时,Nie等[7]利用转铁蛋白对CdSe-ZnS量子点进行包覆,并经过受体介导的细胞内吞作用进入HeLa细胞对其进行体外荧光标记,以识别IgG免疫抗原,并利用IgG修饰的CdSe-ZnS量子点对免疫抗体进行荧光标记,但其特异性仍然较低,且未进行体内标记测试。尽管利用量子点进行生物荧光标记的初期研究存在上述问题,但仍然引起了研究人员极大的兴趣,在材料学及生物科学领域引发了广泛的研究热潮。随着材料表面科学和生物医学的深入研究,利用量子点进行生物荧光标记在荧光强度、特异性及灵敏度等方面得到了极大的发展。Wu等[8]利用免疫抗原IgG和链酶亲和素对CdSe-ZnS量子点进行修饰,然后利用其对人体乳腺癌细胞SK-BR-3进行体外及体内荧光标记,以检测细胞表面的肿瘤标记物Her2(人类表皮生长因子受体2)。测试结果表明,与传统的有机荧光标记方法相比,该方法具有极高的特异性,且显示出优异的荧光强度和荧光稳定性。更为重要的是,该研究显示利用两种发射波长不同的量子点即免疫抗原IgG修饰的量子点和链酶亲和素修饰的量子点,可以在同一激发波长下同时对小鼠3T3成纤细胞2种不同的细胞内蛋白质分子肌动蛋白和微管蛋白进行荧光标记,表明与传统的有机荧光材料相比,量子点可以更为有效的同时对多种细胞内分子进行荧光标记。2004年,Nie等[9]使用两亲三嵌段共聚物对TOPO包覆的CdSe-ZnS量子点进行修饰,并在其外表面连接各种肿瘤特异性配体,利用其对裸鼠体内的人体前列腺肿瘤细胞进行标记。

结果表明,通过量子点表面连接的肿瘤特异性抗体,量子点可以有效定位于肿瘤细胞并与细胞表面的肿瘤特异性生物标记物相结合,通过波长分辨成像技术,成功对成活裸鼠体内的肿瘤细胞进行高灵敏度多色荧光标记()。随着研究的不断深入和拓展,量子点在体外生物荧光标记方面的应用目前已进入较为成熟的阶段。Xie等[10]利用生物素与链酶亲和素之间的特异性相互作用,将小鼠肝癌细胞MEAR中的DNA适配体(TLS9a)生物素化,将其连接于链酶亲和素修饰的量子点上,制备出生物荧光探针。利用该探针对不同肿瘤细胞及正常细胞进行荧光标记。结果表明,该探针能够特异性识别MEAR小鼠肝癌细胞,且该探针具有良好的生物相容性,在对MEAR细胞识别后未对细胞生长和细胞存活产生毒副作用()。Dong等[11]将水溶性CdTe量子点与大鼠抗小鼠CD4抗体相连接,并利用其对大鼠脾脏进行荧光检测。结果表明,该荧光探针可以有效对大鼠脾脏进行直接荧光标记,而且与常用的有机荧光材料异硫氰酸荧光素(FITC)相比,该荧光探针显示出优异的荧光检测强度及良好的荧光稳定性。

2靶向药物输送

在药物研发和药物治疗领域,药物输送是一个必须考虑的重要因素。药物的靶向输送对于多种疾病如癌症和神经性疾病的治疗至关重要。因而,目前对药物的靶向输送研究已成为药物研发和药物治疗的核心问题之一。对于一个药物输送体系而言,其尺度大小对于有效将相关药物输送至细胞内部至为关键。由于血管自身孔径的限制,仅允许直径小于50nm的药物自由进出,而对于细胞,仅有直径小于100nm的药物可穿透细胞膜进入其内部发挥疗效。目前,仅有人工合成的纳米输送系统能够较好的满足这一要求。此外,药物的溶解性是影响药物疗效的重要因素之一,而目前近半数的化学合成药物在水中是不溶的或溶解性较差,严重影响了药物充分发挥其疗效,因而已成为目前药物药物治疗领域的一个主要问题。

纳米颗粒由于其特有的性质,使其在药物输送方面具有广阔的应用前景。由于其较小的尺寸,使得纳米颗粒能够较为有效地进入细胞内部。纳米颗粒较大的比表面积使其能够有效结合、吸附及输送其它化合物如小分子药物、多肽、蛋白质及核酸分子,而且其较大的比表面积赋予纳米颗粒所负载的药物分子良好的药物动力学特性及其在靶向组织器官中优异的生物分散性,进而可以有效的提高药物疗效[12,13]。纳米颗粒具有优先聚集于靶向位点的特性,这一特性使其所负载的药物在健康的组织器官部位的浓度较低,从而可以最大程度地降低纳米颗粒及药物本身的毒副作用[14]。而且,纳米颗粒可以有效提高疏水药物在含水介质中的溶解性,使疏水药物能够适合于进行非肠道给药治疗。纳米颗粒还可以有效提高多种药物如疏水药物分子、多肽及寡聚核苷酸的稳定性[15,16]。此外,生物可降解的纳米输送体系可以大幅度提高药物的生物相容性,并可在最大程度上降低药物本身的超敏反应,如呼吸困难、皮疹、胸痛、心跳过速、水肿及外周神经炎症[17,18]。Bahadur等[19]首先利用氨基硅烷对Fe3O4纳米颗粒进行包覆以实现其氨基官能化,然后通过Michael加成反应将丙烯酸甲酯和精氨酸接枝于纳米颗粒表面,形成平均粒径在10nm左右的树枝状磁性纳米颗粒药物载体。细胞生物学测试结果表明,该树枝状磁性纳米颗粒本身对Hela细胞无细胞毒性,显示出良好的生物相容性。

通过静电相互作用将抗癌药物链霉菌成功结合于该磁性纳米颗粒表面,测试结果表明,在最佳酸度条件下,药物分子可以有效得以释放,且在外加磁场作用下,其药物释放效率可以得到极大提高()。Wheate等[20]利用含氨基的磺基化聚乙二醇对直径为30nm左右的金纳米颗粒进行修饰,以提高其水溶性及有效载药量,然后将抗癌药物草酸铂连接于该纳米颗粒表面。电子探针显微分析结果显示,与超支化聚合物及树枝状聚合物相比,其有效载药量可大幅度提高。细胞生物学测试表明,与纯的草酸铂相比,该官能化金纳米颗粒可将肿瘤细胞内的药物浓度提高1倍。此外,在负载草酸铂之前,官能化的金纳米颗粒对肿瘤细胞未显示明显的抑制作用。而在负载草酸铂之后,与纯的草酸铂相比,其对肿瘤细胞的抑制率可有效提高5~6倍。Hanessian等[21]利用端基分化叠氮二羧酸将抗肿瘤药物喜树碱共价连接于聚乙烯胺分子上,然后将其负载于超顺磁氧化铁纳米颗粒上。将该生物连接体作用于人体黑素瘤细胞并进行相关测试,荧光发射光谱及透射电子显微镜测试结果表明,该生物连接体可有效进入肿瘤细胞内并定位于脂类囊泡中。细胞生物学测试结果表明,在外加磁场作用下,通过该生物连接体的酯水解作用,其所负载的喜树碱可自脂类囊泡中有效释放并进入细胞核中,从而明显提高了药物疗效()。

3生物分子检测

在生物医学领域,DNA和蛋白质的检测对于疾病的诊断、遗传性疾病的治疗以及传染性病原体的检测极为重要。目前,对于DNA分子的分析一般先通过聚合酶链式反应(PCR)对其进行扩增,然后利用有机荧光染色剂对其标记从而加以检测,该方法对于DNA的检测下限为pmol。然而,该分析方法存在本质上的缺陷,比如,有机荧光染色剂过宽的吸收峰和发射峰及其荧光猝灭的不均匀性均会明显降低该方法的检测灵敏度,而且PCR过程中的选择性及非线性扩增现象会导致DNA表达的失真。对于蛋白质,目前均通过免疫染色的方法对其进行分析检测,酶联免疫吸附检测(ELISA)依然是蛋白质的标准检测手段,该方法的检测下限同样为pmol。对于多种疾病而言,在发病初期或缓解期,其相应的生物标志物如特异性蛋白质分子仅以fmol的极低浓度存在于患者体内,ELISA对于如此低浓度的蛋白质分子的检测无能为力。当这些特异性蛋白质分子浓度提高至ELISA的临界检测浓度时,一般疾病已发展至晚期。因而,寻找具有更高灵敏度的生物分子检测手段对于疾病的早期诊断至关重要。纳米颗粒由于其较小的尺寸、较高的反应活性、优异的物理性质以及这些性质的可调控性,使其在制备用于蛋白质、核酸分子检测的生物亲和性传感器方面受到广泛关注,可以利用其建立新的检测方法以改善目前的检测方法所存在的缺陷,因而具有良好的应用前景。

Jia等[22]将人癌胚抗原(CEA)的检测抗体和单链DNA(ssDNA)连接于直径为13nm左右的金纳米颗粒表面,再将辣根过氧化物酶(HRP)标记的链霉亲和素连接于ssDNA上,制成酶标记金纳米探针。然后,通过碳二亚胺活化的共价偶合作用,将抗CEA捕捉抗体连接于羧基官能化的磁性微粒上,以制备磁性探针。在利用酶标记金纳米探针和磁性探针对相应抗原进行免疫检测时,磁性探针首先通过其连接的捕捉抗体与抗原相结合,而该抗原又同时与酶标记金纳米探针上的检测抗体相结合,然后在外加磁场作用下对其进行分离,最终利用酶标仪对其进行检测。结果显示,该检测方法可以显著提高对CEA抗原的检测灵敏度,比常规ELISA的检测灵敏度提高130倍左右,而对于非特异性蛋白如p53则仅显示出较弱的响应()。Rusling等[23]以谷胱甘肽为修饰剂,制备出粒径为5nm左右的可溶性金纳米颗粒,并通过层层组装的方式将聚(二甲基二烯丙基氯化铵)(PDDA)和谷胱甘肽-金纳米颗粒组装于热解石墨上以形成纳米金电极,利用EDC[1-(3-(二甲氨基)-丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐]—NHSS(N-羟基硫代琥珀酰亚胺)偶联技术使连接于PSA(前列腺特异性抗原)上的一抗与电极上金纳米颗粒层中的谷胱甘肽羧酸根通过共价键的方式相结合,从而将PSA固定于纳米金电极上以组成检测电极。

利用该检测电极对PSA进行检测时,首先将抗PSA抗体(二抗)和HRP连接于磁球上,制成二抗-磁球-HRP生物复合物,并将检测电极浸入该生物复合物中,然后将H2O2注入检测体系中,测定HRP中的Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)氧化-还原电流。由于H2O2可将HRP转变为可直接被电极还原的亚铁氧(ferryloxy)态,因而造成循环伏安检测结果中的氧化峰消失,而还原峰有所增大。通过对体系的电流检测并对数据进行进一步处理,即可以得出体系中PSA的浓度。与常规的ELISA方法相比,该方法可以将PSA的检测灵敏度提高2000倍左右,并成功检测出前列腺肿瘤患者血浆样品中的PSA()。

4细胞及生物分子的分离纯化

细胞及生物分子如蛋白质等的分离技术是细胞生物学、免疫学、干细胞研究及临床医学研究中的一种重要研究工具。细胞的分离、纯化及表征已经成为生命科学及临床医学领域中必不可少的手段之一。例如,自体骨髓移植就要求对肿瘤细胞进行高效去除,在肿瘤的早期临床诊断中要求对患者血液中的少量肿瘤细胞进行分离富集;另外,分离T淋巴细胞并对其功能性进行诊断在确定人类免疫缺陷病毒(HIV)感染、艾滋病和自身免疫性疾病的发展进程中至关重要[24,25]。基于细胞分离技术在上述领域的重要性,目前对于细胞分离技术的研究着重于发展出可明显提高稀有细胞(如干细胞、抗原特异性B细胞和T细胞及稀有性外周血循环肿瘤细胞)的分离纯度和分离效率的有效方法。由于大多数靶细胞的存在浓度极低,使得目前对于这些细胞的高纯度分离仍然较为困难[26]。目前常用的细胞分离方法可以分为两大类,第一类是基于细胞的物理性质如尺寸、形貌和密度差异,通过过滤和离心的方法对细胞加以分离;第二类则是利用细胞表面的生化特性和生物物理性质对细胞加以分离,如固体亲和基质分离法和荧光活化细胞分拣法。一种理想的细胞分离方法应该是能在不影响细胞功能的前提下于短时间内分离出大量高纯度靶细胞。

目前的这些分离方法仍然存在较多不足之处,过滤和离心的方法对细胞存活率有较为显示的副作用,选择性较差且不易大规模进行;荧光活化细胞分拣法尽管具有较高的选择性,但其效率较低,且具有较高的技术要求。因而,寻找出一种产量、纯度和收率均较高的细胞分离方法迫在眉睫。近年来新出现的磁性分离方法已经成为生物学和临床医学上一种重要的对细胞和蛋白质进行选择性分离的技术,它可以对细胞进行大批量分离,且获得的靶细胞纯度较高[27,28]。Gu等[28]将氨基三乙酸连接于粒径为8~10nm的磁性纳米颗粒表面,由于纳米颗粒的高比表面积、快速的移动性及良好的分散性,使得其与组氨酸标记的蛋白质分子之间具有较高的结合效率,而且磁性纳米颗粒的使用使得在对蛋白质分子进行分离时无需对细胞裂解液进行预处理。在外加磁场的作用下,对组氨酸标记的蛋白质进行分离,并利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDA-PAGE)对其产物纯度进行检测,结果表明,分离产物中仅含有组氨酸标记的蛋白质,其分离特异性显著优于商业化磁性微球。该功能化磁性纳米颗粒对靶蛋白分子的结合力为商业化磁性微球的200倍,且利用缓冲溶液对该功能化磁性纳米颗粒进行重生后,其对靶蛋白的亲和能力、选择性和分离效率可以完全恢复并进行重复利用。Earhart等[29]通过将生物样品特异性抗体连接于磁性纳米颗粒表面以实现其功能化,然后在外加磁场的作用下将待分离样品通过含有功能化磁性纳米颗粒的分离筛,分离筛狭缝周围的磁性纳米颗粒被外加磁场磁化,从而产生较高的局部磁场梯度,并在狭缝处产生边缘磁场。由于局部磁场梯度的作用,磁性纳米颗粒及其所捕获的靶细胞被富集于狭缝处,其它成分则可自由通过分离筛。去除外加磁场并利用合适的缓冲溶液冲洗分离筛,即可对靶细胞进行释放富集。利用该方法对靶细胞的捕获效率可以达到37%,而且捕获到的靶细胞可以实现完全富集()。

5磁共振成像(MRI)增强

MRI技术作为一种临床诊断技术,广泛应用于临床医学及基础研究中以提供高质量的人体解剖图像。在临床诊断中,基于解剖学差异,作为一种无损技术的MRI可利用强磁场和射频范围内的非电离辐射对正常组织和病变组织(如肿瘤)加以区分[30]。MRI信号依赖于径向和横向质子的弛豫时间,正是二者之间的差异造成了不同组织在MRI图像中的对比度有所不同。机体组织中水分的内在弛豫时间与其生理环境有关,因而其在病变组织中会有所改变,尽管这种变化的特异性较小,但在病变晚期,该特异性会明显增强。因此,MRI非常适合于对病变进行特异性诊断。利用MRI造影剂可以对组织的弛豫时间加以调控,从而提高图像的信号强度和对比度。目前MRI技术的应用越来越依赖于造影剂,MRI技术和造影剂的联合使用可以极大地提高对血管系统[31]、炎症组织[32]、肿瘤血管形成[33,34]、动脉粥样硬化斑块[35,36]以及血脑屏障损伤[37]的成像效率。在新出现的细胞和分子磁共振成像技术中,造影剂已成为该技术中的关键因素。该技术力图在分子和细胞水平上将疾病特异性生物标志物可视化,其中纳米颗粒被广泛用作造影剂,基于纳米颗粒的细胞摄取,这一新颖的磁共振成像技术可以追踪组织器官内由磁性纳米颗粒标记的细胞在时间和空间上的移动。

Harisinghani等[38]使用低分子量葡聚糖对粒径为2~3nm的超顺磁氧化铁纳米颗粒进行包覆,以形成亲淋巴细胞纳米颗粒,葡聚糖的引入可以明显延长纳米颗粒的循环时间并有效抑制其团聚现象。通过静脉注射使该纳米颗粒进入患者循环系统,利用其作为造影剂,对患者进行MRI诊断。成像结果显示,在恶性肿瘤部分不存在或仅存在少量纳米颗粒,故不显示黑色或仅在边缘部分显示黑色,而在良性肿瘤部位存在大量纳米颗粒,显示较深的黑色,在肿瘤从良性发展为恶性的过程中,其黑色会逐渐变浅。以上结果表明,该方法可以有效区分良性肿瘤和恶性肿瘤,并可根据图像中的颜色深浅对肿瘤的发展阶段加以判断。Zhang等[39]以PVP为稳定剂和修饰剂,通过共沉淀法合成出粒径分别为2nm和7nm的氧化铁纳米颗粒。通过尾静脉注射的方式将该功能化纳米颗粒注入实验小鼠体内,并将实验小鼠置于外加磁场30min后对其进行MRI检测,结果显示,与对照组相比,由于外加磁场的作用,纳米颗粒主要集中于靶向区域,而且注射功能化纳米颗粒的小鼠在肺、肝和肾等部位的阴性对比度明显增强。这表明,该功能化氧化铁纳米颗粒可以在外加磁场作用下定位于特定的靶向组织,并作为MRI诊断的阴性造影剂使用()。

6肿瘤治疗

目前,癌症是世界上主要的致命性疾病之一,而且近年来全球范围内的癌症发病率不断提高,严重威胁着人类的生命安全。根据美国癌症学会的统计数字,2009年全美有近250万新增癌症患者,有超过56万的患者死于各种癌症,相当于每天超过1500名患者死于癌症[40]。目前针对癌症的治疗方法仅限于药物疗法、放射疗法和临床手术疗法,这些常规治疗方法存在着抗癌药物在患者体内的非特异性分布、肿瘤部位有效药物浓度过低、对于治疗效果的监测手段有限以及药物向靶向部位输送效率较差等问题,因而,建立新的癌症治疗手段已经迫在眉睫。由于纳米颗粒具有较小的粒径,使其能够较为顺利的通过癌细胞的细胞膜进入细胞内部,而且其较大的比表面积使其具有较高的活性,因而近年来在癌症治疗领域受到广泛的关注。Yang等[41]以牛血清白蛋白(BSA)为修饰剂,通过溶液合成法,分别合成出粒径为65nm的Ag2S纳米颗粒和直径为40nm、长度为220nm的Ag2S纳米棒,通过氧化铝模板法合成出直径为50nm、长度超过1μm的Ag2S纳米线,红外和染色测试结果显示,BSA被成功包覆于3种Ag2S样品表面。

将上述3种Ag2S纳米样品作用于神经胶质瘤细胞,细胞生物学测试结果表明,与对照组相比,3种样品均能明显抑制肿瘤细胞的增殖,显示出其在治疗肿瘤方面的潜在应用。此外,他们[42]在无外加修饰剂的作用下,通过调控反应条件,利用溶液合成法,分别合成出粒径为50nm的CuS无定形纳米颗粒和粒径为60nm的CuS纳米晶体。将2种样品作用于HL-60白血病细胞、HepG2肝癌细胞及V79-4仓鼠正常细胞并进行相关细胞生物学测试。流式细胞、荧光染色及MTT检测结果显示,与体相晶体相比,2种CuS纳米样品均能显著诱导2种肿瘤细胞发生凋亡,从而显著抑制肿瘤细胞的增殖,而2种样品对正常细胞则均未显示出诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖的作用,这表明2种CuS纳米样品可以通过特异性诱导肿瘤细胞发生凋亡从而抑制其增殖。更为重要的是,统计分析结果显示,2种样品对于肿瘤细胞的诱导凋亡及抑制增殖活性具有显著性差异,CuS无定形纳米颗粒的上述2种活性均明显强于CuS纳米晶体,表明其抗肿瘤活性具有明显的晶型相关性(0)。

7其它应用

除了在上述领域具有广泛的应用外,纳米材料在其它一些领域如组织工程学、细胞及生物分子调控、细胞吞噬动力学研究等方面也受到了越来越广泛的关注。比如,Shen等[43]利用原位沉淀法制备出壳聚糖-聚乳酸/羟基磷灰石复合纳米材料,壳聚糖和聚乳酸的加入可以大幅度提高羟基磷灰石的弹性模量和耐压强度等机械性能,显示其可以作为潜在的骨骼修复材料。