Highly efficient uptake of ultrafine mesoporous silica nanoparticles with excellent biocompatibility by Liriodendron hybrid suspension cells

The characteristics of the interactions co-cultures of ultrafine mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and the Liriodendron hybrid suspension cells were systematically investigated using laser scanning confocal microscope (LSCM) and scanning electron microscopy (SEM). Using fluorescein isothiocyanate (FITC) labeling, the LSCM observations demonstrated that MSNs (size, 5-15nm) with attached FITC molecules efficiently penetrated walled plant cells through endocytic pathways, but free FITC could not enter the intact plant cells. The SEM measurements indicated that MSNs readily aggregated on the surface of intact plant cells, and also directly confirmed that MSNs could enter intact plant cells; this was achieved by determining the amount of silicon present. After 24 h of incubation with 1.0mg mL-1 of MSNs, the viability of the plant cells was analyzed using fluorescein diacetate staining; the results showed that these cells retained high viability, and no cell death was observed. Interestingly, after the incubation with MSNs, the Liriodendron hybrid suspension cells retained the capability for plant regeneration via somatic embryogenesis. Our results indicate that ultrafine MSNs hold considerable potential as nano-carriers of extracellular molecules, and can be used to investigate in vitro gene-delivery in plant cells.     

聚乙二醇介导鹅掌楸悬浮细胞与CdSe／ZnS量子点纳米颗粒共孵育的互作特征

利用纳米材料介导的药物靶向治疗和动物细胞转基因等相关研究,日益受到人们的关注．但植物因存在细胞壁的障碍,无论原位还是离体细胞培养条件下,利用纳米技术进行基因转移均存在很大难度．因此设想,如通过纳米颗粒材料物理尺寸的改变和表面化学修饰,能改变纳米颗粒与植物细胞壁界面上的生物物理或生物化学特征,从而有利于纳米颗粒材料穿越植物细胞壁进入植物细胞,将对推动纳米技术在植物转基因领域中的应用产生重要意义．根据以上设想,研究了不同的共孵育时间和温度等条件下,杂交鹅掌楸的胚性悬浮细胞与经不同表面化学修饰的CdSe／ZnS纳米颗粒之间相互作用过程的细胞生物学特征,以及CdSe／ZnS量子点的细胞毒性．结果表明,在共孵育后3h以内,激光共聚焦显微镜和电子扫描显微镜下,均可观察到经表面后修饰带正电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒．同时,胞吞进入细胞内部的表面携带正电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒的量明显与共培养时间、温度有明显的依赖关系,表明它们可以通过细胞的液相胞吞作用进入杂交鹅掌楸细胞内,且不影响细胞的活性;而表面带负电荷的CdSe／ZnS纳米颗粒则主要聚集在细胞外壁附近．在培养溶液中添加20％（质量比）聚乙二醇,可进一步提高鹅掌楸细胞胞吞CdSe／ZnS纳米颗粒的量和减轻CdSe／ZnS纳米颗粒的细胞毒性．本研究表明,以表面携带正电荷的CdSe／ZnS量子点纳米材料作为基因载体,在植物悬浮细胞的转基因研究和应用中具有广泛的前景．     

利用纳米材料制作多肽疫苗佐剂的思考

纳米粒子与生物体有着密切的关系,DNA/蛋白质复合体就在15～20 nm之间,多种病毒颗粒也是纳米级的超微粒子.多肽抗原需要与适当载体形成复合物才能诱导有效的免疫应答,但载体效应难以避免.纳米佐剂可以避免载体效应的发生,而且还是巨噬细胞(Mφ)、树突状细胞(DC)的首选吞噬目标.纳米化的有机药物可提高其生物利用度、制剂的均匀性、分散性和吸收性;脂质体可使药物更快地到达靶向部位,而且特异性更强.目前主要用理化的方法制作纳米材料,几乎所有的生化药品,特别是DNA药物的研究开发都可引入纳米材料,多肽疫苗的分子佐剂更是如此.     

PLGA人工抗原提呈细胞载体的制备

目的:目前常用的载体材料,在体内很难降解,限制了其在体内的应用,本文通过用PLGA微球制备人工抗原提呈细胞(AAPC)载体,对其功能进行验证.希望此方法能弥补传统方法的不足.方法:将软脂酸偶联到亲和素上,然后按照传统的复乳法来制备PLGA微球,并且通过使用荧光素(FITC)标记、生物素化的牛血清蛋白(BSA)对其功能进行验证.结果:通过该方法可以得到表面固定生物素的PLGA微球,并且证明软脂酸修饰并未影响到亲和素分子和生物素的结合,生物素化的BSA分子可以有效的结合到微球的表面.结论:PLGA微球表面很难引进合适的化学基团,导致其不能像聚苯乙烯微球那样通过化学反应来将亲和素分子固定在微球的表面上,通过将软脂酸偶联到亲和素分子上,可改变其表面很难引进合适的化学基团的不足,用其微球可用于制备AAPC载体.人工抗原提呈细胞是免疫学研究领域的新思路,可在基础免疫研究和临床治疗方面发挥较大的作用,但作为一门新兴技术,在制备、效果评价及应用方面需要逐渐完善和成熟,用PLGA微球为载体构建,弥补了磁珠、聚苯乙烯不能在体内降解的不足,且安全无毒,可供参考.     

四种显微技术观测大鼠颌下腺细胞与丝素-壳聚糖体外共培养的形态学特点

目的采用倒置显微镜、扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）、荧光显微镜和激光共聚焦显微镜（（laser scanning confocal microscopy,LSCM））技术对大鼠颌下腺细胞（rat submandibular gland cells,RSMGs）与丝素-壳聚糖（silk fibroin-chitosan,SFCs）的体外复合培养进行形态学观察。为观测、评估种子细胞在三维支架的内部生长情况提供技术支持。方法取0～8 d龄SD大鼠的颌下腺,对大鼠颌下腺细胞进行原代培养、分离纯化并传代;用抗细胞角蛋白单克隆抗体（CK8）及淀粉酶抗体的免疫细胞化学染色鉴定细胞来源。选取传至第二代的对数生长期的RSMGs作为种子细胞,选取SFCs共混膜（5×5×2）mm作为支架材料构建组织工程化涎腺样结构。将种子细胞与支架材料复合培养并分别于倒置显微镜、SEM、荧光显微镜和LSCM下观察二者复合生长情况。结果倒置显微镜可以直接观察活细胞与支架复合生长情况,方法简单易行。SEM可以较精确的展示细胞支架复合生长的表面超微结构。经过荧光染料的着色,荧光显微镜和LSCM都可以观察到支架上锚定的种子细胞。荧光显微镜可见细胞核的荧光信号均匀的分布在支架孔隙内。LSCM通过层扫描及三维重建技术对较厚的标本获取图像;并可以通过旋转图像,从不同角度观察细胞支架复合物的三维剖面或整体结构,得到更为准确的定位信息。结论四种显微技术均可应用于RSMGs与SFCs体外共培养的形态学观测。LSCM的三维重建技术结合荧光染料标记可以较好地获得RSMGs与SFCs复合生长的情况,有着较广泛的应用价值。     

结直肠癌细胞外泌体激活肝星状细胞为癌相关成纤维细胞

目的:探讨结直肠癌(CRC)细胞上清外泌体对肝星状细胞(HSC)细胞的影响。方法:通过超高速离心结合过滤法提取和纯化CRC细胞上清外泌体,然后以透射电电子显微镜(TEM)、纳米颗粒跟踪分析仪(NTA)和蛋白免疫印迹(WB)实验鉴定所提取的外泌体的形态、大小、粒径分布,以及外泌体表面标志蛋白HSP90和TSG101。再通过激光共聚焦显微镜(LSCM)观察荧光标记的外泌体被HSC细胞摄取的情况。以WB实验验证CRC细胞上清外泌体处理后的HSC中成纤维细胞活化蛋白(FAP)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达水平。结果:TEM显示结直肠癌细胞外泌体呈"茶托样"杯型或类圆形囊泡样结构;NTA分析发现结直肠癌细胞外泌体直径峰值和大小分布范围分别为57 nm和30-150 nm;WB显示外泌体表面标志蛋白HSP90和TSG101均为阳性。LSCM观察发现Di O标记的外泌体(绿色),能够被Dil标记的HSC(红色)摄取。CRC细胞上清外泌体处理后的HSC中FAP和α-SMA表达水平较对照组显著升高。结论:HSC与CRC细胞上清外泌体共孵育后能够被激活成癌相关成纤维细胞。     

人膀胱癌细胞纤维肌动蛋白共聚焦激光扫描显微镜观察

探讨膀胱癌细胞纤维肌动蛋白（F－actin)的空间结构。采用共聚焦激光扫描显微镜光学切片技术结合异硫酸氢荧光素－鬼笔环肽（FITC－phalloidin)标记纤维肌动蛋白和碘化丙啶（PI）和标记核酸的荧光探针双重标记技术对膀胱癌细胞纤维肌动蛋白进行形态学观察,结果可见膀胱癌细胞内纤维肌动蛋白微丝形态完整,成细束或细丝状,平行排列地整个细胞或细胞突起,在胞质边缘处较密集。     

新型非病毒三元复合DNA载体的研究

基因治疗是未来临床医学最具潜力的治疗方式,目前阻碍临床基因治疗发展的主要因素是缺乏安全和高效的基因载体,因此研究理想的非病毒转基因载体具有重要的意义.构建了由质粒DNA(D)-抗DNA抗体(A)-阳离子脂质体(C)组成的三元复合纳米基因载体(DAC),研究表明,三组分在磷酸缓冲液中可通过分子组装形成复合纳米胶束,DAC在细胞培养中表现出显著高效的基因表达,DAC在血管平滑肌细胞中的基因转染效率比不含抗DNA抗体的二元组合(DC)高4倍,比不含阳离子脂质体的二元组合(DA)约高11倍.激光共聚焦荧光显微观察证明,DAC细胞摄取量和DNA进入细胞核的量均明显高于对照组,而DC二元组合(不含抗DNA抗体)的DNA很少进入细胞核,细胞在DAC存在下生长正常.未发现细胞毒性.研究结果提示,DAC的作用机理主要是三元复合胶束中DNA的装载量比二元载体大得多,抗DNA抗体与阳离子脂质体的协同作用明显有利于DNA被细胞摄取和胞吞,从而提高了基因的转染和表达.     

激光扫描共聚焦显微镜在细胞间隙连接研究中的应用

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是当今世界上最先进的分子细胞生物学分析仪器之一。旨就LSCM在细胞间隙连接蛋白的定位、定量、分布及细胞间分子迁移、胞间通讯等方面的应用进行综述,并对其在GJIC的研究进行展望。     

大鼠红细胞作为SOD新型载体的细胞水平上的研究

用低渗透析 -等渗重封的方法制备了包埋超氧化物歧化酶 ( SOD)的大鼠载体红细胞 ,并从细胞水平上研究了透析条件对大鼠红细胞包埋 SOD的影响与载体红细胞的部分性质 .流式细胞计( FCM)研究表明 ,随透析时间延长和透析液渗透压降低 ,包埋 SOD的载体红细胞百分率升高 ,但载体细胞平均包埋 SOD的量无明显变化 ;SOD浓度对载体细胞百分率无明显影响 ,但与载体细胞平均包埋 SOD的量成线性关系 ;载体红细胞前向角散射 ( FLS)明显下降 ,但显微镜下观察到的载体细胞的大小无明显变化 ,当载体细胞反注射到大鼠体内后 FLS能迅速恢复 ;载体红细胞密度下降 ,其原因是低渗透析时红细胞膨胀未能完全恢复 ;载体红细胞未暴露与自身 Ig G结合的抗原位点 .激光扫描共聚焦显微镜 ( LSCM)分析表明 ,SOD在细胞内呈从细胞中心到细胞膜浓度逐步下降的辐射分布特征 .     

动脉平滑肌细胞内钙瞬变与自发性瞬时外向电流同步记录技术(英文)

本文旨在建立一种可同步观察细胞内信号分子和细胞膜离子通道变化之间相互关系的实时研究方法。联合应用激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)显微成像技术和全细胞穿孔膜片钳技术,在急性酶分离的小鼠脑动脉平滑肌细胞上同步记录自发性瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents,STOCs)和细胞内的钙瞬变。在全细胞模式膜片钳记录平滑肌细胞膜钾电流的同时,LSCM可准确记录到胞浆内出现的钙瞬变。此技术对于从分子水平揭示细胞内信号转导过程和离子通道相关疾病的机制有重要意义。     

沙蚕蛋白酶的荧光标记及细胞摄取机制研究

该文利用FITC对沙蚕蛋白酶(NAP)进行荧光标记,并通过薄层色谱法、红外光谱法、紫外光谱法及荧光光谱法对标记物进行表征,紫外分光光度法计算标记度。通过测定NAP与FITCNAP的酶促反应动力学参数来比较NAP在标记前后的活性,同时应用MTT法考察NAP标记前后对NCI-H1299细胞毒性的影响。流式细胞术研究NCI-H1299细胞摄取FITC-NAP的机制,荧光显微镜定性观察NCI-H1299细胞对FITC-NAP的摄取。结果表明,每分子标记物约含1.78分子FITC,其最佳荧光激发波长为490 nm、发射波长为515 nm;荧光标记后NAP的活性未受到显著影响; NCI-H1299细胞对FITC-NAP的摄取与药物浓度、作用时间呈正相关;氧化苯砷组的荧光强度低于FITC-NAP组且有极显著差异(P0.01),因此NAP的摄取机制为内吞。进一步研究发现, NCI-H1299细胞摄取NAP受到网格蛋白依赖性内吞和小窝/脂筏蛋白介导的内吞共同作用。荧光显微镜观察发现,随着时间的增加,更多的细胞摄入FITC-NAP,且主要分布在细胞膜及细胞质中,细胞核中未见分布。     

介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)是一种表面多孔的无机纳米粒子,具有粒子和孔的大小可调节,大的表面积和孔体积,可进行表面修饰以及良好的生物相容性等特点被广泛应用于医疗领域作为抗癌药物的递送载体。目前,将MSNs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)进行良好结合并制备生物传感器应用于检测技术领域的研究主要偏向于把FNA固定在MSNs表面,通过FNA结构的改变实现介孔中客体分子的可控释放,进一步转换为荧光信号、电信号等进行检测。综述了MSNs的基本属性、制备及其应用,重点介绍了几类基于MSNs的功能核酸生物传感器,讨论了介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题,最后展望了该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战,以期能够进一步促进介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在实际中的应用。     

用于研究植物质外体空间三维结构的树脂铸型技术

本文介绍了用于研究植物体质外体空间三维结构的树脂铸型技术。植物包含许多重要的质外体空间,如木质部管状分子的腔隙、与气孔相连的叶肉细胞间的通气系统、分泌腔等等。这种空间的三维结构可借助于扫描电子显微镜(SEM)研究。但问题是,用SEM直接观察不到一个组织或细胞切面内部的图像,因此,不能观察它们的全貌。通过运用树脂铸型技术,可以获得完整的组织或腔隙内部空间的铸型。反映管壁结构的各种形象被印在铸型的表面上,在SEM下可对质外体空间进行详细研究。树脂铸型技术在结构植物学的研究上有重要的意义。     

蛙凝素修饰聚谷氨酸纳米粒的制备、表征及Calu-3细胞摄取研究

目的:考察蛙凝素(Odorranalectin,OL)修饰对聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(PBLG-PEG-NPs)材料的Calu-3细胞(人肺腺癌细胞)毒性和细胞摄取作用的影响。方法:碘氧化法制备蛙凝素修饰聚合物材料;以姜黄素(curcumin,Cur)为模型药物,采用乳化溶媒蒸发法制备聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(PBLG-PEG-NPs)和蛙凝素修饰聚谷氨酸苄酯-聚乙二醇纳米粒(OL-PBLG-PEG-NPs);MTT法考察三种纳米粒对Calu-3的细胞毒性;采用激光共聚焦显微镜对两种纳米粒的Calu-3细胞摄取作用进行定性观察。结果:给予高浓度(2 mg·mL-1)纳米粒培养Calu-3细胞时,细胞存活率大于75%。蛙凝素修饰纳米粒后其被细胞摄取的量从62.7%增加到了81.2%。结论:OL可用于黏膜给药载体的修饰,OL-PBLG-PEG-NPs细胞毒性低、生物相容性好,有望成为一种鼻腔粘膜给药优良载体。     

介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)是一种表面多孔的无机纳米粒子,具有粒子和孔的大小可调节,大的表面积和孔体积,可进行表面修饰以及良好的生物相容性等特点被广泛应用于医疗领域作为抗癌药物的递送载体。目前,将MSNs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)进行良好结合并制备生物传感器应用于检测技术领域的研究主要偏向于把FNA固定在MSNs表面,通过FNA结构的改变实现介孔中客体分子的可控释放,进一步转换为荧光信号、电信号等进行检测。综述了MSNs的基本属性、制备及其应用,重点介绍了几类基于MSNs的功能核酸生物传感器,讨论了介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题,最后展望了该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战,以期能够进一步促进介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在实际中的应用。     

杂交鹅掌楸体胚发生过程中ATP酶活性的超微细胞化学定位

利用透射式电镜,通过胚性细胞的超微切片观察,对杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生和发育过程中ATP酶活性进行了超微细胞化学定位.结果表明,非胚性细胞的质膜、液泡膜等膜系统当中存在ATP酶活性,质体、核膜、细胞壁以及细胞间隙上有少许沉积;早期胚性细胞ATP酶反应产物主要沉积于质膜、液泡膜上、淀粉粒、细胞壁加厚处;胚性细胞后期ATP酶活性从质膜逐渐转移入细胞内,细胞质、壁旁体、胞间连丝、细胞膜与细胞间隙、细胞核等处均有ATP酶活性反应.随着胚性细胞的发育及分裂,包裹细胞的厚壁、细胞核、核仁与染色质等处也出现ATP酶活性反应沉淀物.说明杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生及发育过程中存在丰富的能量代谢.     

C_3和C_4植物叶片内双磷酸核酮糖(RuDP)羧化酶之免疫荧光定位

我们用从菠菜提纯的RuDP 羧化酶制备兔抗RuDP 羧化酶抗体,用荧光免疫直接法在典型的C_3和C_4植物叶片横截面的冰冻切片内定位RuDP 羧化酶。抗RuDP 羧化酶抗体是用异硫氰荧光素(FITC)标记的。观察结果说明在C_4植物(玉米)叶切片中,特异荧光绝大部分集聚于维管束鞘细胞的叶绿体内。在C_3植物(小麦、大麦)叶切片中,特异荧光呈现在叶片叶肉细胞的叶绿体部位。两种植物中特异荧光分布的不同显示了它们的RuDP 羧化酶分布的不同。     

可控释放纳米载体在癌症治疗中的研究进展

癌症治疗的靶向分子药物的设计与构建,是目前生物医学领域的研究前沿热点之一。靶向药物载体的构建,是通过药物直接加载靶向生物分子或者利用载体自身特性,使化疗药物可以到达并富集在特定组织,所以也被称为"分子火车"。纳米药物的研究已经从单靶向发展到多靶向,实现从单一功能到多功能的应用。单纯的被动释放药物的载体颗粒在复杂的细胞微环境中缺乏精确治疗。因此通过构建带有可控释放特性的纳米药物载体,不仅能有效的提高药物在靶向部位的药物浓度,加强药效,而且还能降低对非靶向组织的毒副作用,提高纳米药物的安全性。常用的控制纳米药物释放的方式包括pH响应,酶响应,光响应,磁响应等。本文主要介绍构建可控药物释放纳米载体的研究进展。     

激光扫描共聚焦显微镜在植物学中的应用

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)是普通光学显微镜与激光和计算机及其相应的软件技术组合的产物,实现了连续光学切片,能在亚细胞水平观察细胞骨架的动态变化、细胞内特异蛋白、钙等离子的变化,并结合电生理等技术观察细胞生理活动与细胞形态及运动变化的相互关系。并广泛应用于生物三维结构重组及动态分析。本文综述了应用激光扫描共聚焦显微镜技术在植物细胞学、植物发育、组织化学以及基因表达、检测等领域取得的进展。