天花粉蛋白对红细胞损伤作用的AFM研究

目的：利用原子力显微镜（atomic force microscopy,简称AFM）观察红细胞（red blood cells,简称RBC）与天花粉蛋白（trichosanthin,简称TCS）作用后形态上的变化以及细胞膜的损伤情况。方法：将1.2mg/ml的TCS溶液与红细胞的PBS缓冲溶液（pH7.4)按1：4的比例混合,在35℃温度下作用2h后,用原子力显微镜观察受损的红细胞,与正常红细胞进行对比。结果：（1）与正常红细胞相比,与TCS作用后的红细胞的高度明显降低,凹陷部分更加明显。（2）对红细胞上小范围扫描成像的结果显示,受损后的红细胞膜表面结构发生了变化,膜表面颗粒排列的特征依然存在,但颗粒之间开始产生连接。结论：TCS能损伤红细胞膜,改变细胞膜的微结构,引起红细胞的溶血作用。     

原子力显微镜在细胞弹性研究中的应用

细胞表面的力学性质会随着细胞所处环境的不同而发生改变,它的变化间接反映出胞内复杂的生理过程。原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）能以高的灵敏度和分辨率检测活体细胞,通过利用赫兹模型分析力曲线可以获得细胞的弹性信息。本文简介了原子力显微镜的工作原理与工作模式,着重介绍利用AFM力曲线检测细胞弹性的方法及其在细胞运动、细胞骨架、细胞黏附、细胞病理等方面的应用成果,表明AFM已经成为细胞弹性研究中十分重要的显微技术。     

原子力显微镜 (AFM) 在细菌生物被膜研究中的应用

原子力显微镜(AFM)作为一项重要的表面可视化技术,以其独特的优势(纳米级的空间分辨率、皮牛级力灵敏度、免标记、可在溶液环境下工作)被广泛应用于生物被膜的研究。AFM不仅可以在近生理环境下对生物被膜表面超微形貌进行可视化表征,同时还可以通过纳米压痕对生物被膜的机械特性(弹性和粘性)进行定量测量,利用AFM单细胞和单分子力谱技术可以获得生物被膜形成过程中细胞-基底以及细胞-细胞之间的相互作用力,为生物被膜的实时原位系统研究提供了可行性。本文简述了AFM的基本操作原理,综述了近年来AFM用于生物被膜表面超微结构成像、机械特性测量以及相互作用力研究方面的进展,并对AFM在生物被膜研究中面临的问题和未来的发展方向进行了讨论。     

原子力显微镜拉伸吸附在金膜表面的短单链DNA分子

对单根DNA分子的操纵和拉伸可以直接研究DNA的弹性等力学性质. 首先通过将金沉积到云母表面制备了表面粗糙度小于0.3 nm的金膜,然后一段硫代的单链DNA (100 bases) 吸附到金膜表面. 利用原子力显微镜观察不同浓度的DNA吸附在金膜上的表面形貌. 进一步用原子力显微镜的力曲线模式拉伸DNA分子,在50％的情况下DNA可以被针尖拉伸,观察到了由于针尖和DNA分子间作用力的不同导致的多种不同力曲线.     

肌动蛋白的原子力显微镜研究

原子力显微镜 (AFM )是一种能够在生理条件下对生物大分子、活细胞表面以及细胞膜下结构进行在体或离体研究的强有力的新型工具 ,具有原子级的成像分辨率和纳牛顿级的力测定功能。目前原子力显微镜已被广泛地应用于生物大分子、超分子体系的结构解析、动力学过程观察 ,分子力学研究及细胞功能鉴定。原子力显微镜能够通过尖锐探针扫描待测样品表面 ,收集被测样品表面地貌坐标数据从而对单分子或细胞进行成像或操作 ,并能通过移动探针、记录探针与样品之间的作用力 ,对生物大分子 (蛋白质、核酸和多糖等 )的结构力学特性进行分析以获取分子构象、功能及其相互关系的有用信息。肌动蛋白是一种细胞内普遍存在 ,具有广泛、复杂生理功能的重要蛋白质 ,原子力显微镜的各项功能已广泛地用于肌动蛋白结构、功能及动力学研究。通过综述原子力显微镜在肌动蛋白研究中的应用 ,阐明了原子力显微镜在现代生命科学研究中的重要意义及巨大应用前景。     

羊血和鸡血红细胞膜通透性的比较研究

细胞膜是一种半透性膜,能选择性地控制物质进出,研究细胞膜的通透性对细胞病变,某些疾病的致病机理以及药物疗效上有重要意义。本研究以新鲜鸡血和羊血为研究材料,采用观察血细胞在不同等渗溶液中是否发生溶血并记录溶血时间方法来进行比较。将等渗溶液分为脂溶性物质,水溶性物质、水、强电解质、弱电解质几类进行分析,结果表明:鸡血红细胞膜的通透性低于羊血红细胞膜。造成两种红细胞膜之间通透性的差异主要原因是红细胞膜自身的机械强度,红细胞的生理特性,溶质的性质及血细胞来源等多方因素的影响。     

超抗原刺激Jurkat T细胞的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜分别对未加药人急性T淋巴细胞性白血病细胞（Jurkat细胞）和经超抗原刺激不同时间（6,12,48,72 h）后的Jurkat 细胞进行了细胞全貌和细胞膜表面纳米结构成像和探测研究,并通过比较不同状态下细胞表面的粘附力变化,探讨Jurkat细胞形态变化与粘附行为之间的关系,用CCK-8检测细胞的增殖,以期对Jurkat 细胞形态结构和细胞功能之间的关系有进一步的了解。结果发现：与未加药的Jurkat 细胞相比,随着超抗原刺激时间的延长,Jurkat 细胞的体积、高度、半宽度、粗糙度等参数发生明显的变化;活化48、72 h时,细胞与针尖间的相互作用力大约是活化6 h时的5倍,活化过程中细胞膜表面纳米结构的改变,引起其机械性能的变化。Jurkat 细胞的表面超微结构、细胞膜结构的改变和分化对于更深入地了解T细胞活化与免疫信号的传递,阐明其免疫过程的作用机制具有重要的意义。     

原子力显微镜在生物领域中的应用

原子力显微镜(AFM)作为生物样品表面表征的有力工具,具有独特的优势.本文在介绍原子力显微镜基本原理的基础上,综述了原子力显微镜样品制备以及原子力显微镜形貌分析、力曲线以及动力学分析在生物领域中的应用.     

高原低氧习服大鼠红细胞变形性的变化规律及其分子机制

目的：探讨高原低氧习服大鼠红细胞变形性的变化规律及其分子机制。方法：将健康雄性大鼠随机分为3组（n=10）：常氧对照组、急性低氧组和低氧习服组。模拟高原低氧环境对大鼠分别进行急性低氧和间断低氧习服,麻醉后心脏采血,分别测定大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、膜磷脂成分的含量、红细胞ATP酶活性、红细胞内Na＋和Ca2＋浓度及建立红细胞膜蛋白质双向电泳图谱,寻找差异蛋白质点,对其进行质谱鉴定。结果：①急性低氧大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、红细胞ATP酶活性均降低;红细胞内Na＋和Ca2＋浓度均增高;红细胞膜磷脂酰丝氨酸（PS）、鞘磷脂（SM）含量增加,磷脂酰胆碱（PC）含量降低;建立了红细胞膜蛋白质双向电泳图谱,选取7个差异蛋白质点,其中4个在急性低氧后表达降低。②低氧习服大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、红细胞ATP酶活性明显均增高;红细胞内Na＋和Ca2＋浓度均降低;红细胞膜PS、SM含量降低,PC含量增加;上述7个差异蛋白质点中4个在低氧习服后表达增高,3个表达降低,质谱技术鉴定结果为补体结合蛋白、水通道蛋白、膜攻击复合物抑制因子、葡萄糖运载体、脂质移行酶、氨基磷脂转移酶、依赖ATP的翻转酶,其中后三个酶与红细胞膜磷脂翻转有关。结论：急性低氧引起红细胞变形性、膜流动性、膜蛋白质表达、红细胞ATP酶活性及胞内Na＋和Ca2＋浓度方面相应的改变;经低氧习服后,上述指标有所改善,低氧习服对急性低氧引起红细胞的影响具有一定的保护作用;红细胞膜上的3种蛋白质,包括脂质移行酶、氨基磷脂转移酶和依赖ATP的翻转酶在低氧习服改善红细胞变形性的机制中可能发挥重要的作用。     

原子力显微镜在生物领域中的应用

原子力显微镜(AFM)作为生物样品表面表征的有力工具, 具有独特的优势。本文在介绍原子力显微镜基本原理的基础上, 综述了原子力显微镜样品制备以及原子力显微镜形貌分析、力曲线以及动力学分析在生物领域中的应用。     

原子力显微镜研究粘附分子与细胞膜上整合素分子的相互作用

目的：研究肝癌细胞弹性变化对其表达的整合素分子与配体分子相互作用的影响。方法：以壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶作为 可变基底材料,并将人肝肿瘤细胞（HepG2）接种到不同软硬度壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶基底上,利用原子力显微镜力与距离模 式定量测定不同软硬基底上生长的HepG2 肝瘤细胞膜表面整合素分子与层粘连蛋白分子之间相互作用力。结果：功能化的原子 力显微镜探针与不同软硬基底上生长的细胞所产生的粘附情况不相同,细胞生长在培养皿的为对照组;细胞生长在硬度为1000 Pa 壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底上的为实验组,表达在HepG2 肝瘤细胞膜上的alpha-6-beta-1 整合素与其配体层粘连蛋白相互作用力 的大小分别为19± 7 pN和38.85± 19.7 pN。结论：基底软硬度会影响细胞整合素与配体分子间的相互作用。     

配体与受体相互作用诱导的膜蛋白构象变化WGA与GPA作用对膜蛋白构象的影响

用ＦＴＩＲ、ＣＤ、微量ＤＳＣ和ＳＴＭ、ＡＦＭ等研究重组脂质体,血影和完整红细胞在配体与膜受体相互作用下膜蛋白构象改变以及纳米水平上膜表面蛋白的形貌、结果表明ＷＧＡ可诱导重组脂质体膜、血影膜和完整红细胞膜蛋白发生一定的不同的构象变化,红细胞及其膜的热力学行为变更,以及红细胞膜表面蛋白的可能交联。     

血液保存过程红细胞力学性质变化及其机制探讨

该文探讨了血液保存过程中随着保存时间的增加红细胞的细胞力学性质改变及其分子基础。应用原子力显微镜分别对不同保存时间的库存血红细胞力学性质进行检测,获得相应的力–距离曲线。对不同保存时间的红细胞硬度、变形性进行评估。对不同存储时间的红细胞脂质过氧化和膜蛋白巯基含量进行检测。对红细胞膜蛋白进行SDS-PAGE和免疫荧光染色,分析其膜骨架蛋白分布、含量和相互作用的变化,探讨力学性质变化分子机制。研究发现,血液保存过程中,保存3周后红细胞杨氏模量显著增加,细胞硬度增大,力学性质下降(1 d:0.54±0.27 k Pa;21 d:0.71±0.57 k Pa;42 d:1.33±0.70 k Pa)。此时,红细胞脂质过氧化程度增加,膜蛋白巯基含量下降,膜蛋白巯基交联聚簇化,形成高分子聚合物(high molecular weight,HMW)。研究证明,库存血存储时间过长会导致细胞力学性质下降,成为影响输血质量的重要因素。     

用原子力显微镜观察人类精子的表面结构

目的:探讨用原子力显微镜观察精子表面结构的方法。方法:经常规洗涤正常人精液后进一步除去精子表面和生理溶液中的蛋白质,直接用原子力显微镜观察人类精子的表面形态。结果:获得了人类精子表面的细微结构和精子头的三维数据。精子全长约47μm,精子头约4.6μm,顶体位于精子头前端1/2~2/3,顶体前端扁平。精子赤道区有两圈环形凸起。结论:不需特殊处理,用原子力显微镜能直接观察精子表面的超微结构,并获得量化的三维数据。     

单光镊技术测量红细胞膜弹性新方法的建立

光镊是对生物样品的力学特性进行研究的方便工具.红细胞膜弹性是血液的生理功能指标.利用单光镊技术我们建立了测量红细胞膜弹性的新方法.利用该方法对红细胞的膜弹性进行测量,该结果与国外文献报道的双光镊法测量结果相一致.对不同浓度氧化苯砷(PAO)处理的红细胞膜弹性进行了测量,测量结果表现出浓度与膜弹性之间有明显的线性关系,证实了这种方法的可行性和灵敏性.     

配体与受体相互作用诱导的膜蛋白构象变化WGA与GPA作用对膜蛋白构象的影响

用ＦＴＩＲ、ＣＤ、微量ＤＳＣ和ＳＴＭ、ＡＦＭ等研究重组脂质体、血影和完整红细胞在配体（ＷＧＡ）与膜受体（ＧＰＡ）相互作用下膜蛋白构象改变以及纳米水平上膜表面蛋白的形貌。结果表明ＷＧＡ可诱导重组脂质体膜、血影膜和完整红细胞膜蛋白发生一定的不同的构象变化、红细胞及其膜的热力学行为变更,以及红细胞膜表面蛋白的可能交联。     

力竭性运动对大鼠红细胞内能源物质代谢水平及其与红细胞变形性关系的研究

红细胞变形性在保证血液循环和组织器官代谢活动中具有重要作用,红细胞的形态及其变形能力的改变受药物刺激、环境渗透压和ｐＨ改变等外界因素的影响,也可受细跑自身影响,而红细胞膜和胞浆中代谢内容物的改变对细胞形态的维持和变形能力产生根本影响。本研究为探讨运动...     

氧化应激时Peroxiredoxin Ⅱ膜质转移对红细胞渗透脆性的影响

为了探讨氧化应激时peroxiredoxinⅡ(PrxⅡ)膜质转移对红细胞渗透脆性的影响,检测了H_2O_2处理后红细胞渗透脆性的变化,并利用蛋白质免疫印迹法(Western-blot)检测了红细胞内PrxⅡ膜质转移情况,以及红细胞膜蛋白——带3蛋白(band 3)和血影蛋白(spectrin)的变化情况。研究结果显示,氧化应激时红细胞渗透脆性增加,红细胞内PrxⅡ从细胞膜转移至细胞质中,同时维持红细胞膜稳定、细胞骨架结构功能完整的相关蛋白质——band 3和spectrin在红细胞膜上表达量减少。实验结果证明氧化应激时红细胞内PrxⅡ发生膜质转移,引起维持红细胞膜稳定、细胞骨架结构功能完整的相关蛋白质band 3和spectrin表达量降低,导致红细胞渗透脆性增加。     

铁缺乏及运动对大鼠红细胞膜圆二色谱、膜表面电荷及膜流动性的影响

采用圆二色谱、膜表面电荷及膜流动性指标测定了铁缺乏和运动大鼠红细胞膜的损伤变化。发现铁缺乏和运动两因素同时存在时红细胞膜蛋白的α－螺旋含量显著偏高,边缘缺铁运动组偏低。运动使红细胞膜表面电荷显著下降。反映膜脂质流动性的,值各实验组差异不显著。提示缺铁和运动所致膜损伤与膜蛋白氧化修饰或膜蛋白成分增减有关。     

吗啡对大鼠红细胞膜生物物理特性的影响

为研究吗啡对生物体血液系统的影响,以大鼠为研究对象,分别培养了三周成瘾的吗啡依赖模型、体外吗啡作用和吗啡急性注射的模型,研究了吗啡对大鼠红细胞膜的生物物理特性的改变。作者采用新型激光衍射法测量了上述血样的弹性模量Ｅ和膜微粘度（μｍ）,同时通过ＤＰＨ标记的荧光偏振法测定了这些红细胞膜的流动性,还采用傅立叶变换的红外技术（ＦＴ－ＩＲ）测量了红细胞膜蛋白构象的动态变化,并对上述红细胞膜结构改变所引起的微观流变特性的变化进行了初步探讨。结果表明,大鼠对吗啡形成依赖会导致其红细胞膜流动性的下降,弹性剪切模量的升高和膜蛋白质二级结构的变化。而吗啡的体外作用和体内急性作用对大鼠红细胞膜特性的影响与吗啡依赖的作用相类似。由此我们推测吗啡对大鼠红细胞膜特性的影响可能不需通过受体,而是直接发生作用的。