《实用生物体视学技术》

由申洪、沈忠英编著的《实用生物体视学技术》已由中山大学出版社出版。体视学是由二维结构信息定量推论三维结构信息的一门新兴边缘学科。该书从实用性出发,阐述了体视学的基本原理,着重介绍了体视学的基本测试方法,并就体视学中的样本、抽样,数据处理等作了详细介绍。此外还介绍了图像分析系统及其在生物医学中的应用和平面图像常用定量指标及相应计算公式等。本书不仅包括体视学经典方法,而且包括体视学的新概念、新参数、新方法、新进展及作者的一些经验,体会和研究成果;注重理论与应用结合,注重实际工作中的具体问题,对具体操作和测算方法有举例说明,图文并茂,深入浅出。     

体视学

stereology目前有两种译法:体视学和立体学。Stereo有立体、体视等含意,因此从字而上译,两种译法均可。stereology其内含是要从二维结构定量推论或阐明三维结构。“体视”的中文含意原指双眼同时观察天然物体时能判定其远近深度的立体视觉效应。由双目的体视效应,从角度稍异的位置拍摄二维照片,通过有关仪器(如体视比较仪,stereocomparagraph等)即可产生三维感觉。。可见“体视”本身具有或包含从平面重构或推断三维的含意,恰与stereology的内含相吻合。与“立体”有关的学科及名词很多,如:立体几何、立体化学、立体物     

小鼠胚胎干细胞体外分化形成新生血管的实验研究

目的探讨小鼠胚胎干细胞(ES)在体外向内皮细胞(ECs)分化并形成新生血管的条件及特点。方法分别建立二维和三维小鼠ES细胞分化体系,对分化细胞行血小板内皮细胞粘附分子(PECAM-1)免疫荧光染色和DiI-乙酰化低密度脂蛋白(DiI-Ac-LDL)标记,观察ECs分化及血管形成特点。结果在二维分化体系,ES细胞在无外源性生长因子存在的条件下可自发向ECs分化,ECs主要定位在分化细胞密集处,分化表现为:ECs呈集落样生长,不形成网状结构;ECs互相连接形成网状结构,PECAM-1免疫荧光染色证实为ECs网。在三维的悬浮拟胚体培养体系,ECs的分化不依赖于外源性生长因子,分化表现为条索状结构、管腔样结构及排列紊乱的细胞团三种形式。对该拟胚体的冷冻切片进行的三维图像重构显示,拟胚体中有大量的血管网形成。在三维的Ⅰ型胶原培养体系中,ES形成的拟胚体表现为出芽式血管新生,这一过程依赖于外源性生长因子混合物。结论在二维和三维ES细胞分化体系中,ECs分化及新生血管形成过程与体内相似,表现为血管生成和血管新生两种形式,因此可作为研究血管发育机制的理想模型。     

在三维结构上对百合花粉母细胞actin的免疫定位

传统的切片仅仅能够显示样品的平面结构,不能用于细胞中三维网络结构的研究。笔者在DGD(diethylene glycol distearate)包埋去包埋的基础上,结合电镜免疫胶体金技术对大卫百合花粉母细胞胞间及胞内细胞的骨架系统进行了研究,观察到高反差细胞微梁结构的三维网络,actin这一细胞骨架的主要成员被定位在该微梁结构纤维上。三维结构上的研究表明,actin不但是植物细胞核及细胞质骨架的成员,而且也存在于胞间连接结构(胞质桥和胞间连丝)中,推测它可能与细胞融合有关。实验结果同时表明,三维结构免疫胶体金技术对于细胞骨架和核基质的结构蛋白研究是行之有效的。     

采用三维模型探索香烟烟雾提取物(CSE)对A549细胞的影响

本研究采用D-型和L-型自组装短肽作为纳米纤维支架材料进行细胞三维培养体系平台,探索香烟烟雾提取物(CSE)诱导人类Ⅱ型肺泡上皮(A549)细胞氧化损伤后,考察其细胞行为在二维和三维微环境下的差异。A549细胞分别在二维和三维环境中用不同浓度的CSE溶液诱导24 h、48 h或72 h之后,进行细胞增殖活力,乳酸脱氢酶(LDH),细胞周期,细胞凋亡检测,以及运用吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)和4',6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐(DAPI)染色观察A549细胞形态。结果表明,与二维环境相比,在三维环境中细胞活力更高,LDH释放量较少,细胞凋亡减少。细胞的周期分布检测表明,随着CSE浓度的增大,发生G1期阻滞;当15%,50%CSE作用时,与二维环境相比,三维培养环境中的G1期细胞比例更低,G2期和S期更高,G1期阻滞减弱。上述结果均表明D-型和L-型肽手性自组装短肽能够构建出适于A549细胞生长、增殖的三维微环境,并能模拟细胞胞外基质,对细胞形态、增殖、周期及凋亡等有重要影响。     

细胞终末分化过程中三维基因组结构与功能调控的分子机制

真核细胞中的染色质DNA高度折叠形成复杂的三维结构,其空间组织方式对精准调控基因的表达和细胞发挥正常功能都起着重要的作用。细胞终末分化成熟过程中形态及基因表达谱常发生显著改变,同时伴随着明显的基因组三维结构变化。本文在简单介绍三维基因组多层次组织结构(染色质领域、A/B区室、拓扑相关结构域和成环构象等)基础上,重点综述了细胞终末分化过程中三维基因组结构变化与功能调控方面的研究进展,并探讨了当前三维基因组研究在解析细胞分化成熟过程时存在的问题和前景。     

西安城市河流浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究西安市城市河流浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,分别于2020年10月和2021年6月对灞河、浐河、沣河及黑河共计24个采样点进行了浮游植物群落组成、细胞密度和生物量的调查研究,并利用冗余分析(RDA)研究环境因子对浮游植物群落结构的影响。调查结果显示,枯水期共鉴定出浮游植物6门115种,主要包括蓝藻门(11.30%)、硅藻门(54.78%)及绿藻门(26.96%),浮游植物细胞密度均值为(3.36±3.50)×106 cells/L,生物量均值为(1.79±3.59) mg/L。丰水期共鉴定出浮游植物7门168种,主要包括蓝藻门(7.74%)、硅藻门(51.79%)及绿藻门(29.76%),浮游植物细胞密度均值为(9.17±9.73)×10⁶ cells/L,生物量均值为(6.54±11.57) mg/L。与枯水期相比,丰水期在物种数量、细胞密度和生物量都大于枯水期。聚类分析结果表明,西安城市河流大部分采样点之间浮游植物群落结构及水环境状况具有相似性,而人类活动可能是导致其余点位具有空间差异性的主要原因。冗余分析(RNA)结果表明影响西安市城市河流...     

原子力显微镜在生物医学上的应用

原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是扫描探针显微镜(SPM)的一种,其分辨率达到纳米级,能对从原子到分子尺度的结构进行三维成像和测量,能观察任何活的生命样品及动态过程。本文概述了AFM的基本工作原理及在生物医学上对DNA、蛋白质、细胞及生物过程等方面进行的研究。     

模拟微重力条件下大鼠肝细胞三维培养支架材料的筛选(简报)

组织工程是一门新兴的边缘学科,它是利用体外培养的人体功能细胞与适当的细胞外基质或支架材料相结合,然后将其移植到体内病损部位以期达到修复目的。微重力组织工程(Microgravity Tis-sue Engineering)是近年来由美国空间生物技术研究人员开创的一个独特研究领域,其核心技术是建立微重力条件下哺乳动物细胞三维(Three Dimen-sion)培养体系。利用外壁转动生物反应器(RotatingWall Vessel Bioreactor,RWVB)模拟微重力培养环境,减少培养液对细胞产生的机械剪切力,增加细胞营养的补充,加速代谢产物的排除,因此可以大大改善离体细胞的培养条件,使在普通重力培养条件下只能二维贴壁生长的哺乳动物细胞表现出三维增殖与分化,这类分化的细胞团可进一步形成有功能的     

蟾蜍胰腺内分泌细胞的形态学和体视学研究

本实验应用免疫组织化学PAP法和免疫金银法-PAP法免疫双重标记以及常规电镜,对蟾蜍胰岛A、B、D细胞的形态结构及分布进行了观察;并利用A蛋白胶体金(PAG)免疫电镜技术,对胰岛素进行细胞内精确的定位。同时,根据体视学有关立体重建的原理,从A、B细胞不同大小的切面的频数分布,重建了其球体大小的频数分布。     

细胞体密度特征参数的测算方法

在研究细胞形态及其变化时,往往要对细胞器的大小或数量多少进行描述或比较。用形态计量学(Morphometry)的方法分析细胞,则可以给出具体的三维结构参数,包括细胞与细胞内各种结构成份的体积、膜结构的面积、颗粒结构的大小及数量等。据我们对几种细胞进行的分析以及文献资料,各种细胞在各种生理     

微米阵列结构聚合物薄膜的制备及其对细胞三维培养的影响

二维 (Two-dimensional,2D) 细胞实验模型是目前研究人类疾病的细胞过程和药物筛选的主流方法。然而,生物细胞的生长受到众多因素的影响,传统的2D细胞培养在精确再现三维组织内细胞的功能方面存在一些障碍。与2D细胞培养相比,三维 (Three-dimensional,3D) 细胞培养体系注重细胞间的接触及细胞-基质间的接触,更接近于生物体的生长环境,更适合于药物筛选、细胞培植等研究。文中通过纳米压印技术制备了不同结构微米阵列聚合物薄膜,并将其应用于293T细胞的培养,通过调节薄膜表面结构、表面接触角成功实现了对生物细胞生长形貌的调控。利用扫描电镜等方法,对比了聚合物薄膜不同微结构、不同表面润湿性对细胞生长形貌的影响,重点关注细胞团的形态变化。结果表明,细胞在亲水性10 μm柱形阵列薄膜上呈现三维生长状态,这种薄膜可能更适用于制备生物细胞3D培养基;疏水性3 μm柱形阵列薄膜适用于体积小、表皮硬的组织细胞的3D培养,对于体积较大的细胞效果差。另外,对于疏水性较强的薄膜,细胞倾向于球状生长,而亲水性较强的薄膜则易贴壁生长。研究结果为微结构薄膜在生物细胞3D培养方面的应用作了初步探索。     

不同固定方法对植物细胞扫描电镜观察用冷冻断裂样品的影响

用冷冻断裂法在扫描电镜下研究了洋葱(Allium cepa)根端分生组织细胞内部的三维结构。采用了两种固定方法。冷冻断裂前只用1％锇酸固定的材料容易在细胞质和核之间断开,而用卡诺固定液(无水乙醇:冰醋酸3:1)前固定,然后再用1％锇酸固定的材料容易使细胞核断裂。前一固定方法适于研究细胞质的内部结构(细胞骨架的纤维、线粒体、内质网等及其三维分布关系):后一固定方法适于研究核内结构(染色质、核仁、核基质纤维)的三维形象,特别是核仁纤维中心染色质的三维结构。     

三维电子显微镜方法进展

从生物样品（细胞或大分子）的电镜图象重组其三维结构的方法近年取得了重大进展,这是冷冻电镜样品制备、电镜设备、图象处理和分析方法等几方面进步的综合结果。三维电镜方法的进步和完善,使细胞和学家得以了解在复杂的细胞过程中各种相关细胞器之间的空间关系,而使分子生物学家不仅可以研究那些能够形成二维结晶的样品,并为分析具有重要生物功能但不能形成二维结晶的大分子或分子聚休物的结构提供了一种强大的手段。     

安徽沱湖夏季浮游植物群落结构特征与环境因子关系

为了揭示沱湖浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系,于2016年7月(夏季),对沱湖流域上游至下游11个采样点浮游植物种类组成、细胞丰度、生物量等进行调查研究。结果显示,沱湖共有浮游植物96种(含变种),隶属8门48属,其中绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)种类最多,绿藻门有23属39种,占总种数的40.63%,硅藻门有7属20种,占总种数的20.83%;其次为裸藻门(Euglenophyta),有5属17种,占总种数的17.71%,蓝藻门(Cyanophyta) 8属14种,占14.58%;甲藻门(Pyrrophyta) 2属2种,隐藻门(Cryptophyta) 1属2种,各占总种数的2.08%,黄藻门(Xanthophyta)与金藻门(Chrysophyta)均有1属1种,均占总种数的1.04%。绿藻和硅藻类物种在沱湖浮游植物群落结构中处于优势地位,沱湖夏季浮游植物种类组成表现为绿藻-硅藻型。沱湖夏季浮游植物细胞丰度与生物量从上游到下游呈逐渐增加趋势,细胞丰度与生物量平均值分别为4.022×106cells/L与3.046 mg/L,蓝藻门和绿藻门类群为沱湖浮游植物细胞丰度主体,硅藻门和裸藻门类群为沱湖浮游植物生物量的主体;上游浮游植物多样性指数与均匀度指数均略高于下游采样点,沱湖水质呈β中污型-无污染型,上游水质优于下游水质。浮游植物群落结构与水环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,电导率、透明度、水深及pH值等环境因子与沱湖夏季浮游植物群落结构有较强的相关性。     

细胞缝隙连接与心血管疾病

目录一、细胞缝隙连接的形态和结构二、细胞缝隙连接的功能　 (一 )参与信息的传递及神经冲动的传导　 (二 )协调细胞间活动的一致性　 (三 )参与细胞的分化生长与发育　 (四 )缓冲毒性化学物质的毒害作用　 (五 )通过周围细胞滋养受损细胞　 (六 )参与局部的代谢功能三、细胞缝隙连接蛋白功能的调节四、缝隙连接和心血管疾病　 (一 )心律失常　 (二 )动脉粥样硬化　 (三 )先天性心脏病　 (四 )缺血性心脏病　 (五 )心肌病细胞间通讯是一个在进化上很古老的功能 ,细胞间的通讯方式可分为间接与直接方式。以体循环远程分泌、旁分泌或自分泌方…     

洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应

藻类是水生态系统的重要成分,它的群落结构、细胞密度变化与水环境相适应,随水环境的变化而改变,因此藻相变化是评价水体质量的一项重要指标。2009—2010年在洪湖水面不同方位布点采样,对水体的浮游藻类藻相(群落结构、密度)和水质状况(水位(water level,H)、水温(water temperature,tw)、透明度(transparency,SD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(totalphosphorus,TP)、高锰酸盐指数(permanganate index,CODMn)和叶绿素含量(chlorophyll a,Chl-a)等)进行了逐月的调查、监测,采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价,并运用多元逐步回归方法建立水体藻类与生境因子的回归方程。结果表明:洪湖水体总体上已达到轻度富营养化状态;藻类以蓝藻门、硅藻门和绿藻门为主,共鉴定出7门65属,藻细胞密度为1.14×106—3.24×107个/L,藻相季节变化特征明显。藻类组成以蓝藻门密度最高(52.93%),硅藻门(25.96%)和绿藻门(16.83%)次之,隐藻门(1.98%)、金藻门(1.64%)、裸藻门(0.42%)和甲藻门(0.25%)相对较低。藻类藻相及优势种在不同季节有所差异,冬春季节(12—5月)以硅藻门的直链藻、小环藻和针杆藻为优势种,夏秋季节(7—11月)以蓝藻门的鱼腥藻和微囊藻为优势种;湖泊藻类细胞密度与tw、CODMn呈正显著相关关系,与H、TN、TP、SD相关关系不显著;藻细胞生长逐步回归方程为y=3.7815+0.0794tw+0.5670CODMn-1.3467SD,藻细胞生长主要受水温和有机污染物等的影响,氮磷不是藻类生长的控制因子;在湖泊不同区域,环境条件存在差异,导致藻类生长过程中起主导作用的环境因子存在一定的差异,蓝藻生长主要受tw、CODMn和SD控制,绿藻生长主要受H、tw和CODMn影响,而硅藻生长决定于水体CODMn。     

黑曲霉果胶裂解酶的生物信息分析

用生物信息方法对果胶裂解酶(PNL)基因的核酸序列及其推导氨基酸序列的组成、亚细胞定位、疏水性/亲水性以及二、三级结构等进行分析.结果表明,黑曲霉的PNL为具有一定亲水性的稳定酸性分泌蛋白,具有明显的信号肤,无跨膜结构区,保守功能结构域为Pee_lyase_C.二级结构主要构成是不规则卷曲,具有以β片层结构为基础的相似三维空间结构.     

三维细胞培养技术应用于肿瘤细胞的研究进展

三维细胞培养是一种模拟细胞在体内微环境生长的新兴培养技术。在三维支架中细胞能以三维空间的方式生长,并以三维方式与周围的微环境交互作用,能充分体现肿瘤细胞的黏附、侵袭及远端转移过程,可作为动物模型和二维培养模型之间的桥梁。三维细胞培养技术广泛应用于肿瘤模型构建、肿瘤细胞生理学研究以及肿瘤耐药机制分析等的研究。     

血管内皮细胞和心脏组织块的立体培养

本文旨在对比研究二维平面与三维立体培养模式下,内皮细胞和心脏组织形态学的差异。采用胶内、胶上、三明治模式、玻片培养小室模型等多种I型胶原立体培养模型,通过免疫荧光技术及显微形态学观察组织和细胞的生长情况。在二维平面培养中,原代心脏血管内皮细胞呈铺路石样排列;而在三维胶原培养模式中,内皮细胞呈长梭状形态,并迁入胶原培养介质中,和体内血管新生及血管生成过程中的内皮细胞活化表型相似。加入血管内皮生长因子(vascular endo- thelial growth factor VEGF)能增强内皮细胞管状结构的形成。在三维胶原中,心脏组织块生长良好,迁出的细胞将相邻组织块连接起来,组织块有自发的搏动。本工作表明,改进的薄层胶原培养、玻片培养小室模型和动脉条模型是较好的研究血管生成和血管新生的工具。在三维培养的情况下,内皮细胞通过空间增殖、迁移和锚定,可形成管状结构,比二维平面培养更适合用于血管新生的研究。不同的立体培养模型可用于不同目的的研究。