生物钟体系中色噪音诱导的日夜节律振荡和内信号随机共振

利用脉孢菌生物钟体系,研究了色噪音对其进行诱导所产生的日夜节律振荡信号及其内信号随机共振的行为．结果表明,色噪音的相关时间对该体系内信号随机共振的强弱起较大的影响作用．当无外信号存在时,色噪音的相关时间对体系内信号随机共振强度起抑制的作用,且随相关时间的增大,抑制作用增强．当外信号加到体系中时,由于相关时间和外信号的协同作用,相关时间不仅对其内信号随机共振强度起抑制的作用,而且还影响内信号随机共振峰的数目,即随相关时间的增大,可使单峰随机共振变为随机双共振．存在最佳的外信号频率使体系的内信号随机共振强度得到最大的增强,而其他频率的外信号却起抑制作用．色内噪音和色外噪音相比,前者对该体系进行诱导所得的内信号随机共振强度比后者的更强,而且体系对前者更敏感．另外,存在极限的噪音强度使白噪音和色噪音对该体系内信号随机共振的影响差异得以消失．所得结果可为治疗生物钟紊乱综合症提供理论依据,同时可更好地理解其他节奏机理,如心脏搏动节奏、呼吸节奏以及荷尔蒙水平的波动节奏等．     

噪声诱导多细胞系统的同步切换

在以往的工作中讨论了对单细胞的基因开关系统噪声如何诱导连贯切换．在此,对多细胞的基因开关网络系统研究各种噪声（包括细胞内噪声和细胞环境噪声）对同步切换的影响．发现：细胞内基因调控过程中的合成率和降解率的随机涨落以及细胞内的附加噪声均能够诱导群体基因开关系统的同步切换,而且存在一个最优的噪声强度,它使得这种同步切换的效果最佳．另一方面,细胞环境的随机涨落所导致的噪声（即环境噪声）,不但能诱导上述同步切换,而且当细胞内噪声不足以诱导细胞群体的同步切换时,它通过压制内部噪声来达到增强群体系统的协作行为．最后,还分析了受噪声影响的信号分子的扩散率对细胞群体切换行为的影响．     

感觉神经放电中的随机共振现象和噪声的作用

随机共振现象是非线性系统中普遍存在的自然现象 ,其中 ,噪声可以帮助检测弱信号而不是淹没弱信号。本文介绍了感觉神经放电活动中的随机共振现象和产生的机制 ,揭示了神经系统利用噪声检测弱信号的机制 ,并提出了随机共振在神经系统信息处理中的可能作用。     

双层Hodgkin-Huxley神经元网络中的随机共振

随机共振是一种非零噪声优化系统响应的现象。运用信噪比的评价方式,研究单个Hodgkin-Huxley神经元及其所构建的双层神经元网络中的随机共振,来模拟生物感觉系统中检测微弱信号的随机共振现象。结果表明,单个神经元在阈值下存在噪声优化系统检测性能的随机共振现象,但是最优的噪声强度却随外部信号性质的改变而变化;双层神经元网络不但可以在固定的噪声强度上对一定幅度范围内的阈下信号进行优化检测,而且噪声的存在并没有降低网络对阈上信号的检测能力。     

嗜中性白细胞呼吸爆发与胞内外钙信号的关系研究

以膜受体激动剂ｆＭＬＰ和ＰＫＣ激活剂ＰＭＡ为刺激剂,ｆｕｒａ－２为荧光探针,分别用化学发光和荧光方法研究了嗜中性白细胞呼吸爆发与胞内外钙信号的关系。并以ｆｌｕｏ－３为荧光探针,在激光共聚焦显微镜上观测了呼吸爆发时的胞内钙信号的时间与空间变化。ｆＭＬＰ能够迅速引起胞内钙变化,而ＰＭＡ不引起胞内钙变化。在呼吸爆发启动时间上,ｆＭＬＰ明显短于ＰＭＡ,且呼吸爆发的强度更高,持续时间较短。比较胞内钙信号与呼吸爆发,胞内钙变化在启动时间,到达峰值时间和持续时间上均短于呼吸爆发时间。胞内无钙时,呼吸爆发完全被抑制。胞外无钙时,呼吸爆发强度比有钙时低７０％左右。激光共聚焦显微镜观测发现：细胞在ｆＭＬＰ作用之后胞内钙库释放钙进入胞浆并向胞外流动。当胞外有钙时,胞内钙浓度降至最低后,由于外钙内流会使其再次缓慢上升;当胞外无钙时,胞浆钙浓度降至最低后不会再回升。结果提示胞内钙信号对细胞进入呼吸爆发有重要控制作用,而胞外钙主要用于维持细胞的呼吸爆发。     

Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的影响

目的：研究Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的作用,探讨骨关节炎（OA）发生及进展的可能途径和分子 机制。方法：beta-catenin 过表达慢病毒载体转染正常人滑膜细胞,荧光显微镜观察病毒转染情况,Western blot方法检测滑膜细胞核 内beta-catenin 蛋白表达。Transwell 小室共培养人滑膜细胞与正常人软骨细胞,倒置显微镜观察滑膜细胞对软骨细胞生长形态变化 的影响。酶联免疫吸附（ELISA）法检测不同时间点共培养体系中软骨细胞培养上清液中MMP-7 的变化,找出MMP-7 变化最明 显的时间点。同时在最佳时间点ELISA 方法检测软骨细胞培养上清液CTX-II、COMP的水平。结果：慢病毒转染滑膜细胞后,荧 光显微镜下可见多数滑膜细胞表达荧光,Western blot检测发现滑膜细胞胞浆及胞核中茁-catenin 表达明显上调（P<0.01）。通路活 化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后,光镜下观察软骨细胞生长形态变化不明显,但随共培养时间的延长软骨细胞生长受到抑 制,胞体边缘发白,贴壁强度降低。ELISA 结果显示通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后软骨细胞上清液中MMP-7表达 明显升高,与正常组相比有显著差异（P<0.01）,软骨细胞上清液MMP-7 的变化有一定的时间依赖性,在共培养2 h、6 h、12 h时逐 渐升高,24 h 时略有降低,且在共培养6 h 时变化最为明显。而共培养6 h时通路激活组软骨细胞培养上清液中COMP、CTX-II水 平与正常对照组相比均明显升高（P<0.01）。结论：茁-catenin 过表达慢病毒转染正常人滑膜细胞可成功激活Wnt/茁-catenin 信号通 路,Wnt/茁-catenin 信号通路活化的滑膜细胞可影响正常软骨细胞的生长,并引起滑膜- 软骨体系内环境异常,促使软骨基质的降 解,这可能是滑膜炎促进OA 发生、发展的机制之一。     

Wnt/β-catenin信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的影响

目的:研究Wnt/β-catenin信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的作用探讨骨关节炎(OA)发生及进展的可能途径和分子机制。方法:β-catenin过表达慢病毒载体转染正常人滑膜细胞,荧光显微镜观察病毒转染情况.Western blot方法:检测滑膜细胞核内β-catenin蛋白表达。Transwell小室共培养人滑膜细胞与正常人软骨细胞,倒置显微镜观察滑膜细胞对软骨细胞生长形态变化的影响。酶联免疫吸附(ELISA)法检测不同时间点共培养体系中软骨细胞培养上清液中MMP-7的变化找出MMP-7变化最明显的时间点。同时在最佳时间点ELISA方法:检测软骨细胞培养上清液CTX-Ⅱ、COMP的水平。结果:慢病毒转染滑膜细胞后茨光显微镜下可见多数滑膜细胞表达荧光.Western blot检测发现滑膜细胞胞浆及胞核中β-catenin表达明显上调(P0.01)。通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后,光镜下观察软骨细胞生长形态变化不明显,但随共培养时间的延长软骨细胞生长受到抑制胞体边缘发白壁强度降低。ELISA结果:显示通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后软骨细胞上清液中MMP-7表达明显升高,与正常组相比有显著差异(P0.01)软骨细胞上清液MMP-7的变化有一定的时间依赖性在共培养2h、6h、12h时逐渐升高;24h时略有降低且在共培养6h时变化最为明显。而共培养6h时通路激活组软骨细胞培养上清液中COMP、CTX-Ⅱ水平与正常对照组相比均明显升高(P0.01)。结论:β-catenin过表达慢病毒转染正常人滑膜细胞可成功激活Wnt/β-catenin信号通路,Wnt/β-catenin信号通路活化的滑膜细胞可影响正常软骨细胞的生长,并引起滑膜-软骨体系内环境异常,促使软骨基质的降解这可能是滑膜炎促进OA发生、发展的机制之一。     

UCF-101对大鼠局灶性脑缺血再灌注后JNK和ERK活性的影响

目的:探讨UCF-101对局灶性脑缺血再灌注大鼠脑内c-Jun氨基末端激酶(JNK)和胞外信号调节酶(ERK)活性的影响,进一步探讨UCF-101对局灶性脑缺血再灌注损伤脑保护作用的机制。方法:采用大脑中动脉线栓法(MCAO)建立大鼠局灶性脑缺血再灌注模型,随机分为假手术组,缺血再灌注组,UCF组,应用TTC检测大鼠脑梗死体积,TUNEL法检测神经元凋亡,Western blot检测ERK和JNK的活性。结果:UCF-101可下调脑缺血再灌注大鼠脑组织JNK蛋白的活性,上调ERK蛋白的活性,并降低梗死体积、坏死和凋亡细胞数。结论:UCF-101对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤有保护作用,抑制JNK凋亡通路、促进ERK生存通路,从而减轻细胞凋亡是其脑保护机制之一。     

弱噪声对下丘神经元声强敏感性的动态调制

为探讨复杂听环境下行为相关声信号提取的可能机制,研究了弱噪声对下丘(IC)神经元强度．放电率函数(RIF)的影响。实验在9只昆明小鼠(Musmusculus Km)上进行,在自由声场刺激条件下,分别记录短纯音刺激以及同步输出短纯音阂下5dB包络白噪声刺激时IC神经元的RIF,共获112个IC神经元,测量了其中44个神经元在加入噪声前(W／O)后(w)的RIF。以加入噪声前后RIF的声强动力学范围(DR)、斜率、以及不同声刺激强度的放电率抑制百分比变化为指标,比较分析发现：弱噪声对神经元发放率的影响呈三种类型,即抑制(39／44,88．6％)、易化(2／44,4．6％)和无影响(3／44,6．8％),但只有抑制性影响有显著性意义(P＜0．001,n=39);弱噪声对阂反应的抑制效应最强,并随纯音强度的增加而逐步减弱(P＜0．01301,n=39);此外,弱噪声的抑制作用还使大部分神经元的(31／39,79．5％)DR变窄(P＜0．01,,l=31)、RIF的斜率增加(P＜0．01,n=31)。上述结果提示,弱噪声参与下丘神经元声强敏感性的动态调制过程。这一观察为人们深入了解自然听环境中声信号提取的中枢机制提供了新认识。     

细胞外钙调素——一种植物中的多肽信使?

钙调素历来被认为是细胞内钙信号的多功能受体蛋白,国内外10多年的研究已证实,它普遍存在于人、动物细胞外与植物质外体.我们的工作证明了钙调素不仅普遍存在于植物细胞外,而且在胞外位点具有促进悬浮培养细胞及其原生质体的增殖、调节花粉萌发与伸长和促进rbc小亚基基因的光不依赖性表达等多种重要生物学功能.在花粉体系中,还证明了胞外钙调素具有跨膜与胞外信号转导机制,其中包括异三聚体G蛋白、PLC/IP3/IP3R和胞内钙信号等组分的参与.因此,认为细胞外钙调素可能是植物中的一种多肽信使,这对传统上认为植物中不存在进行胞间通讯的多肽信使的观点,提出了新的质疑.     

多巴胺对PC12细胞的双重影响

本实验运用PC12细胞,研究不同浓度多巴胺（dopamine,DA)对细胞的影响,同时利用兼具促进多巴胺释放和抑制多巴胺摄取双重作用的安排它命（amphetamine,AMP)观察胞内外多巴胺对细胞的不同作用。结果显示;胞外高浓度DA能引起细胞抗氧化能力下降,胞内游离Ca^2 浓度上升。细胞存活率大幅度降低,部分细胞出现凋亡;低浓度DA对细胞存活率无明显影响,而使细胞抗氧化能力有一定提高,长时间安非它命单独作用也可引起细胞存活率下降,并伴随胞内GSH水平降低;安非它命与多巴胺共同作用在一定程度上可导致细胞内抗氧化物质水平低于多巴胺单独作用,表明细胞内一定浓度DA可以维持或提高细胞抗氧化物质水平。结果提示,脑内同样存在的多巴胺神经元对DA重摄取功能下降,胞外氧化应激增强,可能是引起脑内多巴胺神经元退行性病变的重要原因之一。     

多巴胺对PC12细胞的双重影响

本实验运用PC12细胞,研究不同浓度多巴胺(dopamine,DA)对细胞的影响。同时利用兼具促进多巴胺释放和抑制多巴胺摄取双重作用的安非它命(amphetamine,AMP)观察胞内外多巴胺对细胞的不同作用。结果显示:胞外高浓度DA能引起细胞抗氧化能力下降,胞内游离Ca~(2+)浓度上升,细胞存活率大幅度降低,部分细胞出现凋亡;低浓度DA对细胞存活率无明显影响,而使细胞抗氧化能力有一定提高。长时间安非它命单独作用也可引起细胞存活率下降,并伴随胞内GSH水平降低;安非它命与多巴胺共同作用在一定程度上可导致细胞内抗氧化物质水平低于多巴胺单独作用,表明细胞内一定浓度DA可以维持或提高细胞抗氧化物质水平。结果提示,脑内同样存在的多巴胺神经元对DA重摄取功能下降,胞外氧化应激增强,可能是引起脑内多巴胺神经元退行性病变的重要原因之一。     

质膜肌醇脂质代谢与细胞外信号的转换

有机体、尤其是高等哺乳动物都是一个结构层次分明的复杂系统。其各个组成部分在结构与功能上存在着十分密切的联系,而细胞外信号对靶细胞生理活动的调控是实现这种协调关系的主要方式。所以,靶细胞如何将细胞外信号转换成细胞内应答反应,其机制一直是一个很重要的研究领域。目前已深入、广泛了解到cAMP水平的改变就是某种转换机制产生的第二信使。此外,还普遍注意到靶细胞接受外     

应用单分子荧光成像技术研究人参抗运动性疲劳分子机制

采用单分子荧光成像技术,通过建立运动性疲劳的细胞模型对中药人参抗运动性疲劳的分子机制进行研究。取新生大鼠骨骼肌细胞,将其随机分成人参组和对照组。在两组细胞的培养基中分别加入2mg／mL人参提取物和等量的D—hanks液进行培养。两组细胞分化成肌管后,将用钙离子染料处理过的细胞置于共聚焦显微镜上检测其荧光强度。待荧光强度稳定时,分别向两组细胞加1μmol／L地塞米松溶液,记录并比较两组细胞用地塞米松刺激前后荧光强度的改变幅度。结果发现,两组细胞胞浆内钙离子的荧光强度均明显增强（P〈0．05）,但人参提取物组细胞胞浆内钙离子浓度的增加幅度明显低于对照组（P〈0．05）。由此可见,人参提取物对地塞米松刺激引起的疲劳骨骼肌细胞具有保护作用,人参消除运动性疲劳的机制可能与其调节骨骼肌细胞胞浆内钙离子浓度有关。     

甾体激素对C6细胞摄取甘氨酸的快速作用

目的 :探讨甾体激素对C6细胞摄取甘氨酸快速作用的非基因组织机制。方法 :应用液体闪烁技术 ,通过检测C6细胞在加入了甾体激素和 /或其它试剂后摄入标记甘氨酸量的改变 ,确定甾体激素的作用。结果 :C6细胞高亲合力的甘氨酸依赖于钠离子和氯离子。皮质酮 ,孕酮 ,地塞米松可快速抑制这种摄取 ,雌二醇 ,脱氧皮质酮无显著的抑制作用 ,表明甾体激素作用有特异性。皮质酮的作用在 10 4 -8～ 10 -6 mmol/L范围内效应与浓度成正相关。皮质酮偶联牛血清蛋白后作用依然存在。RU38486 能部分阻断皮质酮的效应。细胞外液钙离子缺乏时皮质酮的作用基本消失。结论 :虽然皮质酮 ,孕酮 ,地塞米松神经胶质细胞和神经元摄取甘氨酸的快速作用不一样 ,但均是非基因组机制。     

双分子荧光增强法实时观察烟草BY2细胞内Ca~(2+)信号转导

钙离子作为第二信使是细胞信号转导的重要成员,也是细胞信号转导研究的重要对象。为了更有效地实时观察植物细胞中的钙离子信号,将响应钙离子的水母素(aequorin, AEQ)基因转化到已由绿色荧光蛋白(GFP)标记的分泌载体膜蛋白SCMP2(secretive carrier membrane proteins2)的烟草BY2细胞(SCAMP2-GFP)。经过对转化细胞的筛选和分子检测,获得了双价转化的BY2细胞株。转化细胞经腔肠素处理并实时显微观察,能较清晰地观察到细胞中钙离子响应的荧光信号,水母素单价转化细胞则几乎观察不到荧光信号,说明水母素响应钙离子并作用于腔肠素所发弱荧光能进一步激发GFP荧光,使弱荧光有效增强。尽管响应钙离子的双价自激发荧光较利用外施激发光对GFP的激发荧光稍弱,但已能满足在显微镜下直接观察和采集信号的荧光强度,实现对细胞内钙离子的实时观察。通过拍照采集钙离子响应的荧光图像,在3倍于外激发的曝光时间条件下获得清晰的荧光图片。以上结果证明了双价标记法能有效地实时观察细胞的钙离子信号。对应于Aequorin与GFP融合表达的体系,双价转化法还能利用GFP不同亚细胞内定位的特定蛋白标记,对亚细胞水平的不同部位开展钙离子信号研究,体现出其优势。     

I型纤溶酶原激活物抑制物在紫癜肾炎肾组织中的表达

为研究I型纤溶酶原激活物抑制物(PAI-1)在紫癜肾炎病理机制中的作用.采用免疫组织化学和原位杂交方法检测了23例紫癜肾炎患者肾组织中的PAI-1.结果证实:在正常肾组织内和紫癜肾炎肾组织内均可检测到PAI-1表达,PAI-1mRNA原位杂交阳性信号主要分布于血管平滑肌细胞和肾小管上皮细胞内,紫癜肾炎肾小球内有紫兰色阳性信号,且强度与肾小球内细胞的增生程度有关.     

FSH与睾酮在Sertoli细胞中的信号转导通路

卵泡刺激素(Follicilestimulatinghormone,FSH)与睾酮(Testosterone)在哺乳动物精子发生过程中起重要的调控作用。两种激素的作用靶点均为曲细精管的支持细胞(Sertoli细胞)。Sertoli细胞对生精细胞的物理支持及营养供应等是维持正常精子发生所必需的。FSH与睾酮在Sertoli细胞中有各自的胞内信号通路,近年来该领域的研究取得了较大的进展,本文将综述FSH、睾酮激活Sertoli细胞内信号通路的研究进展,讨论不同信号通路对Sertoli细胞代谢、基因表达及精子发生的调控机制。     

甲壳胺对HepG2细胞蛋白酪氨酸激酶和磷酸酶活性的影响

目的:初步探讨甲壳胺诱导人肝癌Hep G2细胞凋亡的信号转导机制。方法:采用酶联免疫法,动态检测甲壳胺作用于Hep G2细胞后,细胞膜相及胞浆内的蛋白酪氨酸激酶(PTK)及蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)活性的变化。结果:甲壳胺可以抑制Hep G2细胞内的PTK活性,并呈一定的浓度依赖性;甲壳胺作用Hep G2细胞后,随着PTK活性的减弱,PTP的活性也短暂下降。结论:甲壳胺诱导Hep G2细胞凋亡时,涉及到PTK的活性改变。观察到膜相蛋白中PTK的活性改变早于胞浆蛋白,提示可能存在一个信号的跨膜转运过程;同时伴有PTP的活性变化,可能反映了胞内蛋白酪氨酸残基的磷酸化与去磷酸化即时调节机制。     

机械力及力学信号转导影响干细胞命运的研究进展

干细胞作为一种未分化的祖细胞,目前已被广泛应用于开展组织损伤修复、再生以及干细胞特异谱系分化的研究.大量研究表明,干细胞所处的微环境对调控干细胞的生长和分化具有重要作用,多种溶液介质、细胞外基质和信号通路等参与了干细胞命运的调控.尽管已有大量研究证明,溶液介质(如激素和生长因子)在干细胞的生长和分化中发挥重要作用,但近年来越来越多的研究表明,机械力及力学信号转导同样在干细胞自我更新、分化、衰老和凋亡等细胞生理过程中起到重要的作用.本文将对机械应力响应的细胞基础、生物力学及力学信号调控干细胞自我更新和分化,以及生物力学调控干细胞命运可能的作用机制几个方面加以综述.