空间微重力环境及其地基模拟微重力条件对干细胞影响的研究

空间医学研究发现,空间飞行可导致心血管功能障碍、骨密度丢失、肌肉萎缩、免疫功能下降、内分泌功能紊乱、空间运动疾病等多种生理及病理变化。生物个体的表现是通过细胞水平表现出来的。因此,     

模拟微重力条件下WB-F344细胞的三维培养

与传统的单层平面培养相比,细胞三维培养可更好地模拟生物体内细胞的生长状态和微环境。以Cytodex-3微载体为支持物,利用旋转式细胞培养系统(RCCS)模拟微重力条件,悬浮培养法构建大鼠WB-F344细胞微重力三维培养模型。并通过细胞计数、光学显微镜、透射电镜、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和流式细胞术等方法分析了细胞增殖、显微结构、粘附分子及钙粘蛋白(E-cadherin)表达情况。结果表明,模拟微重力三维培养条件下WB-F344细胞增殖块,呈紧密多层排列、可见丰富的微绒毛和线粒体、胞间有桥粒和紧密连接形成,细胞粘着力加强、表现出良好的三维生长特征;与静置三维培养相比,纤粘连蛋白(Fn)mRNA表达呈上调趋势,细胞内E-cadherin表达量增加,这可能是微重力效应下细胞粘附力增强的部分机制。该培养体系可能有利于细胞之间,细胞与胞外基质之间相互作用及其作用机制的研究。     

生命从海洋中走来——生命之初

只有在大海面前，人类才感到自身的渺小，这不只是因为大海的辽阔，还因为大海是人类的故乡。     

模拟微重力条件下 WB-F344细胞的三维培养

与传统的单层平面培养相比,细胞三维培养可更好地模拟生物体内细胞的生长状态和微环境.以Cytodex-3微载体为支持物,利用旋转式细胞培养系统（RCCS）模拟微重力条件,悬浮培养法构建大鼠WB-F344细胞微重力三维培养模型.并通过细胞计数、光学显微镜、透射电镜、逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）和流式细胞术等方法分析了细胞增殖、显微结构、粘附分子及钙粘蛋白（E-cadherin）表达情况.结果表明,模拟微重力三维培养条件下WB-F344细胞增殖块,呈紧密多层排列、可见丰富的微绒毛和线粒体、胞间有桥粒和紧密连接形成,细胞粘着力加强、表现出良好的三维生长特征;与静置三维培养相比,纤粘连蛋白（Fn）mRNA表达呈上调趋势,细胞内E-cadherin表达量增加,这可能是微重力效应下细胞粘附力增强的部分机制.该培养体系可能有利于细胞之间,细胞与胞外基质之间相互作用及其作用机制的研究.     

模拟微重力条件下心肌细胞的体外三维固定化培养

观察心肌细胞体外培养形成三维(3D)组织结构的能力和过程及心肌细胞在模拟微重力状态下的3D固定化培养效果。应用酶消化法从新生的乳鼠心室肌组织获取心肌细胞,以Cytodex3为心肌细胞的3D固定化培养载体,将心肌细胞固定化培养于Spinnerflask中,用扫描电镜观察心肌细胞体外培养形成的3D组织结构;以心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度为观察指标,比较心肌细胞在Spinnerflask及HARV(highaspectratevessel)生物反应器中3D固定化培养的差异。结果显示,心肌细胞不仅能贴附于Cytodex3上生长,且形成了具有同步自律收缩的3D组织样结构;心肌细胞在两种不同培养体系中的细胞接种效率和细胞形态没有明显差异,培养于HARV中的心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度均明显高于Spinnerflask培养体系。体外培养的乳鼠心肌细胞具有形成同步自律收缩的3D组织结构的能力;模拟微重力的培养环境有利于改善心肌细胞3D组织样培养物的代谢和功能 。     

灌溉条件下苏打盐渍化土壤环境变化及其生物效应

研究区位于吉林省西部苏打盐渍化土壤分布集中区 ,从 1 991年开始 ,中国科学院长春地理研究所与吉林农业大学等单位合作 ,在该区长期开展以种稻为主的盐碱地综合治理研究 ,并建立了两个农业综合开发试验示范基地。研究发现 ,在水稻生长的中、晚期 ,赤枯病的发病率较高 ,水稻的茎、叶、稻壳表面出现大量褐色斑点 ,严重影响水稻的质量和产量 ,另外 ,不同的土壤质量及用水质量和用水条件 ,对水稻生长状况和赤枯病的发病情况有较大的影响。通过几年来对不同土壤、水环境条件下水稻不同生长阶段发育情况的定量监测和分析 ,认为水稻生长环境中高背…     

模拟微重力条件下大鼠肝细胞的三维培养及其功能

采用肝脏原位灌流法分离大鼠肝细胞,以血纤维蛋白膜作支架,在RWVB回转器提供的模拟微重力条件下,对肝细胞进行三维培养。肝细胞经连续培养28h后,细胞仍呈球状,并获得了三维培养条件下大鼠肝细胞团（约为200－300个／细胞团）。三维培养的肝细胞在培养期间具有持续分泌ALB和TBA的功能,而单层培养的肝细胞仅在接种后18d内具有一定分泌功能,之后细胞逐渐衰老死亡。三维培养的肝细胞培养至28d时仍可检测到G6PD,PFK,PGM三种糖代谢关键酶基因的转录,而单层培养的肝细胞在接种后第6d就检测不到PFK,PGM的转录。结果表明,模拟微重力条件下三维培养的肝细胞在培养期间不仅能维持正常细胞形态,而且具有稳定的分泌功能和糖代谢功能,而单层培养的肝细胞分泌功能显著下降,糖代谢功能出现异常。     

HepG2细胞在模拟微重力条件下的生长研究——体外细胞三维生长模型构建

将人肝癌细胞(HepG2)接种于生物可降解支架聚羟基乙酸(polyglycolicacid,PGA)上,采用模拟微重力方法,在具有低剪应力和适宜气体扩散的旋转细胞培养系统(RCCS)中培养,构建体外三维培养模型.通过扫描电镜、透射电镜、RT-PCR、流式细胞术等方法观察分析.结果表明,细胞在此模型中生长良好,细胞呈多面体,含有丰富的微绒毛、线粒体以及胞间有紧密连接形成.该系统有利于细胞形成三维结构,更接近于体内细胞实际生长状况.另外,通过黏附分子表达分析,表明该模型重现了肝癌细胞某些体内侵袭转移特征.一些在肿瘤细胞侵袭和转移过程中具有重要作用的细胞黏附分子(celladhesionmolecules,CAMs)表达有了显著的变化,其中E-钙粘素(E-cadherin)表达降低,CD44、细胞间黏附分子-1(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1,CD54)以及整合素β1(integrinβ1,CD29)表达增高.在体外实验中,对实验模型的适当选择是得到理想客观实验结果的必要前提,采用模拟微重力的方法构建的体外细胞三维培养模型,将为肿瘤生物学研究、药物敏感性试验等提供更为理想的研究模型.     

模拟微重力条件下几种植物的过氧化物酶同工酶谱分析

对模拟微重力条件下的人参果、马铃著和草莓处理后进行了过氧化物酮同工酶谱分析实验。结果表明,在模拟微重力条件下过氧化物同工酶的活性明显增强。     

分子拥挤条件下生物大分子性质研究

细胞中成千上万种生物分子以不同的浓度发挥着各自的生理作用,但是体外研究中常常忽略细胞内的拥挤环境,随着分子拥挤理论的提出,体外添加大分子拥挤试剂被越来越多的生物学家和化学家所重视,众多的研究结果显示分子拥挤试剂的加入对细胞内的生物大分子的性质造成了一定的影响。从分子拥挤试剂对蛋白质折叠与聚集以及核酸分子结构与性质的影响等方面探讨了拥挤环境下生物大分子的性质和功能,为以后大分子拥挤条件下生物分子的研究提供一定的参考依据。     

模拟微重力条件下几种植物的过氧化物酶同工酶谱分析

对模拟微重力条件下的人参果、马铃薯和草莓处理后进行了过氧化物酶同工酶谱分析实验。结果表明 ,在模拟微重力条件下过氧化物同工酶的活性明显增强     

自养和兼养条件下蛋白核小球藻昼夜节律的响应

【目的】研究自养和兼养两种培养方式对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞分裂和生化组分积累的影响,探讨人工培养蛋白核小球藻的昼夜节律响应机制和优化技术。【方法】小球藻自养培养采用BG11培养基,兼养培养基在BG11培养基中添加4种不同浓度(1、5、10、20 g/L)的葡萄糖,培养周期为10 d。血球板计数法测定藻细胞浓度,干重法测定藻细胞生物量。显微观察藻细胞大小和分裂情况。脂染色法测定小球藻总脂的含量,藻细胞的叶绿素、蛋白和淀粉分别采用甲醇、氢氧化钠、硝酸钙浸提后通过紫外分光光度法定量测定。【结果】葡萄糖兼养培养对蛋白核小球藻具有显著的促生长效应,最适浓度为10 g/L。10 d收获时,兼养组(10 g/L葡萄糖)藻细胞浓度和干重分别是自养组的2.57倍和6.73倍。分析一昼夜中的藻细胞增殖规律可知,第2天和第5天时自养组中增殖的新生子细胞约有76.00%在黑暗期分裂产生,而兼养组中第2天和第5天光照期的新细胞增殖量占比分别达到40.90%和67.50%。一昼夜内藻细胞大小的迁移动态监测表明,第2天自养组藻细胞的体积变化静息期为8 h,兼养组只有4 h;第5天两组藻细胞大小迁移动态的昼夜节律明显,但兼养组黑暗结束后较大细胞(D6μm)占比显著高于自养组。第8天时,兼养组藻细胞已处于稳定期,总脂和蛋白含量均显著高于自养组,藻细胞总脂和色素含量在一昼夜中相对稳定,但蛋白和淀粉含量分别在光照8 h和12 h左右达到峰值。从第2天开始,对兼养组细胞每天进行2 h光延长,收获时藻细胞浓度和干重分别比对照组提高13%和11%。【结论】葡萄糖兼养培养能大幅提高蛋白核小球藻的生物量。蛋白核小球藻生长增殖与生化组分积累均受昼夜节律调控,自养条件下藻细胞以光照期生长黑暗期增殖为主。兼养培养提高藻细胞生物量的机制在于缩短藻细胞生长静息期,在昼夜节律中加速藻细胞生长并显著提高通过细胞周期检查点的细胞比例,光照期效应尤其明显。藻细胞蛋白和淀粉含量昼夜节律明显,最佳收获时间分别在光照8 h和12 h后。     

HBsAg阳性转基因小鼠肝脏中昼夜节律基因dbp转录水平变化的研究

目的 验证HBsAg阳性转基因小鼠肝脏中昼夜节律表达基因dbp (coding for the D site albumin promoter binding protein)转录水平的变化。 方法 用实时荧光定量聚合酶链式反应方法对比研究雌、雄及个体HBsAg阳性转基因小鼠及对照鼠肝脏dbp转录水平的变化。研究不同时间点HBsAg阳性转基因小鼠及对照鼠肝脏dbp转录水平的变化。 结果 #59 及#10 品系组HBsAg阳性转基因小鼠肝组织中dbp均较对照组动物上调, 但个体间差别较大。初步结果显示雌性正常小鼠dbp转录水平较雄性为高。而在雌性HBsAg阳性转基因小鼠中dbp的上调进一步增强。与此相反,雄性转基因小鼠dbp的上调则较同性对照鼠更弱。转基因小鼠dbp转录,在8：00时及14：00时平均水平均高于对照鼠,然而在20：00时及2：00时则与对照鼠相当。结论 本研究首次报道HBsAg阳性转基因小鼠肝脏中dbp表达的上调,提供了乙型肝炎病毒蛋白表达与昼夜节律基因变化有所联系的证据。至于本研究在转基因鼠中的发现是否在乙型肝炎患者中存在及其意义还有待在患者中作进一步临床验证与研究。     

生物行为变化研究的新模式——工蜂

蜜蜂群体由1只蜂王、几百只雄蜂和数千只工蜂组成,工蜂数量巨大,除蜂王和雄蜂共同完成生殖任务,巢内外活动均由工蜂完成,其行为呈现多样性。工蜂发育经过卵、幼虫、蛹、成虫4个阶段,其活动范围由温度、湿度相对稳定的巢内环境发展到复杂的巢外自然环境。随发育阶段和生活环境的变化,工蜂的生理、行为等方面也发生相应变化,这种变化为综合研究生物行为的分子机理提供了可能。又因工蜂数量多、体积较大易于观察、标记、饲养管理简单,而且目前对其形态、发育、生理、分子生物学、神经、社会生态等各方面的研究比较充分,所以工蜂成为研究生物体行为变化、发育机理和个体与群体关系的理想模式生物。该文介绍工蜂活动由巢内发展到巢外时出现的一系列变化以及部分变化的机制,主要包括行为的变化、激素的分泌、代谢活动、飞行能力、神经系统等。     

槲皮素对模拟微重力条件下体外培养大鼠心肌细胞骨架的影响

采用细胞免疫双荧光染色观察离体培养的大鼠心肌细胞微丝和微管分布 ,探讨模拟微重力条件下槲皮素对心肌细胞骨架分布的影响。结果表明 :模拟微重力条件下心肌细胞微丝、微管在近胞核区的分布增多 ;模拟微重力处理的同时加入槲皮素 ,则使近胞核处微丝、微管分布明显减少 ,微丝束的粗细与对照组无异。提示模拟微重力可显著影响心肌细胞微丝、微管的分布 ,槲皮素可对抗该效应而发挥其心肌细胞保护作用 [动物学报49(1) :98～ 10 3 ,2 0 0 3]。     

在不同营养条件下铜绿微囊藻对模拟微重力胁迫的响应

通过测定在不同重力水平和营养条件下培养的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的各项生理生化指标,研究了培养基的营养物质浓度对微囊藻细胞响应模拟微重力胁迫的影响。结果表明,在正常浓度的BG-11(富营养)和营养盐浓度减为1/10的BG-11(贫营养)培养基中培养的微囊藻对模拟微重力胁迫都很敏感,培养2d后多项生理生化指标显著改变;但是在富营养和贫营养条件下,模拟微重力的作用效果是截然不同的。对培养在BG-11中的微囊藻细胞来说,模拟微重力抑制其生长和光合活性,导致细胞内色素(叶绿素a和类胡萝卜素)、蛋白(藻蓝蛋白和可溶性蛋白)和毒素含量显著升高,向外分泌的毒素含量降低;而对培养在1/10BG-11中的藻细胞来说,模拟微重力促进其生长和光合活性,导致细胞内色素、蛋白和毒素含量降低,并使得毒素分泌增强。模拟微重力或营养限制单独作用所造成的影响相似,且后者的作用效果强于前者。当二者同时存在时,模拟微重力可以部分抵消营养限制对微囊藻生长和代谢的影响,这可能是由于模拟微重力下藻细胞的生长受到抑制而导致营养需求降低,也可能是由于模拟微重力提高了藻细胞利用营养物质的效率。总之,微囊藻对模拟微重力胁迫的响应与培养基的营养条件有关。     

冷激条件下预形成副溶血性弧菌生物被膜的发展变化

【目的】生物被膜可附着在食品或医药生物材料表面引起持续性的感染,而现今极少有关于温度变化对预形成生物被膜影响的研究。本文分析了冷激条件下副溶血性弧菌预形成生物被膜的发展变化。【方法】以改进的结晶紫染色法检测生物被膜总量,以改进的超声法和Lowry法量化胞外多糖和蛋白质,以RNA试剂盒提取并纯化生物被膜形成的相关基因。同时,激光共聚焦扫描显微镜直观显示了冷激条件下预形成生物被膜形态结构的变化,并深入分析了生物被膜结构的变化,以及生物被膜结构参数和基因转录的相关性。【结果】在冷激条件下,副溶血性弧菌生物被膜总量增加,同时,副溶血性弧菌预形成的生物被膜胞外多聚物的主要成分胞外多糖和蛋白质也逐渐增加,被膜形成相关鞭毛基因和毒力基因的转录活跃。生物被膜的平均厚度(MT)、平均扩散距离(ADD)、孔隙率(P)、生物被膜粗糙度(BR)和均匀性(H)在冷激过程中也发生了变化,同时这些参数之间存在显著相关性(P<0.01),而生物被膜结构参数与生物被膜相关基因转录的相关性较弱(P<0.05)。【结论】因此,4°C和10°C冷激不能完全抑制副溶血性弧菌预形成生物被膜的生长,风险评估人员在制定控制食源性感染风险的战略时应考虑到这一因素。     

模拟微重力条件下对WB-F344肝干细胞表征分子表达的影响

研究大鼠WB-F344肝干细胞在旋转式细胞培养系统（RCCS）中培养进行细胞大规模扩增并保持干细胞的特性的可能性,为干细胞治疗疾病及肝组织工程提供理想的细胞来源。以WB-F344肝干细胞在RCCS中培养,以平面单层培养为对照,在培养后不同时间分别进行形态观察、流式细胞仪测细胞周期、逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测肝干细胞特异性基因甲胎蛋白（AFP）和白蛋白（ALB）的表达, 免疫荧光染色检测 AFP、ALB蛋白的表达。结果表明,RCCS培养的WB-F344细胞粘附在Cytodex-3微载体上状态生长良好,细胞增殖较平面培养有明显增加;RT-PCR和免疫荧光染色检测结果一致：模拟微重力培养组AFP的mRNA表达强度及AFP阳性细胞均显著高于平面培养组,而ALB mRNA表达强度和ALB阳性细胞均低于对照组。说明模拟微重力 培养条件下,能较好的维持肝干细胞特性,进一步证明我们建立的这种培养体系是成功的,是一种理想的肝干细胞培养模式。     

冷害条件下凤眼莲某些生理特性变化的研究

研究了凤眼莲在冷害条件下细胞膜透性、体内生理代谢过程中一些大分子物质的变化。①０℃条件下细胞内大量电解质外渗,质膜性明显增加。此时,植株外部已发生了严重的伤害症状,②低温处理后,叶片内可溶性糖和游离脯氨酸累积,可溶性蛋白质含量基本不变。③过氧化物酶活性在低温下减弱,其同工酶谱带增加１－４条。过氧化氢酶活性明显增加,其同工酶谱带增加１－２条。ＳＯＤ活性有所降低,其同工酶谱带在０℃、３６小时后增加了１     

冷冻干燥条件下酿酒酵母细胞脂肪酸组成变化的研究

以气相色谱法测定酿酒酵母(Saccharomyces cereuisiae) F159细胞膜类脂中脂肪酸的组成。结果表明,在低温干燥条件下,酿酒酵母细胞能自身调节脂肪酸的不饱和度,出现C_(16:1)脂肪酸含量增加,C_(16:0)脂肪酸含量略有所增,而C_(18:0)脂肪酸含量却有下降,不饱和直链脂肪酸之和与饱和直链脂肪酸之和的比值增加。说明这些变化使酿酒酵母细胞膜保持流动状态而维持细胞的稳定性和活性。初步探讨了冷冻干燥对酿酒酵母细胞脂肪酸组成的影响,为进一步探索和研究微生物抗冷冻干燥生理生化机制提供了依据。