线粒体，活性氧和细胞凋亡

在能量代谢和自由基代谢中,线粒体均占据着十分重要的地位.通过呼吸链电子漏途径,线粒体产生大量超氧阴离子,并通过链式反应形成对机体有损伤作用的活性氧.通过呼吸链电子漏,氧化磷酸化解偶联,线粒体内膜产生通透性转变孔道（PTP）及Box-和/或PTP-介导的细胞色素c向胞质的转移等种种因素,线粒体参与一般抗氧化防御及细胞凋亡等重要生理过程的调控.在与线粒体相关的细胞凋亡中,活性氧的信号作用是十分明显的.     

镉通过引发氧化应激和线粒体损伤诱导PK-15细胞凋亡

镉（cadmium,Cd）是一种生物累积性的有毒重金属元素,能够在肾组织大量蓄积并引起肾发生病变和功能损伤。前期研究证实,Cd处理能够引起猪肾PK-15细胞的活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平升高和细胞死亡,但详细机制有待进一步研究。本研究以PK-15细胞为研究对象,通过CCK-8检测、透射电镜观察、DCFH-DA标记、JC-1染色、彗星实验和流式细胞术等研究手段,分别检测Cd处理后的细胞活性、形态变化、ROS生成、线粒体膜电位Δψm、DNA损伤及细胞凋亡情况。CCK-8实验结果显示,CdCl2处理后PK-15细胞活性下降,且呈时间和剂量依赖性;形态学观察发现,CdCl2处理引起PK-15细胞皱缩、变圆,细胞核固缩、染色质凝聚,线粒体肿胀、线粒体嵴减少或消失;荧光染色和流式细胞术检测结果显示,CdCl2处理引起PK-15细胞内ROS水平升高、线粒体膜电位Δψm下降和DNA损伤,最终导致细胞凋亡。Western印迹结果显示,CdCl2处理组中促凋亡蛋白质Bax表达量上调,抑凋亡蛋白质Bcl-2表达量下调,并且CdCl2处理组检测到了活化状态的裂解胱天蛋白酶3(cleaved caspase 3)。此外,ROS清除剂N-乙酰基-L-半胱氨酸（N-acetyl-L-cysteine,NAC）缓解了CdCl2引起的线粒体损伤、DNA损伤和细胞凋亡。综上所述,Cd通过引发氧化应激和线粒体损伤诱导PK-15细胞凋亡。     

白藜芦醇对高糖条件下大鼠晶状体上皮细胞线粒体活性氧产生及内质网的影响

目的：探讨白藜芦醇（resveratrol,Res）对高糖条件下大鼠晶状体上皮细胞（LECs）凋亡、线粒体活性氧产生以及内质网表达的影响。方法：用含30 mmol·L-1葡萄糖浓度的培养基体外培养LECs,随后加入25 mg·L-1Res共培养48 h。流式细胞术检测LECs细胞凋亡情况和线粒体膜电位的变化。激光共聚焦显微镜观察线粒体活性氧变化情况,并用免疫组化法检测内质网表达。结果：在高糖培养条件下,与对照组相比,LECs死亡率明显增高,线粒体膜电位降低,活性氧增多。内质网阳性率明显下降。经Rev干预后,细胞凋亡率显著降低,线粒体膜电位和内质网阳性率均升高,活性氧产生明显减少（P〈0.05）。结论：白藜芦醇能在一定程度上减轻糖尿病性白内障大鼠晶状体凋亡的发生并维持正常细胞器功能,从而延缓白内障的发生和发展。     

活性氧、线粒体通透性转换与细胞凋亡

线粒体是真核细胞中非常重要的细胞器,细胞中的活性氧等自由基主要来源于此,线粒体膜的通透性转换(mitochondrial permeability transition,MPT)及其孔道(mitochondrialpermeability transition pore,MPTP)更是在内源性细胞凋亡中发挥了关键作用。持续性的线粒体膜通透性转换在凋亡的效应阶段起决定性作用,可介导细胞色素c等促凋亡因子从线粒体释放到胞浆中,进一步激活下游的信号通路,导致细胞不可逆地走向凋亡。瞬时性的线粒体膜通透性转换及其偶联的线粒体局部的活性氧爆发同样具有促凋亡的作用。线粒体通透性孔道的开放释放出大量活性氧,这些活性氧又能够进一步激活该孔道,以正反馈的形式进一步加剧孔道的打开,放大凋亡信号。活性氧、线粒体通透性转换与细胞凋亡之间具有密不可分的联系,本文根据已知的研究结果集中讨论了这三者的关系,并着重论述了该领域中的最新发现和成果。     

植物线粒体、活性氧与信号转导

活性氧(ROS)的产生是需氧代谢不可避免的结果。在植物细胞中,线粒体电子传递链(ETC)的复合物Ⅰ和Ⅱ是ROS产生的主要的部位。交替氧化酶和可能的内源鱼藤酮不敏感的NADH脱氢酶通过保持ETc的相对氧化状态限制线粒体产生ROS。线粒体基质中的抗氧化酶系统与小分子量的抗氧化剂一道起ROS的解毒作用。ROS除了引起细胞的伤害外,在植物中还能够作为一种普遍存在的信号分子起作用。在低浓度时,ROS能诱导防御基因的表达和引起适应反应;在高浓度时,引起细胞死亡。一氧化氮是植物合成和释放的一种气体,也可作为信号分子调节植物的生长和发育。     

活性氧对大豆下胚轴线粒体结构与功能的损伤

采用百草枯、H_2O_2和Fenton反应作为外源活性氧,探讨了活性氧对大豆下胚轴离体线粒体的部分功能与结构的伤害。结果表明,活性氧O_2~-,H_2O_2和·OH都能引起线粒体结构的迅速膨胀,呼吸控制比率和氧化磷酸化效率降低,以及细胞色素氧化酶活力下降。通过对线粒体膜脂氢过氧化物和脂质共轭二烯的吸收光谱分析,阐明了活性氧对线粒体的损伤是与膜脂过氧化作用密切相关的。     

活性氧水平决定白血病细胞对三氧化二砷诱导凋亡的敏感性

旨在探索三氧化二砷（As2O3)诱导白血病细胞株（NB4和U937）凋亡的敏感性与细胞活性氧（reactive oxy-gen species,ROS)水平的关系。以二甲萘醌（DMNQ）温育NB4和U937细胞,双氢罗丹明123（DHR）捕获ROS,流式细胞仪检测两种细胞ROS水平的差异。As2O3单独或联用DMNQ温育NB4和U937细胞,流式细胞仪及电镜检测凋亡并分析两种细胞凋亡敏感性的差异及其在用药前后的变化。结果显示,NB4的ROS水平明显高于U937,DMNQ可提高NB4和U937的ROS水平,诱发U937对As2O3的敏感性,增强As2O3促NB4细胞凋亡的效应,过氧化氢酶可逆转DMNQ的效应,结果提示,白血病细胞NB4和U937对As2O3促凋亡的敏感性决定于细胞固有的ROS水平。     

三氧化二砷诱导细胞凋亡对线粒体的影响

线粒体作为细胞能量的“动力工厂”,在细胞的生理过程中起着重要的作用,本文采用三氧化二砷（Ａｓ２ Ｏ３） 诱导ＭＧＣ－ ８０３ 细胞凋亡,通过罗丹明１２３ 和Ｈｏｅｃｈｅｓｔ３３２５８ 对细胞进行荧光标记,利用具有光子计数成像能力的超高灵敏度荧光显微镜观察凋亡细胞与未加入Ａｓ２ Ｏ３ 的对照组细胞的区别,发现Ａｓ２ Ｏ３ 在诱导细胞凋亡时可引起线粒体内膜电位差减小     

活性氧参与一氧化氮诱导的神经细胞凋亡

采用激光共聚焦成像技术，用氧化还原敏感的特异性荧光探针(DCFH-DA和DHR123)直接研究了一氧化氮供体S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)诱导未成熟大鼠小脑颗粒神经元凋亡过程中的细胞胞浆、线粒体中活性氧水平的变化，发现神经细胞经0.5 mmol/L SNAP处理1 h后，细胞胞浆及线粒体中活性氧水平大大增加.一氧化氮清除剂血红蛋白能够有效抑制细胞胞浆、线粒体中活性氧的产生，防止细胞凋亡.外源性谷胱甘肽对细胞也具有良好的保护作用，而当细胞中谷胱甘肽的合成被抑制后，一氧化氮的神经毒性大大增强.实验结果表明一氧化氮通过促进神经细胞产生内源性活性氧而启动细胞凋亡程序，而谷胱甘肽可能是重要的防止一氧化氮引发神经损伤的内源性抗氧化剂.     

休克淋巴液诱导大鼠肠系膜微淋巴管内皮细胞凋亡

无菌条件下复制大鼠重症失血性休克模型,引流肠系膜淋巴液或收集门静脉血,同时,另取动物引流正常淋巴液、正常门静脉血。以不同处理因素与第3代原代培养的肠系膜微淋巴管内皮细胞(MMLEC)共同孵育,MTT法检测不同终浓度的休克淋巴液及正常淋巴液对MMLEC增殖的影响;流式细胞仪检测MMIEC增殖周期变化、并进行细胞核DNA电泳分析;RT-PCR检测凋亡相关基因bcl-2、bax及fas、fas L的表达。结果表明,随着休克淋巴液终浓度增加,MMLEC的增殖活力逐渐降低,显著低于正常淋巴液组;4%终浓度的休克淋巴液作用MMLEC 4h后,MMLEC凋亡率为(35.4±1.6)%,C_0-G_1期细胞比值增大,S G_2-M期细胞比值下降,其它处理因素无明显变化,同时细胞核DNA电泳形成典型的阶梯状电泳图谱(DNA ladder)。4%终浓度的休克淋巴液作用4h后,显著高于其它各组(P<0.01);4%终浓度的休克淋巴液作用6h后,MMLEC的fas、fas L、bax mR- NA表达高于其它组、bcl-2 mRNA表达低于其它组(P<0.01)。结果提示,休克淋巴液可抑制MM- LEC增殖、干扰细胞周期、上调凋亡促进基因表达.从而诱导细胞凋亡。     

亚硒酸钠诱导SW480细胞凋亡过程中活性氧的作用

为探讨亚硒酸钠诱导人结肠癌SW480细胞凋亡的机理,将荧光探针2′,7′－二氯荧光黄乙二脂（2′,7′－DCFH－DA）、罗丹明123（rhodamine123）负载人结肠癌细胞,利用多光子成像系统测定胞内活性氧（ROS）、线粒体跨膜电位（△Ψm）的变化。结果发现（1）Na2SeO3作用SW480细胞,可导致细胞凋亡和胞内的ROS增加。SOD、过氧化氢酶可降低凋亡率并抑制ROS的增加。（2）线粒体电子传递链抑制剂鲁藤酮及氰化钠可抑制OS增加。（3）Na2SeO3可导致线粒体的跨膜电位的下降。表明Na2SeO3作用细胞可导致来源于线粒体的ROS增加,ROS介导亚硒酸钠诱导细胞凋亡。     

家兔晶状体纤维的超微结构:纤维细胞的间隙连接

本文报道晶状体纤维细胞间间隙连接的形态结构。我们利用冰冻断裂技术,在不同部位的球-和-凹连结的头部以及在纤维细胞和纤维细胞之间都观察到间隙连接的存在。通过极其丰富的上述连接,可实现细胞间代谢物和离子的传递。作者认为:对正常晶状体纤维细胞之间的间隙连接的深入了解,将会为晶状体发病机制的研究提供新的线索。     

小鼠胚胎与子宫单层上皮细胞共培养的研究

本文报道建立了小鼠胚胎与小鼠子宫单层上皮细胞体外共培养系统。结果揭示;小鼠胚胎与 子宫单层上皮细胞共培养可以促进胚胎的发育、粘附和扩展;如果培养液中加入 ３、６７ × １０－６ｍｏｌ／Ｌ １７β－雌二醇,可以显著提高胚胎在共培养系统中的发育率、粘附率和扩展率。以上结果表明：小鼠 胚胎与小鼠子宫单层上皮细胞共培养系统是研究胚泡着床机理较理想的研究手段。     

IL-3和羟基脲协同诱导K562细胞凋亡

本文应用流式细胞分选仪和电子显微镜研究了IL-3和羟基脲对人红白血病细胞株(K562细胞)凋亡的影响.结果显示IL-3和羟基脲分别诱导K562细胞,不能引起细胞凋亡;而IL-3和羟基脲协同诱导K562细胞,可以引起细胞凋亡.用流式细胞仪检测到IL-3和羟基脲协同诱导K562细胞后,DNA含量低于二倍体的细胞数达31.90%,并产生明显的凋亡小峰.同时,IL-3和羟基脲协同诱导K562细胞,可抑制细胞周期中的S期,阻止细胞从S期进入G2/M期,使细胞周期延长,对K562细胞的生长和增殖具有抑制作用.在电镜下可观察到IL-3和羟基脲协同诱导的K562细胞,出现典型的凋亡细胞形态,细胞核内染色质浓缩、凝聚,紧靠在核膜边沿,形成新月形或环状的染色质结构,产生凋亡小体.提示IL-3和羟基脲具有协同效应,IL-3可提高K562细胞对羟基脲的敏感性,并可协同羟基脲诱导K562细胞凋亡.     

羊栖菜多糖诱导lovo细胞凋亡及其机理探讨

本课题研究羊栖菜多糖(Sargassum Fusiforme Polysaccharides,SFPS)诱导人大肠癌lovo细胞凋亡及凋亡过程中Caspase-3的变化及其意义。MTT法检测SFPS对大肠癌细胞增殖的抑制率;通过电镜、琼脂糖凝胶电泳、流式细胞术鉴定细胞凋亡;应用Western blot法测定Caspase-3酶原的变化; RT-PCR检测Caspase-3 mRNA表达。结果显示:SFPS作用lovo细胞24,36,48和72h的IC_(50)分别为375,355,178和60mg/L,表明对lovo细胞具有显著生长抑制作用。在电镜下,可见明显的细胞凋亡特征:细胞膜表面微绒毛减少、染色质固缩、边集,凋亡小体形成。在琼脂糖凝胶电泳中,药物浓度为5-300mg/L作用24h后,显示有凋亡细胞特有的DNA梯状条带;而500mg/L处理后梯状条带模糊,开始出现“涂片状”,表明在高药物浓度的作用下,细胞有坏死。流式细胞仪测得细胞凋亡率有剂量的依赖性;DNA直方图出现亚G1峰,但细胞周期时相的分布无明显改变。SFPS处理lovo细胞后,发现Caspase-3酶原蛋白表达降低,Caspase-3的mRNA高表达,并具有剂量和时间的依赖性。实验结果提示,SFPS在体外能够诱导lovo细胞凋亡,这可能是SFPS抑制肿瘤增殖的机制之一,而Caspase-3的活化参与了SFPS诱导lovo细胞凋亡的调控。     

兔输卵管上皮细胞解除大鼠早期胚胎发育阻滞的研究

本研究利用兔输卵管上皮细胞(ROEc), 与异种动物大鼠的受精卵共培养,结果大量出现突破2细胞发育阻滞的现象。体外受精卵和体内受精卵的2细胞发育阻滞突破率分别为62%和73%;利用ROEC 条件培养液培养大鼠的体外受精卵,2细胞发育阻滞的突破率达68%,且能顺利发育至桑椹胚和囊胚。将ROEC直接培养在含~(35)S-甲硫氨酸的CZB 培养液中,经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及放射自显影,发现在该条件培液中出现了分子量分别为135Kd,68Kd,55Kd,51Kd 和44Kd 由ROEC 分泌的多肽,其中68 Kd 区带最显著,而135 Kd区带非常弱。用(125)~I-酰化剂标记示踪发现,与ROEC 共培养24 h 的大鼠胚胎透明带上含有68Kd 蛋白,并发现55 Kd 蛋白与透明带结合的痕迹。这些蛋白很可能就是胚胎发育调控由母型向合子型过渡并突破早期发育阻滞的关键因子,在功能上似无种属特异性。     

羊栖菜多糖诱导HL-60细胞凋亡的研究

用MTT法观察羊栖菜多糖(SFPS)在体外抗人白血病HL-60细胞增殖作用;扫描电镜、透射电镜、DNA电泳和流式细胞仪检测HL-60细胞凋亡。结果表明SFPS对HL-60细胞具有显著生长抑制作用,并呈量效和时效关系,药物作用24,36,48,72h的IC_(50)分别为390,362,402,421mg/L;药物浓度为300mg/L和500mg/L作用HL-60细胞后,琼脂糖凝胶电泳显示有凋亡细胞特有的DNA梯状条带,细胞微绒毛减少、染色质固缩、过集,凋亡小体形成;DNA直方图出现亚G_1峰。在一定浓度范围内,SFPS诱导细胞凋亡的作用呈现浓度和时间依赖性,同时G_2/M期细胞比例增多。因此,SFPS抗肿瘤作用与诱导细胞凋亡和G_2/M期细胞阻滞有关。     

羊栖菜多糖诱导lovo细胞凋亡及其机理探讨

本课题研究羊栖菜多糖（Sargassum Fusforme Polysaccharides．SFPS）诱导人大肠癌lovo细胞凋亡及凋亡过程中Caspase-3的变化及其意义。MTT法检测SFPS对大肠癌细胞增殖的抑制率：通过电镜、琼脂糖凝胶电泳、流式细胞术鉴定细胞凋亡：应用Westernblot法测定Caspase-3酶原的变化：RT—PCR检测Caspase-3mRNA表达。结果显示：SFPS作用lovo细胞24,36,48和72h的IC50分别为375,355,178和60mg／L,表明对lovo细胞具有显著生长抑制作用。在电镜下,可见明显的细胞凋亡特征：细胞膜表面微绒毛减少、染色质固缩、边集,凋亡小体形成。在琼脂糖凝胶电泳中,药物浓度为5—300mg／L作用24h后,显示有凋亡细胞特有的DNA梯状条带：而500mg／L处理后梯状条带模糊,开始出现“涂片状”,表明在高药物浓度的作用下,细胞有坏死。流式细胞仪测得细胞凋亡率有剂量的依赖性;DNA直方图出现亚G1峰,但细胞周期时相的分布无明显改变。SFPS处理lovo细胞后,发现Caspase-3酶原蛋白表达降低,Caspase-3的mRNA高表达,并具有剂量和时间的依赖性。实验结果提示,SFPS在体外能够诱导lovo细胞凋亡,这可能是SFPS抑制肿瘤增殖的机制之一．而Caspase-3的活化参与了SFPS诱导lovo细胞凋亡的调控。     

胚胎及生后不同发育时期大鼠睾丸生殖细胞的凋亡

目的 探索雄性生殖细胞在发育过程中凋亡的特征和规律。方法 利用改进的石蜡切片原位末端标记法（TUNEL法）观察SD大鼠睾丸生殖细胞,对胚胎及生后不同阶段生殖细胞凋亡进行研究。结果 胚胎第13.5天原始生殖细胞即有较高的凋亡率,胚胎第19.5天到出生后第1天,未检测到凋亡生殖细胞,出生后第7天精原细胞分裂增生,伴有较高的凋亡率,与其他各年龄组有显著性差异。出生后第14天精母细胞凋亡率最高,与其他日龄组有显著性差异。结论 SD大鼠雄性生殖细胞发生,发育,成熟过程中都存在凋亡,主要发生在处于细胞增殖过程中的原始生殖细胞,精原细胞和初级精母细胞。