利用FM4-64FX标记大鼠血管平滑肌细胞的囊泡运输

囊泡运输是大分子物质进入细胞的途径,血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)与外界存在频繁的信息和物质交换,该研究通过标识内吞囊泡来研究VSMCs的囊泡运输。体外培养大鼠胸主动脉VSMCs,用血管紧张素II(angiotensin II,Ang II)刺激,加入FM4-64FX短暂孵育后固定。通过免疫组化方法标记VSMCs血管紧张素II 1型受体(angiotensin II receptor type 1,AT1R),检测内吞囊泡和AR1R转运之间的关系。受到Ang II的激活后,VSMC快速形成内吞囊泡,将AT1R转运至胞质;存在血管紧张素受体阻断剂(angiotensin receptor blocker,ARB)时,内吞囊泡数量少,AT1R较少进入胞质。通过FM4-64 FX对胞内囊泡进行标识可以显示VSMCs的大分子物质运输,可观察特定的分子在内吞囊泡上的分布和运输情况。     

吞蛋白A2在非网格蛋白内吞中的作用研究进展

内吞作用是细胞从细胞外空间和内化横跨膜的细胞表面蛋白转运物质到细胞内的过程.吞蛋白(endophilin)一直被认为参与了网格蛋白介导的细胞内吞作用,2015年《自然》(Nature)发表的两篇研究论文报道了一种由endophilin A标记和控制的独立于网格蛋白的有被囊泡内吞作用.本文主要综述近年来endophilin A2的研究,着重介绍endophilin A2在非网格蛋白介导的内吞作用中的功能和机制.     

巨胞饮的机制及功能的研究进展

巨胞饮（macropinocytosis）是内吞的一种形式,指在某些因素刺激下,细胞膜皱褶形成大且不规则的原始内吞小泡,它们被称为巨胞饮体。巨胞饮体的直径一般为0．5～2μm,有时可达5μm。与其它内吞形式的小泡相比,巨胞饮体直径较大,为非选择性地内吞细胞外营养物质和液相大分子提供了一条有效途径。最近的研究表明,巨胞饮具有清除凋亡细胞、参与免疫反应、介导某些病原菌侵袭细胞、更新细胞膜等功能。     

PC12活细胞中单个分泌囊泡的动态成像

囊泡的荧光标记和动态显微成像观察是研究蛋白质和膜转运机制的重要手段。采用EGFP hpNPY融合荧光蛋白标记PC12细胞的致密大囊泡 ,用全内反射和宽场荧光显微镜对PC12细胞进行成像研究。结果发现 :普通的宽场荧光成像模糊不清 ,难以观察到单个囊泡 ;而全内反射荧光成像则可清晰地分辨出呈现为离散荧光点的单个囊泡 ;并且进一步利用全内反射荧光成像直接观察到了活的PC12细胞中单个囊泡的转运、锚定及与细胞膜的融合过程 ,证实了囊泡的锚定过程是可逆的。     

囊泡胞吐机制及与其相关的神经元可塑性

突触前囊泡释放神经递质经历了磷酸化synapsin I使囊泡脱离细胞骨架,Rab3A导引囊泡进入突触前膜激活区,Rab3A与RIMl结合介导的囊泡锚定,Munc-13—1引燃SNARE中心复合体装配,最后Ca^2 结合到Ca^2 传感器synaptotagmin触发囊泡融合,融合后的囊泡通过SNAP和NSF的作用,使SNARE复合体解体后经内吞机制形成新的囊泡参与再循环。研究表明,参与囊泡融合的分子元件在神经元可塑性中发挥重要作用。     

蓝舌病毒释放机制的研究进展

蓝舌病毒(Bluetongue virus,BTV)作为由媒介昆虫库蠓传播的引起反刍动物蓝舌病(Bluetongue,BT)的病原微生物,同时也是研究无囊膜病毒(Non-enveloped virus)释放机制的经典模型。文中以BTV侵染细胞及组装为始,对BTV诱导细胞自噬并通过多囊泡体以细胞外囊泡形式释放、BTV诱导细胞凋亡而裂解释放、BTV从质膜出芽释放的不同途径以及BTV关键非结构蛋白NS3在调控BTV释放过程中作用机制的研究进展进行综述,为进一步了解BTV感染、增殖、释放的分子机制提供参考。     

植物细胞外囊泡及其分析技术的进展

细胞外囊泡是细胞在生理和病理条件下通过胞吐作用释放的具有磷脂双分子层结构的纳米级囊泡。细胞外囊泡作为蛋白质、核酸、脂质和代谢物等物质的载体,能够在细胞与细胞之间穿梭,行使物质传递、信息交流的功能,是细胞间通讯的重要媒介。近年来,植物中细胞外囊泡的研究也不断深入,其研究和分析技术也取得了很大进展。本文介绍了细胞外囊泡的组成,综述了植物中细胞外囊泡的生物学功能,分析了细胞外囊泡分离与富集方法的优缺点,以及原位成像技术的应用,最后对植物细胞外囊泡研究技术发展的重点进行了展望。     

细胞外囊泡研究进展

由细胞释放到细胞外环境中的来源于内体和细胞膜的多样化的膜性囊泡,统称为细胞外囊泡。这些细胞外囊泡作为细胞间转运膜和可溶性蛋白、脂质、RNA的载体,代表一种重要的细胞间通讯方式。虽然很多报道证明,多种细胞释放细胞外囊泡,并且具有一定的生理意义,但是我们目前缺乏对细胞外囊泡分子机制的深入理解,在细胞外囊泡研究的方法学以及人为调控细胞外囊泡的释放等方面也存在局限性,因此使得我们对它们在体内的生理学功能和细胞外囊泡作为疾病靶标的转化医学的研究进程缓慢。在这篇综述中,该文主要从细胞外囊泡的分类、分子细胞生物学研究、生理及病生理功能、细胞外囊泡的研究方法几个方面回顾当前细胞外囊泡领域的研究进展。     

冠状病毒入胞途径的研究进展

冠状病毒家族成员众多,主要感染哺乳动物和禽鸟类,给人类和动物的健康带来了极大危害。病毒对细胞表面受体的结合和内吞方式,决定病毒的宿主范围、组织嗜性和发病机理;此外,研究病毒的入胞途径不仅有助于我们认识病毒的生活周期,还对病毒性感染的预防和治疗具有重要意义。本文总结归纳了近十年来冠状病毒入胞途径的研究进展:多数冠状病毒可通过网格蛋白依赖型内吞、小窝蛋白依赖型内吞、巨胞饮以及网格蛋白/小窝蛋白非依赖型内吞途径进入细胞,到达早期内体、晚期内体或溶酶体等处发生膜融合,释放病毒基因组进入细胞质。病毒的内吞途径可作为广谱抗病毒药物设计的靶点。     

天麻吸收蜜环菌营养机制的细胞学研究

天麻(Gastrodia elata BI.)地下块茎皮层内具三种染菌细胞:通道细胞、寄主细胞和消化细胞。超微结构的研究表明,通道细胞被真菌所破坏,寄主细胞与真菌保持共生关系,而消化细胞能反寄生于真菌并从真菌摄取营养。消化细胞首先释放溶酶体小泡消化真菌,然后通过内吞管和内吞泡吸收菌丝细胞质降解后渗漏的可溶性有机大分子物质,后期通过消化泡进一步吞噬和消化不溶性菌丝细胞壁物质。     

Rab蛋白家族在神经类疾病中的作用

细胞内膜囊泡运输是一个复杂的通路网络,Rab GTPases是膜囊泡运输的主要调节剂,通常被认为是细胞内吞和分泌系统中各种细胞器和囊泡的特异性标记和识别物。与Rab蛋白相关的轴突运输、内体运输发生障碍是造成神经退行性疾病的重要原因之一。本文主要介绍了Rab蛋白在多种神经退行性疾病病理机制中的作用机理与调控机制,同时讨论了线粒体和胶质细胞功能异常与Rab蛋白之间的关联。深入探究Rab蛋白的作用机制对人类神经性疾病的早期诊断和治疗具有潜在的指导意义。     

多囊体生物发生和蛋白质分拣——ESCRT、Vps4、Ubiquitination一个都不能少

多囊体(multivesicular body,MVB)是由晚期内吞体的限制膜内陷出芽而形成的动态的亚细胞结构,是真核细胞重要的膜和蛋白质运输与分拣中心,并与信号转导、胞质分裂、基因沉默、自噬、蛋白质的质量控制、病毒出芽等密切相关.多囊体生物发生涉及20多种囊泡分拣蛋白(Vps),最重要的是在内吞体膜上形成的4种内吞体运输分拣复合物(ESCRT 0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和Vps4.ESCRT 0与包涵素在内吞体膜上形成微域并富集泛素化的货物蛋白.ESCRTⅠ和Ⅱ诱导MVB囊泡出芽、促进囊泡形成并分拣货物蛋白到囊泡中.ESCRTⅢ收缩及剪切芽颈,完成最后的膜脱落过程.Vps4解离ESCRT以循环利用.泛素化及泛素化蛋白也能修饰或调控ESCRT的定位及功能.这些研究表明,泛素化蛋白、ESCRT和Vps4在内吞体膜上的相继协同作用是驱动紧密偶联的多囊体生物发生及蛋白质分拣的主要力量.本文以蛋白质-蛋白质相互作用为主,综述了ESCRT复合物及Vps4多聚体的组装机制、相互作用、生理功能以及泛素化蛋白和泛素化对ESCRT的调控,并对下一步研究进行了展望.     

以三维荧光反卷积显微技术研究活体细胞中分泌囊泡的空间分布

获得活体细胞三维图像以观察细胞内分泌囊泡的空间分布有助于细胞分泌机制的研究。三维荧光反卷积显微技术可以为活体细胞观察提供低荧光漂白 ,低毒副作用的快速三维成像。研究了显微成像系统实验测定和理论计算点扩展函数之间的关系 ,并且实验验证了NA 1.6 5物镜条件下 ,理论计算点扩展函数可以较好地反映显微成像系统的特性。然后使用已知物理结构的三维样本对反卷积算法的有效性进行了研究。进而对使用吖啶橙(acridineorange)标记的大鼠胰腺 β细胞分泌囊泡进行观察。结果显示 ,反卷积算法可以有效地去除原始图像中因为焦外光影响产生的模糊 ,处理后图像清晰地显示了细胞内分泌囊泡的空间分布     

海马神经元突触囊泡释放特征及可释放囊泡含量定量分析(英文)

中枢神经系统突触前的神经末梢只有少量的突触囊泡存在,突触囊泡数目的多少和融合模式将影响突触传递的效率。对突触囊泡数目的多少和释放模式的研究依赖于有效的研究方法。在本研究中,与膜亲和力不同的荧光染料用于标记体外培养的海马神经元的功能性突触囊泡。通过场电位和高钾刺激,动态观察荧光强度的变化,结果显示在第一轮刺激中,与膜亲和力低的染料FM2-10脱色的比例(93.0%±5.9%)显著大于与膜亲和力高的染料FM1-43(57.9%±3.5%)。但是,第二和第三轮刺激中FM1-43脱色的比例分别为(24.0±2.3)%,(8.6±1.5)%,显著大于FM2-10的脱色比例[(1.4±3.8)%,(2.3±1.6)%]。这个结果提示快速内吞模式不仅存在于囊泡的第一次释放,同时还存在于囊泡回收后的再次释放。另一方面,高频刺激和高渗蔗糖溶液这两种方法同时用于检测体外混合培养13~14天的抑制性神经元的可释放囊泡池(readily releasable pool,RRP)的大小。结果显示,用高渗蔗糖溶液估计的RRP的大小[(200±23.0)pC]显著大于用高频刺激估计的RRP的大小[(51.1±10.5)pC]。分析其可能的...     

胶质细胞的细胞间通讯

星型胶质细胞虽然没有动作电位,但是可以表达多种受体和离子通道,并且以细胞内钙波传递的方式来响应各类刺激。星型胶质细胞同样可以释放多种信号分子来介导细胞间的通讯。尤为特别的是,星型胶质细胞的钙波传播和突触功能的反馈调节都需要其释放ATP才得以完成。然而,星型胶质细胞释放ATP的途径和机理还有待研究。尽管人们已经在星型胶质细胞中发现了小囊泡和大致密核心囊泡的标记物,可是用以胞吐的囊泡究竟是什么还并不清楚。作者等近期的研究成果表明,FM染料——一种被成功应用于研究神经元和其他分泌型细胞囊泡循环的染料,可以特异地标记星型胶质细胞的溶酶体,并依不同程度的刺激表现出两种不同模式的钙离子依赖性胞吐：在较低强度刺激下（ATP,谷氨酸）发生部分胞吐,而在高强度刺激下（氰化钾）则发生完全胞吐。进一步研究表明,溶酶体中含有大量ATP,并且在部分胞吐时少量释放ATP,完全胞吐时大量释放ATP,同时释放溶酶体酶。选择性地裂解星型胶质细胞的溶酶体,发现ATP释放和钙波传播都消失了。总之,星型胶质细胞的溶酶体可以通过调节性胞吐对生理和病理条件下的细胞间信号传递产生重要意义。     

外源钙调素与拟南芥悬浮培养细胞结合位点的观测及其胞外效应

以拟南芥悬浮培养细胞为实验体系,借助外源荧光及同位素标记钙调素,研究结果表明外源钙调素不能被主动内吞入细胞内,而是主要以完整分子形式结合在细胞外表面;外源纯化钙调素可促进正向型质膜囊泡中的鸟苷酸三磷酸水解酶活性升高,也可引起拟南芥悬浮细胞质游离钙离子浓度的特异升高,表明外源钙调素可能通过细胞表面位点跨膜信号转换为细胞内信号,从而调节生物学活性。     

猪生殖与呼吸综合征病毒感染Marc-145细胞的病毒形态发生和细胞超微结构观察

以猪生殖与呼吸综合征病毒四川分离株PRRSV-SC1株感染体外培养的Marc-145细胞为模型,通过透射电镜对PRRSV的病毒形态发生学和宿主细胞超微结构的动态变化规律进行研究。结果显示,病毒粒子呈球形,有囊膜,大小约45-65nm,内含直径约25-30nm的核衣壳。病毒感染细胞后以细胞内吞方式进入细胞,在胞浆内复制,装配好的病毒以出芽或细胞外分泌释放到细胞外。感染细胞超微结构变化主要表现为:细胞胞浆空泡增多,内质网扩张,线粒体增生、嵴肿胀、脱落,最后空泡化,细胞表面的微绒毛脱落,出现典型的细胞凋亡特征,并观察到凋亡小体,最后整个细胞裂解、破碎。     

活体细胞三维图像科学可视化方法的研究

科学可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中或者是计算结果的数据转换为图形或图像,在屏幕上显示出来并进行交互式处理的理论技术或方法。介绍了用反卷积荧光显微成像技术获得活体大鼠胰腺B细胞三维图像及对其进行科学可视化的主要过程和两种常用可视化算法,并运用这两种方法对所得到的三维图像进行处理以分析和研究细胞内分泌囊泡的空间分布。结果显示,当仅观察细胞三维图像的二维切片时,三维图像中的某些重要信息会被忽略,而使用科学可视化方法则可以从三维角度直观观察活体细胞内分泌囊泡的空间分布,并且可以观察到分泌囊泡的释放趋势和整体分布,从而为细胞生物学研究提供重要的信息。     

皱纹盘鲍消化腺细胞类型和分泌产物

对皱纹盘鲍消化腺进行了组织学、组织化学、超微结构及酶活性测定等研究。消化腺由消化细胞和嗜碱性细胞组成。消化细胞能内吞腺管腔内的外源性物质,细胞内充满大量与异噬功能有关的囊泡。消化细胞具有内吞和细胞内消化、分泌、贮存等功能。嗜碱性细胞含有发达的粗面内质网以及许多含铁的折光小体,具有分泌和贮存金属离子的功能。消化腺还呈现多种水解酶活性。     

细胞内吞的研究进展

细胞外基质的各种分子经细胞膜进入真核细胞是一个复杂的过程。细胞内吞是通过细胞质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。不同的细胞内吞途径需要不同的蛋白质分子参与,引起不同的信号转导通路。目前认为细胞内吞和膜转运是细胞对其信号转导过程的一种精密的组织安排,细胞内吞在细胞信号转导,维持机体动态平衡方面起着重要作用。细胞内吞途径通常可以分为网格蛋白依赖的内吞和非网格蛋白依赖的内吞,其中后者包括陷窝蛋白依赖和非陷窝蛋白依赖的内吞,以及巨胞饮介导的内吞。本文将就这几种主要细胞内吞途径及与细胞信号转导通路关系的研究进展予以介绍。