脉冲电场下肿瘤细胞的窗口效应

基于多层电介质模型,对于适应于球形生物细胞的脉冲电场,提出了一种等效电路模型,在相同频域下,内膜和外膜的变化趋势相同,频域分析表明,不同频谱场将引起不同的生物医学效应．我们针对癌症细胞计算了跨膜电压,并讨论了脉冲和跨膜电压以及阻抗的关系．结果表明不同的频域和不同的持续时间对细胞的内膜和外膜有选择性的影响,时域和频域的分析显示,在细胞上有一个窗口,当持续时间在10^-8～10^-6 s之间,细胞内膜的电压将高于细胞外膜的电压．窗口效应为解释生物细胞的脉冲电学效应提供了一种参考思路．     

东方雏蝗不同地理种群雄性鸣声结构的比较研究

比较分析了东方雏蝗Chorthippus intermedius B.-Bienko的竞争鸣叫声和3个不同地理种群的召唤声。研究结果表明,东方雏蝗3个不同地理种群召唤声时域特征大致相同,在脉冲组持续时间与频域特征上,山西中条山种群与吉林松花湖种群较相似,黑龙江镜泊湖种群与前二者差异稍明显。黑龙江镜泊湖种群的竞争声由2~4个脉冲组组成的脉冲序列组成,其脉冲组的基本结构与召唤声相同,但脉冲组持续时间相对较短。     

磷脂酸(PA)-磷脂酰乙醇胺(PE)相互作用有利于脱血红素细胞色素c跨脂质体的运送

细胞色素c的前体 -脱血红素细胞色素c(Apocyt.c)在细胞质中核糖体合成 ,之后跨线粒体膜运送 ,在线粒体内、外膜间隙中经酶催化与血红素Heme结合形成成熟型的细胞色素c定位于线粒体内膜外侧     

微电极芯片系统中酵母细胞电穿孔的实验研究

采用自主研制的微电极芯片系统,研究电脉冲参数及Ca2+对酵母细胞穿孔率的影响.发现酵母细胞穿孔率随着脉冲电压、脉冲持续时间、脉冲个数的增大而升高,且电穿孔具有累积效应,在脉冲电压40 V、脉冲持续时间10 μs、脉冲个数8个的条件下,穿孔率达到83%.此外,研究了钙离子对酵母细胞穿孔率的影响,一定浓度的Ca2+能提高酵母细胞穿孔率,当Ca2+浓度为0.1 mmol/L时,穿孔率可达到89%;Ca2+浓度过高会降低酵母细胞的穿孔率甚至会抑制穿孔的发生,并从机理方面对其进行了初步探讨,为进一步研究电穿孔机制提供有益参考.     

压力负荷性心衰小鼠左心室跨壁L-型钙电流的变化

为了观察正常和心衰时心内膜下和心外膜下心肌细胞L-型钙电流(ICa-L)的差别,我们采用主动脉弓狭窄的方法建立小鼠压力超负荷性心衰模型,采用全细胞膜片钳技术记录了正常、主动脉狭窄(band)及假手术对照(sham)组动物左心室游离壁内、外膜下心肌细胞的动作电位时程(action potential duration,APD)和ICa-L。结果显示:(1)与sham组同龄的正常小鼠左心室心内膜下细胞动作电位复极达90％的时程(APD90)为(38．2±6．44)ms,较心外膜下细胞的APD90(15.67±5.31)ms明显延长,二者的比值约为2．5:1;内膜下细胞和外膜下细胞ICa-L密度没有差异,峰电流密度分别为(-2.7±0.49)pA/pF和(-2.54±0．53)pA/pF;(2)Band组内、外膜下细胞的动作电位复极达50％的时程(APD50)、APD90均较sham组显著延长,尤以内膜下细胞延长突出,分别较sham组延长了400％和360％,内、外膜下细胞APD90的比值约为4.2:1;(3)与sham组相比, band组内膜下细胞ICa-L密度显著减小,在+10 mV～+40 mV的4个电压下分别降低了20．2％、21．4％、21.6％和25.7％(P< 0．01),但其激活电位、峰电位和翻转电位没有改变;band组外膜下细胞的ICa-L密度与同期sham组相比无明显变化;band组钙通道激活、失活及复活的动力学特征与sham组相比没有改变。以上结果提示,生理状态下小鼠左心室内、外膜下细胞ICa-L密度不存在明显差别,提示ICa-L与APD跨壁异质性的产生无关;心衰时左心室内、外膜下细胞APD明显延长,以内膜下细胞延长尤为突出,内膜下细胞ICa-L密度明显减少,而外膜下细胞ICa-L密度无明显改变,这种ICa-L的非同步变化在心衰时可能起到对抗APD延长、减少复极离散度的有益作用。     

介绍一种LHRH调节LH分泌的离体模型—分散垂体细胞灌流技术

成年雄性 SD 大鼠断头后分离出垂体前叶(anterior pituitary,AP)。用胰蛋白酶消化和机械分散制备 AP 细胞(成活率大于95%)。分散的细胞悬液与生物凝胶混合后装上灌流柱,然后用 M199溶液连续灌流24h 以上。每间隔1~h 给予一次6min 的 LHRH 脉冲式刺激。细胞在此灌流过程中有一个稳定的基础 LH 分泌水平。LHRH 刺激能迅速引起 LH 分泌。对同一剂量 LHRH 的多次刺激可产生相同的 LH 脉冲。在一定的 LHRH 浓度范围内(1×10~(-10)_1×10~(-7)mol/L),LH 分泌与 LHRH 的剂量-效应曲线呈线性。实验结果表明,连续灌流分散的 AP 细胞的技术,优于单层细胞培养和组织块灌流等其他方法,是一种较为理想的研究LHRH 调节 LH 分泌机理的体外模型。     

基于蛋白质跨外膜自转运系统的细菌细胞表面蛋白展示技术研究进展

革兰氏阴性菌Ⅴ型分泌系统是细菌病原蛋白分泌的主要途径之一,可分为Ⅴa-Ⅴe5个亚型,其中Ⅴa型(即经典的单体自转运蛋白)是细菌毒力和黏附因子向细胞外分泌的重要工具,其在内膜Sec易位子和外膜BAM蛋白复合体的协助下,通过2个连续的跨膜步骤介导蛋白质穿过阴性菌的内外膜.据信Va型是目前已知蛋白质跨膜转运时最简单的分泌途径...     

跨膜受体核转位通路的研究进展

跨膜受体可从膜表面进入细胞核内直接调控细胞的生命活动,但其核转位的途径至今尚无定论.已有多种模型分析了跨膜受体的核转位过程,它们均强调受体必须从细胞膜或内吞泡"逃脱"到细胞质后,才能进入细胞核内.然而,内吞.分选-浓缩-膜泡融合-释放模型却诠释了一条不同的跨膜受体核转位通路,这将有利于进一步阐明跨膜受体核转位的模式及其分子机制,并为核靶向药物的开发、目的基因的导入、病毒感染的治疗等应用研究提供新的策略.     

线粒体膜完整性对细胞命运的调控

线粒体双层膜的完整性是细胞存活的关键因素,其遭到破坏后会使细胞发生凋亡、焦亡或炎症。线粒体膜的破坏包括线粒体外膜通透、线粒体内膜通透、通透性转换,三者可通过调控不同的信号通路导致不同的细胞命运。然而,这些信号通路之间存在交叉关联,使得线粒体膜对细胞命运的调控错综复杂,导致人们对其机制缺乏清晰的认识。本综述首先分析了不同程度线粒体外膜通透在细胞存活、癌变或凋亡中的作用,接着讨论了线粒体内膜通透通过引发线粒体DNA释放促进炎症发生的分子机制,然后阐述了线粒体通透性转换引发焦亡的作用机制,最后总结出线粒体膜完整性影响细胞命运决策的内在关联。深入了解线粒体膜完整性调控细胞命运的分子动力学机制,有助于为癌症和神经退行性疾病的诊疗提供思路。     

蛋白质跨线粒体膜运送的研究进展

线粒体拥有约1000种蛋白质,其中98％以上系由细胞核编码,在细胞质核糖体上以前体形式合成,之后再运至线粒体,经跨膜运送并分选定位于各部分。现对定位于外膜、基质和内膜的蛋白质的运送途径的研究进展作一扼要介绍。脱血红素细胞色素c是细胞色素c的前体,它不含导肽,对其转运的研究概况也作了评述。     

大鼠心肌线粒体内、外膜磷脂动态结构的研究

我们以DPH为荧光探针.用毫微秒荧光分光光度计测定了大鼠心肌线粒体及线粒体内、外膜的动态微细结构;用HPLC分析了磷脂组成.实验结果提示.完整线粒体膜流动性主要反映了线粒体外膜的运动状态.线粒体内膜微粘度及磷脂分子摇动角大于外膜,扩散速率小于外膜.除去了蛋白质的线粒体内、外膜磷脂脂质体膜流动性无明显差异.提示线粒体内膜的高微粘度与膜中所含有的多量蛋白有关.     

血管外膜在动脉粥样硬化中的作用

动脉粥样硬化被认为是受损的内皮细胞释放粘附因子,吸引单核细胞粘附浸润到内膜下吞噬脂质,同时平滑肌细胞进行增殖迁移并形成新生内膜的过程,但目前越来越多的证据提示血管外膜作为反应的先导者从外向内参与了这一过程。在诸多血管疾病模型中,均能检测到外膜的早期激活。成纤维细胞作为血管外膜的主要细胞成分,在血管损伤早期会进行增殖迁移至中膜和内膜,还可以通过释放活性氧、各种细胞因子、基质金属蛋白酶等来影响炎症反应,导致内膜增生,最终促进了血管重塑及一些心血管疾病的发生。因此,越来越多的研究关注外膜成纤维细胞对于动脉粥样硬化、糖尿病、腹主动脉瘤等疾病中的作用及其机制,本文对该领域新近研究进展做一综述。     

大肠杆菌周质和外膜蛋白的定位

大肠杆菌周质和外膜蛋白发挥功能必须首先到达其特定亚细胞分区.大肠杆菌通过一系列与蛋白质分泌有关的蛋白（Sec蛋白）将周质和外膜蛋白转运至内膜.在切除了信号肽后,与周质蛋白的定位不同的是,外膜蛋白的最终定位还需要其他因子的协助.外膜蛋白的定位近来认为是以周质作为中介的.     

大肠杆菌的蛋白分泌机制

大肠杆菌的分泌蛋白定位于内膜、外膜、周质空间和胞外环境,它们在N端或C端带有一定的结构包含着分泌信号,这两类分泌蛋白在各自特定的一组蛋白因子的协助下跨越内膜,再通过目前尚不清楚的方式实现其最终定位.N端带有信号肽的分子在跨越内膜时得到Sec家族蛋白因子协助,信号肽在跨膜过程中可能被切除,该过程由ATP和电化学势提供能量.C端带分泌信号的分子主要受到Hly家族分子协助,一次穿过内膜和外膜而不经过周质空间.     

酵母整细胞及原生质体的最佳电穿孔条件

本实验系统地研究了椭圆酿酒酵母AS2-607(南阳6号“K”)质膜的电穿孔条件。通过对不同电场条件产生的菌落数的测量,可以确定对原生质体的最佳条件为:RC脉冲电场幅度应为5--10KV/cm 脉冲的时间常数应小于30微秒;为加强电穿孔作用应采取多个一列的短脉冲方式;用链霉蛋白酶和胰蛋白酶作预处理能提高质膜对电场的抗性。而对在28℃下悬浮培养14小时的该种酵母细胞,由于细胞壁的影响,对高达20KV/cm或400微秒的RC脉冲仍无明显的电击穿致死效应。在本实验中,我们发观了以下的三点有趣的结果:对原生质体的膜击穿电压Vm可提高至3.7V,这时仍有足够高的成活率;一列相同的电脉冲的致死率依次序先后递减;对完整细胞作电击穿操作,可大大提高脉冲的幅度和时程。     

中国两种常见树蟋雄性鸣声的比较研究(直翅目,树蟋科)

对两种常见树蟋长瓣树蟋Oecanthus longicauda Matsumura和黄树蟋O.rufescens Serville的召唤声特征进行了比较研究.研究结果表明,两种树蟋召唤声的时域特征和频域特征在脉冲组所含脉冲数、脉冲组持续时间、脉冲组间隔时间、脉冲组脉冲排列规律、单脉冲间隔时间、频域能峰数和能峰值等方面存在明显差异.长瓣树蟋脉冲组主要由3个脉冲组成,含3个脉冲的脉冲组持续时间约0.049±0.001 s,脉冲组间隔时间为0.027±0.003 s,单脉冲持续时间约0.011±O.001 s,单脉冲间隔时间约0.009±0.00l s,频谱图只有1个2.5KHz的主能峰.黄树蟋脉冲组由16～20个脉冲组成,脉冲组持续时间为0.303±0.021 s,脉冲组间隔时间为0.401±0.046 s,单脉冲持续时间约为0.012±0.001 s,脉冲间隔时间约为0.004±0.001 s,频谱图有两个能峰:主能峰频率为3.03 KHz,次能峰频率为16.78KHz.     

线粒体神经酰胺对细胞凋亡的诱导作用

凋亡诱导期,线粒体内神经酰胺水平升高,当每纳摩尔线粒体膜磷脂内含4～6皮摩尔神经酰胺时,神经酰胺即在线粒体外膜形成稳定的跨膜通道,从而使外膜通透性增加,线粒体膜间蛋白释放,启动细胞凋亡.神经酰胺通道只能在线粒体外膜形成,它是由神经酰胺柱组成的桶装结构,神经酰胺的反式双键具有增加通道的稳定性的作用.     

细胞离子在振荡电磁场作用下的受力模型分析

本文通过生物细胞模型,研究振荡电场、振荡磁场以及振荡磁场产生的感应电场对细胞离子的作用机理。模型分析结果表明,电场力和罗仑兹力对细胞膜两侧的自由离子将产生加速度,振荡离子将产生周期性电位移。该模型同时也解释了脉冲电磁场比同参教的连续场产生更多的生物效应,以及连续场在开始施加和切除时的效应最大。     

核膜

核膜的超微结构在电子显微镜下,可见核膜是由内、外两层单位膜及其所夹的低电子密度透明腔隙所组成。这个腔隙称为核周腔,其宽度随细胞的不同区域、类型和生理状况而异,变化幅度为150—700A。核周腔与细胞质中的粗面内质网囊腔相通连。核膜的内膜和外膜的厚度均为75A左右。但是,内膜和外膜在功能上和生化成分上是有所不同的。外膜外表面经常附着核糖体,有时与粗面内质网相连。     

人乳腺MCF10A细胞系K~+通道的表达和特性及其与增殖的关系

近年来发现,K+通道与乳腺癌细胞的增殖和转化密切相关,但机制尚不清楚。本研究室前期报道了K+通道阻断剂4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)能够抑制人乳腺上皮细胞的增殖,本文则进一步检测几种电压门控K+通道(voltage-gatedK+channel,Kv)在人乳腺上皮细胞系MCF10A中的表达,运用全细胞膜片钳技术,初步研究了该细胞K+通道的特性,观察K+通道阻断剂对细胞增殖以及信号通路蛋白活性的影响。结果显示,MCF10A细胞均有Kv1.1、Kv1.2、Kv1.3和Kv1.5基因mRNA的表达,其中Kv1.5表达量明显高于乳腺癌细胞MCF7。全细胞膜片钳钳制细胞于-60mV,给予持续时间800ms、范围从-60mV到+60mV的去极化刺激电压,步幅为10mV,然后给予持续150ms的-60mV的刺激,刺激频率为1Hz,可记录到一种跨膜电流,该电流具有电压依赖、外向整流的特性,并且能被Kv通道阻断剂4-AP阻断,证实该细胞膜存在Kv通道。此外,4-AP阻断K+通道10min后,与增殖相关的有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信号通路ERK1/2蛋白活性增强而p38蛋白活性减弱;5mmol/L4-AP处理细胞48h后,MCF10A的生长抑制率为25.29%。以上结果提示,在人乳腺上皮细胞系MCF10A细胞膜上存在不同亚型的Kv通道,该通道可被4-AP阻断,并且4-AP能够抑制MCF10A细胞的增殖,其机制可能与细胞增殖信号通路不同成员的活性调节有关。