三套荧光显微成像系统在光敏剂亚细胞定位研究中的应用比较

目的：对三套荧光显微成像系统在国产新型光敏剂HMME亚细胞定位研究中的应用特点及适用范围进行了比较与评价。方法：分别应用LSCM、CCD、ICCD荧光显微成像系统,选择特异性细胞器荧光探针Rhodamine-123、DIOC6(3)标记细胞内线粒体和内质网。采用细胞器-细胞荧光强度比值法,对HMME进行单细胞内分布的定性与定量研究。结果：LSCM和CCD成像系统能采集到浓度达到160μg／ml时的HMME的荧光图像,获得荧光探针图像信息显示所标记的细胞内线粒体和内质网平均荧光强度比值(J1/J2值)都明显高于细胞内J1/J2值。而ICCD成像系统只需HMME浓度为5μg/ml,荧光图像特点都呈胞浆中荧光强度较高且分布不均,细胞核区荧光较弱的中空现象。ICCD系统对细胞器探针荧光图像在空间分辨上不理想。结论：LSCM与CCD成像系统限于其探测灵敏度,对于弱荧光性光敏剂,适用于其高孵育浓度条件下的亚细胞定位研究。二者获得的结果相一致：孵育24h,HMME在鼠肺内皮细胞线粒体和内质网有分布而几乎不进入细胞核。ICCD成像系统可不受孵育浓度条件的限制,实现光敏剂极微弱荧光的有效探测,但空间分辨率较低。     

超高灵敏度荧光显微成像技术对光敏剂细胞内分布的初步研究

目的：探讨应用基于ICCD的超高灵敏度荧光显微成像系统研究光敏剂细胞内分布的可行性。方法：传代培养内皮细胞、食管癌细胞和肺癌细胞,将不同浓度血卟啉单甲醚(HMME)与细胞共同孵育不同时间。采用荧光显微镜及ICCD组成的荧光显微成像系统采集不同浓度及不同孵育时间条件下HMME的荧光图像,并采用计算机图像处理技术进行图像增强、滤波后计算其细胞浆与细胞核的平均荧光强度比值。同时应用激光共聚焦显微镜图像采集进行对比。结果：HMME浓度为5μg／ml时,荧光显微镜采集到HMME的荧光图像;HMME浓度升高到160μg／ml,激光共聚焦显微镜获得HMME的荧光图像。两组图像的特点都为胞浆中荧光强度较高,细胞核区荧光较弱;细胞浆与细胞核的比值约为2～3：1。结论：荧光显微镜和ICCD采集细胞内光敏剂的荧光图像灵敏度高,方法可靠、实用。HMME较多分布在细胞质中,细胞核吸收较少。     

血卟啉单甲醚对食管癌细胞 Eca-109 的光动力学杀伤效应

目的:探讨血卟啉单甲醚(HMME)介导的光动力疗法(PDT)对人食管癌细胞杀伤效应的最佳作用参数,为HMME-PDT的临床应用提供一定的参考依据。方法:以4μg·m L-1HMME与人食管癌Eca-109细胞孵育不同时间后,利用形态学软件分析其荧光强度;进一步予不同浓度(0.5μg·m L-1~8μg·m L-1)HMME与细胞孵育1.5小时后,在特定波长下以不同能量的激光(2、4、8 J·cm-2)照射,采用CCK8法检测细胞的存活率。结果:HMME在细胞内的荧光强度于给药1.5 h后达到高峰。在一定范围内,随着HMME浓度与激光剂量的增加,细胞存活率逐渐下降,当HMME浓度增高到4μg·m L-1时,光照强度增高到4 J·cm-2,进一步提高药物浓度与激光剂量,细胞存活率并不随之降低。结论:不同的孵育浓度、不同的孵育时间及不同的光照剂量密度可以显著的影响HMME-PDT对人食管癌Eca-109细胞的体外效应。     

荧光探针在光动力疗法亚细胞损伤位点研究中的应用

目的：应用荧光探针在光动力疗法研究中检测亚细胞损伤位点。方法：传代培养鼠肺毛细血管内皮细胞,将血卟啉单甲醚(HMME)与内皮细胞共同孵育24小时后,加入线粒体探针Bhodamine-123、内质网探针DioC6(3)和溶酶体探针Lucifer yellow分别对细胞器染色。首先采用激光共聚焦显微镜对光敏剂进行亚细胞定位。应用荧光显微镜汞灯照射激发光敏剂的光动力效应,加入ROS探针H2DCF-DA检测产生的单线态氧。分别在激发前后采集Pdloclamine-123、Lucifer yellow和DioC6(3)的荧光图像。结果：线粒体探针Phodamine-123的荧光图像在光动力损伤前后差异显著,原有形态特点发生明显改变;Phodamine-123在光动力损伤后再分布于细胞核区。结论：血卟啉单甲醚介导的光动力效应导致亚细胞水平多位点损伤,线粒体和核膜可能是PDT敏感位点;荧光探针标记检测光动力损伤亚细胞位点方法简便可靠。     

低氧处理不同时间对人肺腺癌A549细胞增殖的影响 及相应缺氧模型探讨*

目的:观察低氧处理不同时间对人肺腺癌A549细胞增殖的影响,探讨合理的人肺腺癌细胞株A549体外模拟缺氧时间。方法:将人肺腺癌细胞A549细胞株在低氧环境下分别培养12 h、24 h、48 h、72 h,设置常氧对照组,通过CCK8法测定A549细胞存活率,RT-PCR和免疫印迹分别检测细胞缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)和血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor, VEGF)mRNA及蛋白的表达。结果:低氧24 h组A549细胞存活率最高,低氧48 h、72 h组A549细胞存活率呈时间依赖性明显下降(P0.001)。自低氧12 h起,A549细胞HIF-1αmRNA和VEGFmRNA的表达开始随低氧时间延长而显著增加(P均0.001);HIF-1α和VEGF蛋白表达自24 h开始随低氧时间延长而显著增加(P均0.001)。结论:低氧诱导的A549细胞存活率呈时间依赖性降低,而HIF-1α、VEGF表达呈时间依赖性增高,人肺癌细胞株A549缺氧模型最适时间为24 h。     

ZnPcS2P2在K562和HL-60细胞中的定位研究

目的:探讨ZnPcS2P2在K562细胞,HL-60细胞亚细胞结构中的精确定位,揭示光动力学疗法(photody-namic therapy,PDT)的作用机制。方法:将K562细胞,HL-60细胞与ZnPcS2P2共同孵育5 h。应用激光扫描共聚焦显微成像系统,选择特异性细胞器荧光探针(线粒体探针若丹明Rodanmine123、溶酶体探针LysoTrackerDND-26、内质网探针Dioc6(3)采用波形比较法对光敏剂进行亚细胞定位。结果:ZnPcS2P2在K562细胞,HL-60细胞中发出的荧光与负载的Rodanmine123、Lyso-TracKer DND-26、Dioc6(3)均有部分重叠,波形均有相似之处。ZnPc-S2P2在线粒体、溶酶体、内质网均有分布。结论:线粒体是ZnPcS2P2介导的PDT(ZnPcS2P2-PDT)光损伤的主要靶点,溶酶体、内质网也是ZnPcS2P2-PDT光损伤的靶点。     

基于双荧光和单荧光探针的溶酶体pH值测定方法比较

目的:通过比较基于双荧光探针和单荧光探针的2种溶酶体pH值测定方法,探究一种不依赖四甲基若丹明(TMR)的、基于异硫氰酸荧光素(FITC)单荧光的检测溶酶体pH值方法的可行性。方法:利用人肺癌肺泡基底上皮来源的A549细胞,分别采用FITC/TMR双荧光探针法和FITC单荧光双激发法测定溶酶体pH值;通过计算相对荧光强度的比值FI_(FITC488)/FI_(TMR561)或FI_(FITC488)/FI_(FITC405),绘制pH值标准曲线,用于pH值测定。结果:相对于FITC在Ex488 nm/Em520 nm波长下的荧光强度对pH值极为敏感,其在Ex405 nm/Em422 nm波长下对pH值不敏感,可用于荧光矫正;不同pH值条件下,FI_(FITC488)/FI_(FITC405)比值基本呈线性关系。结论:FITC单荧光双激发法只须使用一种荧光探针即可实现pH值检测,较FITC/TMR双荧光探针法更不易产生系统误差,更适用于溶酶体pH值检测。     

白藜芦醇诱导肺癌A549细胞凋亡

本实验以人肺腺癌A549细胞为实验对象,白藜芦醇(Res)诱导细胞凋亡的效应及其机制进行了研究。用不同浓度Res处理A549细胞48 h后,癌细胞的形态和生物学反应发生了明显的变化。为了确证这些变化是特征性的细胞凋亡现象,采用MTT法检验了细胞存活率;光学和荧光显微镜观察了细胞形态结构;流式细胞术分别检测了细胞凋亡率、细胞周期和线粒体膜电位(△ψm);Real Time RT-PCR和Western blot测定了Bcl-2/Bax表达水平。结果显示,白藜芦醇能够抑制A549细胞生长,并呈剂量依赖性关系,经Res处理后的A549细胞48 h的最佳药物浓度是30μmol/L,增殖抑制率为(60.85±0.84)%,显微镜下观察细胞呈明显凋亡现象,细胞凋亡率为(17.44±0.28)%,△ψm显著下降(p0.01),使细胞阻滞于G2期和S期;下调Bcl-2,使Bax的表达明显增加,从而导致Bcl-2/Bax比值显著降低(p0.01)。这些结果表明白藜芦醇可能通过调节Bcl-2/Bax基因的途径,诱导人肺腺癌A549细胞凋亡,并抑制癌细胞的进一步增殖。     

一种基于EdU的体外癌细胞与小鼠体内组织细胞标记方法的研究

摘要 目的：比较EdU标记对三种癌细胞和小鼠对细胞增殖的影响,为EdU作为标记开展相关细胞增殖实验和临床研究提供依据。方法：本研究使用不同剂量EdU对人非小细胞肺癌A549细胞、人宫颈癌Hela细胞、人肝癌Huh7进行标记2 h,然后使用荧光显微镜观测EdU在细胞中的标记效率,并使用多波长荧光酶标仪检测这三种癌细胞系标记后的荧光强度;使用流式细胞仪检测小鼠经不同剂量的EdU干预12 h后,体内肺、肝、肾组织标记的荧光强度。结果：与对照组相比,经EdU处理后,A549和Hela细胞系的荧光强度,三个剂量组均有显著性差异（P＜0.01）,Huh7细胞系的荧光强度,50 μmol/L有显著性差异（P＜0.05）;EdU在小鼠体内组织肺、肝、肾组织中均有分布,且在肝组织中分布比肺组织和肾组织高。结论：EdU的体外癌细胞与小鼠体内组织细胞的标记效率各不相同,建立的EdU体外标记癌细胞和小鼠体内组织的方法简单,易操作。     

转录因子WSTF对肺癌细胞增殖和侵袭的实验研究

目的:研究转录因子WSTF对肺癌细胞增殖和侵袭作用的影响。方法:采用慢病毒介导的基因转染方法建立A549细胞WSTF高表达细胞系A549-WSTF和空质粒对照细胞系A549-control。细胞增殖实验和克隆形成实验观察ING5过表达对肺癌A549细胞增殖能力的影响;Trans-well迁移实验和侵袭实验观察WSTF对肺癌细胞迁移和侵袭能力的影响。结果:Western blot验证A549-WSTF细胞WSTF蛋白水平显著高于对照细胞A549-control,P=0.0004。WSTF高表达明显促进了肺癌细胞的增殖能力(1-4天P值分别为0.002、0.0004、0.0002和3.21×10-5)和克隆形成能力(P=0.004);WSTF过表达还显著促进了肺癌细胞从trans-well小室迁移到下室的作用,其OD570值分别为0.626±0.013(A549-WSTF)和0.322±0.010(A549-control),P=2.37×10-5;WSTF还促进肺癌细胞穿透基质胶迁移到下室,其OD570值分别为0.600±0.027(A549-WSTF)和0.333±0.017(A549-control),P=0.0004。结论:WSTF可以促进肺癌细胞的增殖和侵袭能力而发挥促癌作用。     

基于HMME的PDT体外灭活HL60实验研究

目的:探讨血卟啉单甲醚(HMME)介导的光动力疗法(HMME-PDT)对HL60细胞的作用及PDT前后HL60细胞表面超微结构的变化。方法:CCK-8法检测光敏剂浓度和光照剂量对HL60细胞抑制率的影响,荧光分光光度计监测PDT过程中光敏剂荧光强度随时间的变化,Fluo 3-AM荧光探针检测不同浓度HMME作用后HL60细胞内Ca2+变化,原子力显微镜观测PDT作用前后不同扫描范围HL60细胞表面的超微结构图。结果:细胞灭活率呈光敏剂浓度-光剂量依赖关系,当HMME为50μg/mL,光照剂量为24 J/cm2时,灭活效率达到70%;随着光照时间的增加,光敏剂的荧光强度不断减弱,下降速率也逐渐变慢;随HMME作用浓度增加,钙离子浓度显著升高;HMME-PDT作用后HL60细胞表面结构出现明显变化。结论:HMME-PDT能有效灭活HL60细胞,光敏剂浓度和光剂量是影响PDT疗效的重要因素,PDT过程中伴随有光漂白现象的发生,细胞凋亡和钙离子浓度增加呈正相关,PDT作用前后细胞出现明显萎缩,细胞膜粗糙度增加。     

温度、血清以及肝素等因素对TAT穿膜效应的影响

目的:探讨在不同实验条件下,二甲基亚砜(DMSO)预处理培养细胞对TAT穿膜效率的影响.方法:体外培养Caski、4549、HepG2及COS7细胞株在不同实验条件下与荧光标记多肽TAT或无意义肽NCO共孵育.荧光显微镜观察TAT-FTTC的穿膜效率及其胞内定位;荧光酶标仪定量测定细胞内荧光强度.结果:10%DMSO预处理37℃和4℃下各细胞株后,TAT-FITC均可高效穿膜入胞,且胞浆、胞核巾均匀分布,胞核浓度高于胞浆;相同条件下未见NCO-FITC穿膜进入细胞.无血清组(Caski:1881±66、HepG2:2112±74、A549:2126±59)血清组较有血清组(Caski:1312±90、HepG2:1308±11、A549:1370±22)细胞内荧光强度大,且有显著差异(P<0.05).抑制剂Heparin存在时,Caski细胞荧光强度则明显减弱(加肝素组:1208±29,加肝素组:895±56;P<0.05).结论:10%DMSO预处理不同培养细胞在37℃和4℃条件下均可提高TAT的穿膜效率,血清和Heparin可减弱DMSO的穿膜增强效应.     

人白蛋白对HK-2 细胞凋亡的作用

目的:探讨人白蛋白对体外培养的HK-2细胞凋亡的作用。方法:本实验研究对象为HK-2细胞株,将培养的HK-2细胞与20g/L的人白蛋白共同孵育0、4、6、8小时后,用Hoechst33258染色检测细胞凋亡。不同浓度(0g/L、5 g/L、10 g/L、20g/L和30g/L)的人白蛋白与体外培养的HK-2分别共同孵育0、4、6、8小时后,流式细胞仪检测细胞凋亡。结果:Hoechst33258染色结果显示:培养基对照组未见明显细胞凋亡;20g/L白蛋白与HK-2细胞共同孵育4、6、8小时,与对照组比较,均可见HK-2细胞荧光强度增加,有着典型凋亡形态的细胞增多,且随着人白蛋白与HK-2细胞作用时间的延长,细胞凋亡的程度和数目也增多。流式细胞仪检测结果显示:与对照组比较,HK-2细胞的凋亡率随着人白蛋白与HK-2细胞作用的浓度和时间增加而显著性增高,细胞凋亡率在8h组为(9.15±0.15%),在30g/L组为(9.35±0.46%),均为最高。结论:人白蛋白以时间和剂量依赖方式诱导肾小管细胞凋亡,以30g/L作用浓度和8小时作用时间的人白蛋白诱导HK-2细胞凋亡的作用最显著。     

一种基于绿色荧光蛋白的蛋白酶体抑制剂细胞筛选模型

为建立基于绿色荧光蛋白(GFP)的药物筛选模型,并用此模型从包括中药提取物在内的化合物中筛选新型蛋白酶体抑制剂,本研究构建了pGC-E1-ZU1-GFP融合蛋白慢病毒表达载体并感染A549细胞,筛选稳定表达细胞株,用已知蛋白酶体抑制剂PS-341处理细胞,荧光显微镜检测处理前后细胞GFP水平变化。结果获得了稳定表达pGC-E1-ZU1-GFP的A549细胞,这些细胞用PS-341处理24h后用荧光显微镜检测,发现细胞绿色荧光强度相对于对照组明显增强。利用这一模型对一些化合物进行筛查,发现了一些新的蛋白酶体抑制剂。     

自噬在声动力疗法抑制C6胶质瘤细胞增殖中的作用

目的:探讨自噬在血卟啉单甲醚(Hematoporphyrin monomethyl ether,HMME)介导的声动力疗法(Sonodynamic therapy,SDT)抑制C6胶质瘤细胞增殖中的作用。方法:选取对数期生长的C6胶质瘤细胞并随机分为四组:对照组(未予处理)、超声组(单独超声照射)、HMME组(单独加入HMME)、SDT组(超声照射+HMME)。透射电镜观察SDT处理的C6胶质瘤细胞中自噬体数量的改变。应用qRT-PCR和免疫印迹分析SDT处理对C6胶质瘤细胞中的LC3、Beclin1、Bcl-2 m RNA及蛋白表达水平的影响。MTT检测C6胶质瘤细胞的活力变化。结果:透射电子显微镜显示SDT组自噬体数量较对照组明显增多。SDT组C6胶质瘤细胞中微管相关蛋白1轻链3 (Microtubule associated protein 1 light chain 3, LC3)、Beclin1 m RNA和蛋白水平高于对照组,B细胞淋巴瘤-2(B cell lymphoma-2, Bcl-2) m RNA和蛋白水平低于对照组。与对照组相比,SDT组C6胶质瘤细胞存活率从0 h至6 h逐渐下降,从12 h至72 h逐渐升高。3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA)+SDT、氯喹(Chloroquine,CQ)+SDT处理后C6胶质瘤细胞存活率较SDT组明显降低。结论:SDT可能通过诱导自噬抑制C6胶质瘤细胞增殖。     

Pyrogallol inhibits the growth of human pulmonary adenocarcinoma A549 cells by arresting cell cycle and triggering apoptosis

Pyrogallol (PG) is a polyphenol compound and has been known to be an O generator. We evaluated the effects of PG on the growth of human pulmonary A549 cells in relation to the cell cycle and apoptosis. Treatment with 50 or 100 μM PG significantly inhibited the cell growth of A549 for 72 h. DNA flow cytometric analysis indicated that PG slightly induced a G1 phase arrest of the cell cycle at 24 or 48 h, but did not induce the specific cell cycle arrest at 72 h. Intracellular GSH depletion was observed in PG‐treated cells. PG induced apoptosis in A549 cells, as evidenced by sub‐G1 cells, annexin V staining cells, and the loss of mitochondrial membrane potential (Δ Ψ_m). The intracellular ROS (reactive oxygen species) level including O increased in PG‐treated A549 cells at 24 and 48 h, and persisted at 72 h. The changes in GSH as well as ROS levels by PG affected the cell viability in A549 cells. In conclusion, PG inhibited the growth of human pulmonary A549 cells by inducing cell cycle arrest as well as triggering apoptosis. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Biochem Mol Toxicol 23:36–42, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/jbt.20263     

Induction of H2AX Phosphorylation in Pulmonary Cells by Tobacco Smoke: A New Assay for Carcinogens

DNA double strand breaks (DSBs) are potentially carcinogenic lesions. The induction of DSBs triggers phosphorylation of histone H2AX. Phosphorylated H2AX, denoted p-H2AX, may be detected immunocytochemically and the intensity of p-H2AX immunofluorescence (IF) reveals the frequency of DSBs. Using this assay we tested whether the exposure of A549 human pulmonary adenocarcinoma cells to tobacco smoke, and normal human bronchial epithelial cells (NHBE) to tobacco smoke condensate, induces DSBs. Cellular p-H2AX IF and DAPI fluorescence of individual cells were measured by laser scanning cytometry (LSC). Exposure of A549 cells to tobacco smoke and NHBE cells to smoke condensate led to H2AX phosphorylation in both a time and dose dependent manner. The maximal rate of H2AX phosphorylation was seen during the initial 4h of cell treatment. At high doses (50 _g/ml of smoke condensate), H2AX phosphorylation continued to increase for up to 24h. No differences in the level of H2AX phosphorylation were apparent between cells in G1 vs S vs G2/M phase of the cell cycle in response to treatment with smoke condensate. The data provide strong evidence that exposure of A549 cells to tobacco smoke or NHBE cells to smoke condensate rapidly induces DSBs in these cells. The present assay to detect and measure DSBs induced by tobacco products complements other mutagenicity assays and may be applied to test potential carcinogens in other products.