基于AFM单细胞力谱技术的淋巴瘤细胞黏附力测量

细胞黏附在细胞生理功能中起着重要的调控作用,对细胞黏附行为进行定量研究有助于理解生命活动内在机制.原子力显微镜（AFM）的出现为研究溶液环境下微纳尺度生物系统的生物物理特性提供了强大工具,特别是AFM单细胞力谱（SCFS）技术可以对单细胞黏附力进行测量.但目前利用SCFS技术进行的研究主要集中在贴壁细胞,对于动物悬浮细胞黏附行为进行的研究还较为缺乏.本文利用AFM单细胞力谱技术（SCFS）对淋巴瘤细胞黏附行为进行了定量测量.研究了淋巴瘤细胞与其单克隆抗体药物利妥昔（利妥昔单抗与淋巴瘤细胞表面的CD20结合后激活免疫攻击）之间的黏附力,分析了利妥昔浓度及SCFS测量参数对黏附力的影响,并对淋巴瘤细胞之间的黏附力进行了测量.实验结果证明了SCFS技术探测动物悬浮细胞黏附行为的能力,加深了对淋巴瘤细胞黏附作用的认识,为单细胞尺度下生物力学探测提供了新的可能.     

基于AFM的临床原代细胞机械特性测量研究进展

原子力显微镜(AFM)的出现为免标记研究近生理环境下单个活体状态细胞的机械特性提供了新的技术手段.自20世纪90年代中期以来,研究人员在利用AFM测量细胞机械特性方面开展了大量研究,结果表明细胞机械特性是一个新的免标记生物标志物(可有效指示细胞生理状态的变化),加深了人们对癌症等重大疾病的认识,促进了细胞生物力学的发展.然而,现有的AFM单细胞机械特性研究主要集中在体外培养的细胞系,由于体内体外环境的巨大差异导致测量结果难以完全反映人体内的真实情况.特别是在精准医疗时代,需要对来自患者的原代细胞进行测试分析以实现疾病的个性化诊治.因此发展直接对临床患者原代细胞(癌变细胞和正常细胞)机械特性进行离体检测的方法具有潜在的转化医学实际意义.本文结合作者在基于AFM的淋巴瘤病例细胞机械特性测量与表征方面的研究工作,介绍了AFM测量细胞机械特性的原理与方法,总结了近年来AFM在检测原代细胞机械特性方面的进展,并对其面临的问题和挑战进行了讨论.     

红细胞膜弹性特性的AFM力曲线测量

人血红细胞生存环境的微小变化都会直接影响到膜骨架蛋白网络形变和细胞膜弹性力学性能的改变。利用原子力显微镜力曲线测量红细胞膜表面弹性,根据相关力。距离曲线图谱信息,分析活性红细胞在不同生理溶液环境中细胞膜弹性、黏附性与渗透脆性等变化特征。实验结果表明,经不同生理溶液制备的红细胞在维持其渗透压平衡条件下,细胞形态特征基本正常,直径约7-8μm。当力曲线图谱表征的膜弹性等力学特性,波动较大且差异明显时,形变恢复作用力变化范围为30-150pN,黏附力变化范围为3.9-35nN。尤其是在探针接近和撤离膜表面过程中,不同程度的多峰锯齿波、压痕深度、黏滞拖拽线程和链状伸展形式的相关力曲线图谱,表征细胞膜表面存在着复杂作用力。在无Ca^2＋／Mg^2＋的D-PBS缓冲液中,通过调节Na^＋,K^＋浓度,改变生理溶液渗透压,红细胞形变显著,出现棘轮状、球形和血影空囊等形态,对应的细胞膜弹性等力曲线图谱信息也相对更为复杂。研究表明红细胞膜弹性特性和膜骨架形变都与生理环境中的溶质（糖类与晶体电解质等）、浓度和渗透压等因素有直接关系。这为深入了解生物膜的结构和动力学提供了证据,也为原子力显微镜应用于红细胞膜病的临床诊断提供了依据。     

结合微针及AFM的单细胞精准激励与力学特性同步测量

目的 细胞力学特性与细胞生理病理变化过程及机体健康状态密切相关,研究细胞力学特性对于揭示生命活动内在机制具有重要科学意义.原子力显微镜(AFM)的出现为单细胞研究提供了新的技术手段,它不仅可以在溶液环境下对单个活细胞的形貌结构进行高分辨率成像,还能够对细胞力学特性进行定量测量.基于AFM的单细胞力学特性研究在过去数十年...     

基于AFM的细胞表面超微形貌成像与机械特性测量研究进展

原子力显微镜(AFM)以其独特的优势(纳米级空间分辨率、皮牛级力灵敏度、免标记、可在溶液下工作)成为细胞生物学的重要研究手段.AFM不仅可以对活细胞表面超微形貌进行可视化表征,同时还可通过压痕技术对细胞机械特性(如杨氏模量)进行定量测量,为原位探索纳米尺度下单个活细胞动态生理活动及力学行为提供了可行性.过去的数十年中,研究人员利用AFM在细胞超微形貌成像和机械特性测量方面开展了广泛的应用研究,展示了有关细胞生理活动的大量新认识,为生命医药学领域相关问题的解决提供了新的思路;同时AFM自身的性能也在不断得到改进和提升,进一步促进了其在生命科学领域的应用.本文结合作者在应用AFM观测纳米尺度下癌症靶向药物作用效能方面的研究工作,介绍了AFM成像与细胞机械特性测量的原理,总结了近年来AFM用于细胞表面超微形貌成像与机械特性测量所取得的进展,讨论了AFM表征与检测细胞生理特性存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望.     

嵌合抗原受体（CAR）-T细胞的单细胞转录组测序研究

CAR-T细胞疗法是一种新兴的肿瘤免疫疗法,目前已经在白血病、骨髓瘤等血液系统肿瘤的治疗中取得显著疗效。由于CAR-T细胞是在体外诱导产生的细胞群体,具有很高的异质性。这种异质性的存在,是影响CAR-T细胞治疗效果的重要因素。本研究通过单细胞转录组测序技术,对基于NKG2D分子识别和第3代CAR-T细胞技术构建的NKG2D/CAR-T细胞进行了转录组学特征的分析。结果表明,通过对比特征基因进行降维聚类,将NKG2D/CAR-T细胞分为12个细胞簇,其特征基因显示NKG2D/CAR-T细胞以幼稚样和中央记忆样细胞亚群为主。不同细胞簇表达基因存在差异,对差异基因进行富集分析发现,这些差异基因富集在病毒侵入细胞、插入宿主细胞DNA并复制、T细胞代谢、增殖、活化及分化等信号通路。     

基于体积分类库的蛋白质亚细胞定位识别（英文）

This paper establishes the nucleus,cytoplasm,cell membrane and extracellular four database based on the protein subcellular localization,and uses the IDQD method to predict the subcellular localization of the four libraries.     

肠道疾病中肠上皮细胞的死亡（英文）

目前,由肠上皮细胞死亡引发的肠损伤仍然是危险且难以预测的严重疾病之一。肠上皮细胞、免疫系统和微生物组之间相互关联以维持正常肠道稳态和肠屏障的完整性。在微生物入侵时,肠上皮细胞进入死亡程序以维持肠上皮功能,并且保持其持续更新能力,维护组织稳态。但是脱离稳态的肠上皮细胞死亡会导致肠通透性增加和肠屏障功能障碍,导致多种急性和慢性肠道疾病,例如肠缺血/再灌注、败血症、炎症性肠病(inflammatory bowel diseases, IBD),坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)等。在病理生理状态下,过量的肠上皮细胞凋亡性死亡导致慢性炎症状态,而后转向坏死性凋亡细胞死亡机制,其诱导的病理特征比细胞凋亡的情况下更多,此外还可能诱导其它溶细胞性死亡机制,例如细胞焦亡和铁凋亡,从而增加肠道疾病的病理指征。但是,目前关于慢性肠道疾病中肠上皮细胞死亡机制的研究仍然存在空白。目前亟需对慢性肠道疾病(包括败血症,IBD,NEC和肠缺血/再灌注)中特定的细胞死亡机制进行深入了解,以开发针对此类疾病的新型的有效治疗策略。本文旨在综述肠上皮细胞不同死亡机制(例如细胞凋亡,细胞坏死,坏死性凋亡,细胞焦亡和铁凋亡)在急、慢性肠道疾病中的研究进展。     

CHFR,PARP-1基因对B细胞淋巴瘤Raji细胞增殖和凋亡的影响（英文）

目的:探讨CHFR与聚(ADP-核糖)聚合酶1(PARP-1)基因对B细胞淋巴瘤Raji细胞增殖和凋亡的影响。方法:用5-Aza-d C处理Raji细胞,后通过qRT-PCR检测CHFR的mRNA表达水平,western blot评估CHFR、PARP-1的蛋白表达。经CHFR慢病毒转染Raji细胞后,用qRT-PCR和western blot评估RAJI细胞中的CHFR、PARP-1变化。通过CCK-8法测定细胞的增殖情况,流式细胞术检测细胞周期的变化。结果:与对照组相比,经5-Aza-d C处理Raji组的CHFR mRNA表达显著上调(P0.01),PARP-1mRNA水平和蛋白表达水平明显降低(P0.05)。与对照组相比,Sh RNA组CHFR的mRNA表达显着下调(均P0.01),PARP-1mRNA和蛋白表达水平升高(P0.05)。CCK结果显示CHFR Sh RNA组细胞活力明显低于对照组(P0.05)。流式细胞术结果显示CHFR沉默后细胞凋亡率降低(P0.05)。结论:CHFR可能通过PARP-1调控B淋巴细胞的增殖和凋亡。     

利用AFM探测淋巴瘤细胞表面CD20抗原与其抗体的相互作用

在分子水平阐明细胞生理活动深层次的机制是当前生命科学的重要研究课题. AFM的发明为揭示细胞生理活动的分子本质提供了新的技术手段. 利用AFM单分子力谱技术在近生理环境下对B淋巴瘤细胞表面的CD20抗原与其抗体Rituximab之间的特异性结合反应进行了探索性的研究, 通过对探针进行功能化, 测量了CD20抗原与Rituximab之间的特异性结合力, 同时观察了CD20抗原在B淋巴瘤细胞表面的分布, 并分析了在外部拉力作用下, CD20-Rituximab复合物的分子内力与伸长量的关系. 实验结果为深入研究Rituximab的作用机制奠定了基础.     

基于AFM的细胞弹性及黏弹性研究

原子力显微镜(AFM)的发明为测量生理环境下单个活细胞的机械特性提供了新的技术手段.现有AFM单细胞机械特性研究集中在测量细胞弹性.细胞本质上是黏弹性的,但目前关于细胞黏弹性在细胞生理活动行为中作用的认知还很不足.基于AFM逼近-停留-回退实验,发展了可同时对细胞弹性及黏弹性进行测量的方法,并应用该方法首先测量了正常乳腺细胞和乳腺癌细胞的弹性(杨氏模量)及黏弹性(松驰时间),显示出正常乳腺细胞和乳腺癌细胞的杨氏模量及松弛时间均有着显著的差异.AFM成像揭示了正常乳腺细胞和乳腺癌细胞在细胞表面形态及几何特征方面的差异.随后对3种不同类型的细胞系及原代B淋巴细胞进行了测量,证明了松驰时间在辅助杨氏模量鉴定细胞状态方面的潜力.实验结果为定量测量细胞机械特性提供了新的方法,便于从多个角度研究单个细胞的生物力学行为.     

游离脂肪酸诱导胰岛茁细胞焦亡（英文）

正Dear Editor,Pyroptosis as a new mechanism of programmed cell death is different from the other two important programmed cell death pathways,apoptosis and necrosis.Apoptosis is a prototype of programmed cell death mediated by activation of the apoptotic caspases,     

国产驴蹄草的细胞地理学研究（英文）

为探讨国产毛茛科(Ranunculaceae)驴蹄草属(Caltha)两种植物的演化,该文利用传统染色体压片技术和流式细胞术,并结合前人染色体研究结果,对我国驴蹄草23个居群和花葶驴蹄草10个居群进行了细胞学研究。结果表明:驴蹄草是由四倍体(2n=4x=32)、六倍体(2n=6x=48)和八倍体(2n=8x=64)构成的多倍体复合群,花葶驴蹄草具有四倍体(2n=4x=32)和八倍体(2n=8x=64)两种倍性水平。驴蹄草和花葶驴蹄草均是四倍体较为常见,目前尚未见有二倍体报道。由于驴蹄草和花葶驴蹄草大部分居群采自中国青藏高原地区,可能在冰期时存在古二倍体,其适应性较弱,逐渐被其他的倍性取代,这是由于不同细胞型对环境适应性的结果。驴蹄草可能存在两条进化路线:一条是从甘肃到达云南;另一条是从西藏到达云南。前期分子系统学研究显示花葶驴蹄草与驴蹄草的亲缘关系较近,该研究结果中花葶驴蹄草染色体比驴蹄草要小,花葶驴蹄草可能比驴蹄草相对进化。目前花葶驴蹄草只有10个居群,还需进一步增加居群量来解析其演化路线。     

基于谱域相干的细胞动态检测技术

将谱域光学相干层析技术（Spectral-domain Optical Coherence Tomography,SD-OCT）应用于细胞膜厚的动态检测,引入了光谱干涉测量方法,通过对干涉光谱信号进行离散傅里叶变换得到表示物体深度位置信息的光程差信号。搭建了一套SD-OCT测量系统并设计了专门用于细胞检测的样品平台,检测精度达到μm量级,信噪比达70 db,是一种快速、实时、非接触的细胞分子膜厚动态检测技术。     

利用基于光学暗场反射测量的光学遥感技术探测飞行的农业害虫（英文）

【目的】本研究的目的是开发一种光学遥感技术实现在农田昼夜连续自动地监测农业害虫。【方法】一个望远镜通过对准远处的暗箱,得到一个低亮度水平的基线。当昆虫在望远镜的视野中飞过时,它散射的太阳光的光学信息就被连接到望远镜的记录系统采集到。在夜晚我们使用很强的灯光替代太阳光来照亮昆虫。【结果】昆虫计数、昆虫的振翅频率分析及反射光谱记录都获得成功。这表明使用暗场背向散射探测系统监测昆虫是可行的。手动释放的已知昆虫种类都具有独特的光谱特性。几种害虫特别是桃蛀螟Conogethes punctiferalis(Guenée)和短角异斑腿蝗Xenocatantops brachycerus(Willemse)都用本文描述的方法进行了成功识别。【结论】用暗场背向散射探测系统昼夜连续监测田间农业害虫是可行的。跟预期的一样,散射的振翅频率和光谱信息可以用来识别害虫。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成（英文）

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

基于RNA-Seq技术的蜡蚧轮枝菌转录组分析（英文）

【目的】蜡蚧轮枝菌是一种防治植物病原物和害虫的生防菌,弄清其致病的分子基础具有重要的意义。【方法】利用Illumina HiS eq技术测序蜡蚧轮枝菌的cD NA文库,并进行RNA-Seq序列拼接和功能注释。【结果】共获得1634670条高品质reads,碱基GC含量48.50%。14856条Unigene经组装拼接后,在Nr、Swiss-Prot、COG和KEGG数据库中分别比对得到1467、9379、6518和4188条Unigenes。采用GO分类工具将21403条Unigenes分成24个功能组,主要包含在细胞组成(1369)、分子功能(1679)和生物学过程(1928)3个大类里,在COG数据库注释的基础上,把6518条Unigenes分成38个功能组,通过GO和COG丰度识别分类,聚类的主要是一般功能预测、次生代谢产物的合成、运输和分解代谢以及信号转导机制起作用的独立基因。能与KEGG路径匹配的108条Unigenes中大部分和新陈代谢途径及次生代谢产物的合成有关。【结论】这些结果将有助于找寻蜡蚧轮枝菌的致病因子,从而丰富其致病机理。     

AFM对黄精赞育胶囊优选方处理前后大鼠弱精子超微结构的观察研究（英文）

目的：应用原子力显微镜技术实现对大鼠精子超微结构的实时成像,对比观察中药作用前后弱精子超微结构的变化。方法：制作少弱精症大鼠模型;运用非接触模式原子力显微镜技术对比观察正常精子和病理性精子在中药作用前后超微结构的动态变化。结果：获得精子头体、颈部和鞭毛等部位的实时超微结构图像。结论：AFM可直接探测精子头体的各种畸形,实现对精子全貌的观测。通过修复弱精子超微结构的病理形态学缺陷可能是黄精赞育胶囊优选方改善弱精子质量的机制之一。     

基于RCAS-TVA技术的哺乳动物模型(英文）

近年来,鸟类逆转录病毒载体(RCAS)及其受体(TVA)系统在哺乳动物转基因模型中得到广泛应用。本文对转tv-a基因小鼠的制备、特异性启动子选择、RCAS载体的改进等方面进行综述,展示近来RCAS-TVA系统在哺乳动物所取得的成果,并对RCAS-TVA基因转移技术的应用前景作一展望。