植物多细胞网络分析研究进展

多细胞网络分析是一种可用于分析细胞空间结构的方法。器官的功能是由组成它们的细胞决定的,细胞空间排列赋予了器官更高层面的功能。目前关于植物细胞的空间排列结构是如何影响器官的机理仍然知之甚少。通过对植株进行3D扫描提取细胞网络模型用于多细胞网络分析,可深入揭示植物发育机制,并为人工合成植物多细胞系统提供参考。本文回顾了多细胞模型的发展历程,总结了多细胞网络分析的流程,并阐述了多细胞网络分析在植物生长发育中的发展与应用。此外,本文还对植物多细胞网络分析未来的发展趋势进行了展望。     

胚胎干细胞体外分化心肌细胞的研究

胚胎干细胞是从动物胚胎内细胞团分离的具有全能性的细胞.研究证明分离的小鼠胚胎干细胞在体外可以分化成心肌细胞,这一发现为小鼠胚胎干细胞向各种特化心脏细胞(动脉样细胞、血管样细胞、窦样细胞、心室样细胞、蒲肯野氏样细胞)分化提供了依据,使基因功能的研究在体外成为可能.1998年末人类ES细胞的成功培养奠定了心脏细胞的再生性治疗的战略基础.主要综述了目前ES细胞体外分化心肌细胞的进程,讨论了此进程对心脏基因研究的促进作用.     

基于电容测定的罗汉果细胞超低温保藏快速方法

建立了一种基于活细胞电容值定量测定的植物细胞超低温保藏的快速评价方法,优化了罗汉果细胞超低温保藏方法。通过采用活细胞传感仪测定冻存后细胞的存活率并结合细胞生活力(细胞线粒体活性/TTC)对罗汉果细胞的低温保藏过程进行优化,确定了罗汉果细胞较为适宜的冷冻保护剂组分为基本培养基中添加10%的蔗糖和10%的DMSO。预处理剂的考察实验表明,采用0.2 mol/L蔗糖的预处理剂处理细胞时冻存后细胞存活率和细胞活力较高;采用0.2 mol/L蔗糖预处理剂处理细胞时,随着预处理时间的增加,细胞存活率先增加后降低,预处理时间为9 h时,细胞存活率和细胞活力最高。保藏后的细胞复苏实验结果表明:细胞存活率与采用活细胞电容值得到的细胞存活率具有很好的一致性,同时经过冻存的细胞复苏培养后,仍保留了原始细胞的形态和合成甜苷V的特性,说明该冻存方法适用于罗汉果细胞的超低温保藏。因此基于活细胞传感仪测得的电容值进行细胞冻存过程细胞活性的快速评价方法具有较好的可行性和可靠性。     

一新用于生化反应器的在线细胞显微观察仪

针对生化反应器应用条件,提出了用于生化反应器的在线细胞观察仪的基本技术要求。在比较了国内外现有的细胞在线显微工作原理后,研制了一种基于暗视场的新的显微细胞观察仪,介绍了其关键技术及结构。另外,原位在线显微细胞观察仪应用于酿酒酵母和哺乳动物细胞HEK293细胞的培养试验,在线细胞计数结果与离线细胞计数和细胞干重相比较,均有很好的相关性,表明此仪器基本满足使用要求。     

一种新的在线细胞显微观察仪及其在生化反应器上的应用研究

针对生化反应器应用条件,提出了用于生化反应器的在线细胞观察仪的基本技术要求。在比较了国内外现有的细胞在线显微工作原理后,研制了一种基于暗视场的新的显微细胞观察仪,介绍了其关键技术及结构。另外,原位在线显微细胞观察仪应用于酿酒酵母和哺乳动物细胞HEK293细胞的培养试验,在线细胞计数结果与离线细胞计数和细胞干重相比较,均有很好的相关性,表明此仪器基本满足使用要求。     

微生物细胞表面呈现技术研究进展

微生物细胞表面工程是近年来发展起来的,它利用细胞表面展示技术使外源蛋白固定化于细胞表面,从而生产微生物细胞表面蛋白。微生物细胞表面工程可用于细胞催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、生物传感器的开发等。微生物细胞表面工程具有广阔的应用前景,但是国内对这一领域的研究刚起步。在介绍细胞表面工程的基础上,对微生物细胞表面工程技术进展进行了综述,展望了对该技术的发展。     

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.     

磁性细胞分选技术的应用与生物学评价

磁性细胞分选技术是一种利用超顺磁性纳米复合材料进行细胞分选的细胞高度特异性快速分选技术,在免疫学、干细胞学、肿瘤学和临床医学等领域应用广泛。本文综合阐述了磁性细胞分选技术的分类和应用,讨论了近几年出现的几项基于磁性细胞分选的新技术和面临的挑战。重点分析了磁性细胞分选产品生物学评价的必要性,并提出了10项与磁性细胞分选产品相关的生物学评价技术参数：得率、纯度、无菌、细胞毒性、细胞形态、活率、细胞的光散射特性、细胞的荧光抗体标记能力、细胞活化、细胞增殖,该评价技术参数的提出对磁性细胞分选规范化应用具有重要的推动作用。     

gp150蛋白在盘基网柄菌发育中的作用及粘附分子间关系的分析

饥饿的盘基网柄菌进入多细胞发育期 ,在发育早期 ,AK12 7细胞 (gp150突变细胞 )能表达DdCAD 1和 gp80两种粘附分子 ,但它们不足以促进细胞继续发育 ,发育停留在细胞疏松结合阶段。粘附分子 gp150调节的细胞与细胞间的粘着影响了细胞丘“突出”的形成 ,由此影响了盘基网柄菌多细胞发育的形态发生。TL93细胞 (DdCAD 1和gp80突变细胞 )能完成发育。主要原因是在细胞流发育阶段就表达了gp150分子 ,在细胞粘着的功能上有替代DdCAD 1和 gp80的作用。因此 gp150蛋白对盘基网柄菌多细胞发育有着不可或缺的作用     

体外培养的人脐动脉平滑肌细胞可自发成骨细胞分化并钙化

研究脐动脉来源的平滑肌细胞在体外培养时是否会自发成骨细胞分化,以深入了解该细胞的生物学特点.采用MTT法研究了脐动脉平滑肌细胞的生长曲线:用形态学方法观察了脐动脉平滑肌细胞自发细胞结节的形成过程;用Hoechst 33258染色法及TUNEL染色法研究了细胞结节中的凋亡现象;采用免疫组化染色法研究了细胞结节中碱性磷酸酶的表达.采用茜素红S染色及透射电镜研究了脐动脉平滑肌细胞的自发钙化.研究发现,体外培养的脐动脉平滑肌细胞传代后约7天细胞即可汇合,汇合后的细胞表现为典型的"峰、谷"样生长状态,随着培养时间的延长.在"峰"形生长区域,细胞聚集生长,自发形成细胞结节,经4-5周培养,细胞结节不断增大并钙化,免疫组化发现结节中有大量碱性磷酸酶表达.同时,在结节形成过程中伴随有大量平滑肌细胞凋亡.我们的研究表明,体外培养的脐动脉来源的平滑肌细胞同主动脉来源的平滑肌细胞一样可以自发成骨细胞分化.而平滑肌细胞凋亡可能参与了该过程.     

褐马鸡幽门区内分泌细胞的免疫组织化学研究

在褐马鸡的幽门区显示出了大量嗜银细胞和亲银细胞。免疫组织化学染色表明,褐马鸡的幽门区内存在有大量G细胞和D细胞,少量EC细胞和极少量PP细胞,其中EC细胞是迄今为止首次在鸟类幽门区得到证实的一个内分泌细胞类型。规察到G细胞、D细胞和EC细胞伸出长的胞质突起与邻近细胞相接触。GRP细胞、Mo细胞、A细胞和B细胞均未在幽门区检出。     

小鼠正常肺细胞和肺癌细胞之间的力学特性比较研究

该实验通过鬼笔环肽染色技术观察并比较了小鼠正常肺细胞和肺癌细胞的微丝差异,利用荧光抗体染色技术测定了小鼠单个正常肺细胞和肺癌细胞的α-SMA蛋白含量变化,以及利用CTFM法测定了小鼠正常肺细胞和肺癌细胞的牵引力变化。结果发现,小鼠肺细胞癌变后,细胞内微丝骨架发生了变化,影响了细胞的形态;α-SMA蛋白含量明显下降并且变得分散：细胞投影面积显著减少,大约减少27％,细胞牵引力也显著减小,均方根值大约减少49％。这说明细胞骨架、细胞的形态、α-SMA蛋白和细胞牵引力均与细胞的癌变过程密切相关。     

维生素A酸受体γ基因表达及其对ES细胞分化和凋亡的影响

本文以小鼠胚胎干细胞ES-5细胞为实验模型,研究了RARγ基因表达对RA诱导ES细胞分化的影响。通过把构建质粒pSG5-RARγ-neo转染ES-5细胞,获得了过度表达RARγ基因的ES-γ细胞系。ES-γ细胞保持了ES细胞的干细胞特点。体内分化潜能的研究表明,ES-γ细胞仍然保持分化多潜能性的特点,能分化形成各种组织结构,但与ES-5细胞相比,观察不到软骨组织,而肌肉组织和鳞状上皮细胞构成的角质化囊状结构较丰富。体外诱导分化研究表明,ES-γ细胞分化方向受到干扰,向成纤维样细胞分化。这些结果表明RARγ基因参与了RA诱导ES细胞分化的过程,而且RARγ基因的表达变化影响了RA诱导ES细胞分化的细胞类型。在研究中还发现,ES细胞在RA诱导分化过程中,同时还发生了细胞凋亡现象。细胞凋亡的发生与RA浓度相关,而RARγ基因的过度表达使细胞凋亡明显加剧。这些结果表明RARγ基因可能也参与了RA诱导ES细胞凋亡的过程。     

微生物细胞表面工程研究进展*

微生物细胞表面工程是近年来发展起来的,它利用细胞表面展示技术使外源蛋白固定化于细胞表面,从而生产微生物细胞表面蛋白。微生物细胞表面工程可用于细胞催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、生物传感器的开发等。微生物细胞表面工程具有广阔的应用前景,但是国内对这一领域的研究尚刚起步。在介绍了细胞表面工程的基础上,对微生物细胞表面工程技术进展进行了综述,并对该技术的发展给予展望。     

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。     

细胞生物物理学研究的概况和展望

概括介绍了近几年来细胞生物物理学在细胞的精细结构研究、外界物理因素对细胞作用的研究、细胞运动的研究、细胞膜的离子通道、细胞的信号传递以及在研究方法等方面所取得的部分进展,并就如何实现细胞生物物理学的研究目标提出了自已的看法。     

面向空间实验的肌纤维细胞形态学参数测量算法

为了满足空间任务的自主需求,探索太空环境因素对宇航员肌肉萎缩的影响以及药物分子对肌纤维细胞分化的作用,科研人员通过观察肌纤维细胞的生长状态,判断药物分子对肌纤维细胞的影响。现阶段,科研人员手动测量肌纤维细胞宽度,统计细胞宽度分析肌纤维细胞的生长状态。该文为实现自动测量肌纤维细胞形态学参数,提出了一种基于曲率和样条拟合的算法自动对肌纤维细胞的形态学参数进行测量。将细胞图像进行预处理使细胞和背景分离,通过样条插值拟合细胞边界,计算得到边界点的法向量和曲率,基于法向量寻找匹配点计算细胞宽度;根据曲率寻找细胞端点,进而拟合细胞骨架获取细胞长度。实验结果表明,该算法获取的形态学参数与手动测量分布一致。该算法实现了对肌纤维细胞的形态学测量,细胞测量平均时间缩短了85.2%,极大提高了科研人员研发效率。     

梭鱼脑垂体超微结构

在梭鱼中,用电子显微镜能区别出6（或7）种形态的内分泌细胞类型。这些细胞与光学显微镜区分的6（或7）种细胞类型一致。促肾上腺激素分泌细胞和催乳素分泌细胞组成前-腺垂体;中-腺垂体由促性腺激素分泌细胞、促生长激素分泌细胞和促甲状腺激素分泌细胞组成;后-腺垂体包括M1、M2细胞。对每种细胞类型的超微结构特征作了详细描述,并与其他硬骨鱼的相应细胞作了比较讨论。不同的硬骨鱼,在超微结构方面每种细胞类型是一致的。       

细胞电拉伸方法的优化和阿霉素对白血病NB4细胞的硬度影响分析（英文）

研究表明,细胞的变形能力能够作为一个有效的生物标志,用来指示疾病的发展状况.由于细胞异质性的障碍,发现利用已报道的实验条件对新细胞进行电拉伸很困难.本论文中,一种基于介电泳-微流控的细胞电拉伸方法得到优化,并利用此优化方法进行了阿霉素对白血病NB4细胞硬度影响的调查.首先,用于细胞捕获的正向介电泳(pDEP)方法被优化和证实.结果指出,如果细胞缓冲液的电导率足够地低,低至细胞的截止频率能够出现,同时,电场的频率被调至高低截止频率范围之间时,细胞的pDEP效应容易实现.其次,系统地讨论了影响细胞变形量的三个参数.结果指出,细胞缓冲液的电导率低于细胞质的电导率是细胞电变形的先决条件,此外,增大电压或减小频率也能促使细胞变形.最后,借助优化的细胞电拉伸方法,调查了细胞机械特性和细胞功能变化之间的关系.结果表明,阿霉素使NB4细胞产生凋亡而变硬.总之,本文提出了一种新的细胞电拉伸方法,以便对细胞的变形能力进行简单有效的检测.     

细胞电拉伸方法的优化和阿霉素对白血病NB4细胞的硬度影响分析

研究表明,细胞的变形能力能够作为一个有效的生物标志,用来指示疾病的发展状况.由于细胞异质性的障碍,发现利用已报道的实验条件对新细胞进行电拉伸很困难.本论文中,一种基于介电泳-微流控的细胞电拉伸方法得到优化,并利用此优化方法进行了阿霉素对白血病NB4细胞硬度影响的调查.首先,用于细胞捕获的正向介电泳(pDEP)方法被优化和证实.结果指出,如果细胞缓冲液的电导率足够地低,低至细胞的截止频率能够出现,同时,电场的频率被调至高低截止频率范围之间时,细胞的pDEP效应容易实现.其次,系统地讨论了影响细胞变形量的三个参数.结果指出,细胞缓冲液的电导率低于细胞质的电导率是细胞电变形的先决条件,此外,增大电压或减小频率也能促使细胞变形.最后,借助优化的细胞电拉伸方法,调查了细胞机械特性和细胞功能变化之间的关系.结果表明,阿霉素使NB4细胞产生凋亡而变硬.总之,本文提出了一种新的细胞电拉伸方法,以便对细胞的变形能力进行简单有效的检测.