华蟾素对MDA - MB -231细胞线粒体膜电位及活性氧的影响

目的:研究华蟾素诱导乳腺癌MDA - MB - 231细胞凋亡过程中,细胞内活性氧(ROS)及线粒体膜电位(△Ψm)的变化,探讨华蟾素对乳腺癌细胞的作用机制.方法:用不同浓度的华蟾素作用于MDA - MB - 231细胞24h后,分别用荧光探针罗丹明123和荧光探针DCFH-DA进行荧光染色,用流式细胞仪检测细胞内线粒体膜电位和活性氧的变化.结果:不同浓度的华蟾素作用于MDA - MB - 231细胞后,随着药物浓度的增加(0、12.5、25、37.5、50μg/ml),细胞内的ROS水平显著升高,荧光强度从3 609±24上升为6 263±35;同时,线粒体膜电位(△Ψm)显著下降,荧光强度从242±6降低到173±4.结论:华蟾素作用细胞后,使得细胞内活性氧水平显著升高,同时,线粒体膜电位显著下降,推测华蟾素对MDA - MB - 231细胞通过线粒体途径诱发细胞凋亡.     

活性氧参与-氧化氮诱导的神经细胞凋亡

采用激光共聚焦成像技术,用氧化还原敏感的特异性荧光探针(DCFH-DA和DHR123)直接研究了一氧 化氮供体S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)诱导未成熟大鼠小脑颗粒神经元凋亡过程中的细胞胞浆、线粒体 中活性氧水平的变化,发现神经细胞经0.5mmol/LSNAP处理1h后,细胞胞浆及线粒体中活性氧水平大大增 加.一氧化氮清除剂血红蛋白能够有效抑制细胞胞浆、线粒体中活性氧的产生,防止细胞凋亡.外源性谷胱甘 肽对细胞也具有良好的保护作用,而当细胞中谷胱甘肽的合成被抑制后,一氧化氮的神经毒性大大增强.实验 结果表明一氧化氮通过促进神经细胞产生内源性活性氧而启动细胞凋亡程序,而谷胱甘肽可能是重要的防止一 氧化氮引发神经损伤的内源性抗氧化剂     

活性氧参与一氧化氮诱导的神经细胞凋亡

采用激光共聚焦成像技术，用氧化还原敏感的特异性荧光探针(DCFH-DA和DHR123)直接研究了一氧化氮供体S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)诱导未成熟大鼠小脑颗粒神经元凋亡过程中的细胞胞浆、线粒体中活性氧水平的变化，发现神经细胞经0.5 mmol/L SNAP处理1 h后，细胞胞浆及线粒体中活性氧水平大大增加.一氧化氮清除剂血红蛋白能够有效抑制细胞胞浆、线粒体中活性氧的产生，防止细胞凋亡.外源性谷胱甘肽对细胞也具有良好的保护作用，而当细胞中谷胱甘肽的合成被抑制后，一氧化氮的神经毒性大大增强.实验结果表明一氧化氮通过促进神经细胞产生内源性活性氧而启动细胞凋亡程序，而谷胱甘肽可能是重要的防止一氧化氮引发神经损伤的内源性抗氧化剂.     

利用荧光探针直接测定线粒体活性氧的形成

目的与方法：根据荧光探针－还原型二氯荧光素（2‘,7‘-dichlorodihydrofluorescin,DCFH)可与活性氧（reactive oxygen species,ROS)反应生成荧光物一氧化型二氯荧光素（2‘,7‘-dichlorofluorecin,DCF)的原理,设计了利用荧光分光光度计直接定量检测线粒体活性氧生成并可观察在各种实验条件下线粒体活性氧产生动态变化的方法。结果与结论：线粒体在态4呼吸状态下,DCF的荧光强度随时间呈线性增加,表明活性氧以恒定速率产生。将荧光强度随时间变化的数据点拟合,线性回归直线斜率与活性氧产生的速率呈正比,测定中加入叠氮钠和丙二酸可分别使线粒体活性氧产生增加和减少。DCF荧光强度增加速率与线粒体浓度在一定范围内呈线性关系。复管实验表明重复性良好。     

利用荧光探针DsRed-Mit的细胞凋亡形态学研究

D sR ed-M it是一种特异性定位于线粒体的荧光分子探针。本文重点探讨了D sR ed-M it探针在观察细胞凋亡形态学、以及凋亡过程中动态分子调控过程研究中的应用。实验结果表明,在细胞凋亡过程中应用该探针标记线粒体,能够直观地监测线粒体肿胀的形态变化,以及细胞凋亡的重要蛋白--Bax蛋白转位线粒体和细胞色素C释放的动态过程。     

Mito-OS-Timer：一种靶向监测线粒体氧化应激的荧光秒表

线粒体氧化应激(mitochondrial oxidative stress,Mito-OS)是一种线粒体内活性氧产生与抗氧化系统失衡状态,活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)诱发氧化应激会造成线粒体损伤,被认为是促发衰老和疾病的一个重要因素。目前,氧化应激细胞或动物模型的评价方法主要基于细胞形态、动物表型或特征代谢产物产生情况等指标,无法实时监测动态变化。本研究建立了一种靶向线粒体的氧化应激荧光蛋白监测系统,命名为Mito-OS-Timer,可实时监测线粒体氧化应激动态变化。主要基于荧光蛋白DsRed1-E5红绿荧光转变速率与氧浓度变化呈正相关机理,将DsRed1-E5基因与定位线粒体内膜的ATP合酶亚基(ATP5PB片段)进行基因融合,构建了pMito-OS-Timer重组质粒以及HEK293T稳定表达细胞株,0-300 μmol/L H₂O₂和0-5 μmol/L 鱼藤酮分别诱导处理后,结果显示细胞模型线粒体内红绿荧光转变速率与线粒体氧化应激程度呈现明显正相关。另外,利用Mito-OS-Timer检测pLV...     

中空硅纳米药物递送体系的线粒体靶向性探究

目的:探究中空硅纳米粒在细胞线粒体内的定位。方法:以阿霉素为模型药物及荧光影像分子,通过激光共聚焦显微镜,考察中空硅纳米粒与线粒体分子探针在线粒体内的共定位。通过差速离心法提取线粒体,进一步确认硅纳米粒在线粒体内的聚集。结果:与线粒体分子探针为共定位参照,中孔硅纳米粒在线粒体中分布的皮尔逊系数为0.758±0.033,线粒体提取结果显示,进入细胞的纳米粒有90.01±3.89%分布于线粒体。结论:中空硅纳米粒具有自发聚集于线粒体的能力,可以作为药物靶向递送载体,为线粒体类疾病的治疗提供新的平台。     

线粒体靶向钙离子探针在心血管疾病中的应用

心血管疾病已成为引起人类死亡的主要原因,线粒体在心肌细胞和心血管疾病中起重要作用。线粒体是维持细胞能量代谢的重要细胞器,线粒体钙稳态失衡介导的线粒体损伤和功能障碍是众多疾病共同的病理生理机制。作为线粒体功能研究中的重要一环,线粒体靶向Ca²⁺探针可特异性指示线粒体Ca²⁺水平变化,对深化疾病状态下线粒体钙稳态失衡机制的研究具有重要意义。本文拟在不同心血管疾病中,对线粒体靶向Ca²⁺探针的应用进行小结。     

RGD肽介导的MR分子探针在体外结直肠癌细胞的显像及对其生物学行为的影响

目的：探讨RGD肽介导的MR分子探针在体外结直肠癌细胞的MRJ显像及对其生物学行为的影响。方法：利用纳米技术构建靶向RGD荧光纳米MR、探针,利用荧光倒置相、差显微镜观察该探针与LOVO细胞结合情况;体外磁共振成像（MRI）显像;利用细胞克隆实验测其增殖活性;流式细胞术检测其细胞周期、凋亡。结果：荧光相差显微镜示该RGD肽介导的MR分子探针能特异性与LOVO细胞结合;体外MRI成像示靶向RGD组T1信号强度高于非靶向组及对照组（P〈0．05）;该探针作用24h后的LOVO细胞增殖活性降低,细胞分裂周期发生变化,阻滞在S＋G2M期的细胞比例上升,细胞凋亡率与其他两组相比有显著增加（P〈0．05）。结论：该RGD肽介导的MR分子探针能与结直肠癌LOVO细胞靶向结合,能增强MR1的显像效果,并对肿瘤细胞具有一定的抑制作用．     

RGD肽介导的MR分子探针在体外结直肠癌细胞的显像及对其生物学行为的影响

目的:探讨RGD肽介导的MR分子探针在体外结直肠癌细胞的MRI显像及对其生物学行为的影响方法:利用纳米技术构建靶向RGD荧光纳米MR探针,利用荧光倒置相差显微镜观察该探针与LOVO细胞结合情况;体外磁共振成像（MRI）显像;利用细胞克隆实验测其增殖活性;流式细胞术检测其细胞周期、凋亡。结果:荧光相差显微镜示该RGD肽介导的MR分子探针能特异性与LOVO细胞结合;体外MRI成像示靶向RGD组T₁信号强度高于非靶向组及对照组（P<0.05）;该探针作用24h后的LOVO细胞增殖活性降低,细胞分裂周期发生变化,阻滞在S+G₂M期的细胞比例上升,细胞凋亡率与其他两组相比有显著增加（P<0.05）结论:该RGD肽介导的MR分子探针能与结直肠癌LOVO细胞靶向结合,能增强MRI的显像效果,并对肿瘤细胞具有一定的抑制作用     

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。     

带红色荧光蛋白靶向线粒体载体的构建与表达

选取由核表达的线粒体蛋白细胞色素C氧化亚单位Ⅷ（COX8）的前导序列为靶序列,从人胚胎肺成纤维细胞中扩增出COX8的前导序列,插入到pcDNA3．1／myc—HisA中,并将pDsRED1-n1中的红色荧光蛋白序列RFP克隆至COX8的下游,形成融合蛋白。在脂质体的介导下,将重组载体转染至肿瘤细胞中,在荧光显微镜下观察其在细胞内的表达及分布情况。构建的靶向线粒体的载体以及以红色荧光蛋白为报告基因的靶向线粒体的载体,经酶切、DNA序列测定,结果表明构建正确。将pcDNAmito—RFP转染到HeLa细胞的线粒体中,16h即可见散在荧光,72h达高峰,第10d开始减弱。以上结果表明成功构建了以红色荧光蛋白为报告基因的线粒体靶向的特异表达载体,在靶序列的引导下将红色荧光蛋白输入到线粒体中,为进一步对线粒体疾病的基因治疗研究提供了重要工具。     

肠道微生物与线粒体之间的互作

肠道微生物与肠道细胞线粒体功能之间的关系十分密切。一方面,肠道微生物可直接或通过短链脂肪酸、硫化氢和一氧化氮等代谢产物间接影响与线粒体相关的能量代谢过程,调节线粒体活性氧的产生,调控线粒体甚至整个机体的免疫反应。另一方面,肠道细胞线粒体功能紊乱和基因组的遗传变异也会影响肠道微生物的组成和功能。本文主要介绍了肠道微生物和线粒体之间的互作关系的最新研究进展,为靶向作用于肠道菌群和线粒体以调节肠道健康提供理论依据。     

构建钙荧光探针细胞用于探究胞浆和线粒体钙对ATP刺激的响应

目的:构建表达基因编辑钙探针(GECIs)的细胞系HeLa-GECIs,探究细胞应答外界ATP刺激中钙离子在细胞内的响应和变化。方法:分别用能够直接通过荧光强度反映细胞胞浆内和线粒体内钙离子相对浓度的2种钙探针cyto-GCaMP6和4mt-GCaMP6感染HeLa细胞,获得2种表达钙离子探针的HeLa细胞系;在感染了2种腺病毒探针24 h后,用共聚焦荧光显微镜检测荧光探针在HeLa细胞内的表达情况;在表达2种钙探针的细胞的培养基中加入外源ATP,用Time-lapse成像动态观测技术观察HeLa细胞内钙离子对外环境中ATP的响应。结果:共聚焦荧光显微镜观察,确定95%以上的细胞表达了对应的钙离子指示荧光探针;Time-lapse成像动态观测技术观察发现,在细胞培养基中加入ATP后,细胞胞浆钙探针荧光强度瞬时(3～6 s)升至10倍,200 s后逐渐降低到基础水平;线粒体钙到达峰值(4倍)的时间稍滞后(5～8 s),并且回落更慢,300 s时至1.5倍。在ATP受体P2X7抑制剂A438079预处理的实验组,上述胞浆钙和线粒体钙浓度上升不明显。结论:构建了能在活体细胞内通过荧光探针实时监测钙离子响应胞外ATP刺激的细胞实验体系,为进一步深入探究ATP等危险信号导致细胞的炎性损伤机制奠定了基础。     

分子探针定量和定位分析种子吸涨早期活性氧的生成

借助活性氧发光分子探针,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,在不同年份的玉米种子吸胀早期,对其胚、淀粉和糊粉层细胞活性氧生成进行了定量和亚细胞定位分析.结果表明:胚细胞产生的活性氧最多,糊粉层细胞次之,淀粉细胞几乎不产生活性氧;而且胚细胞产生的活性氧主要定位在细胞内,细胞膜上不产生:糊粉层细胞产生的活性氧主要定位在细胞膜.这一种子吸涨早期活性氧生成机制的揭示,为化学发光检测种子活力提供了生理依据.     

胃癌血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白用于胃癌近红外活体成像

目的:以肿瘤血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白(HSA)作为吲哚菁绿(ICG)的载体,合成近红外荧光探针GX1-HSA-ICG,研究其作为近红外荧光探针在荷人胃癌裸鼠活体中的靶向成像能力。方法:以HSA作为ICG的载体,通过化学修饰与GX1共价连接,合成GX1-HSA-ICG纳米颗粒探针;使用SDS-PAGE对探针合成进行鉴定;采用探针与脐静脉内皮细胞HUVEC以及与肿瘤细胞共培养的脐静脉内皮细胞Co-HUVEC进行结合和竞争抑制试验,验证探针和Co-HUVEC细胞结合的特异性;利用小动物活体成像系统对皮下荷胃癌小鼠进行近红外荧光活体成像,验证探针在体内的胃癌靶向性。结果:成功合成GX1-HSA-ICG。细胞结合与竞争抑制实验显示GX1-HSA-ICG可与Co-HUVEC细胞特异性结合;荷瘤小鼠活体成像也显示出GX1-HSA-ICG较ICG有更长体内的循环时间,并且胃癌组织局部较HSA-ICG有更强的聚集。结论:本研究成功合成了胃癌血管靶向肽GX1修饰的HSA为荧光染料载体的胃癌血管靶向探针,成功对荷胃癌裸鼠进行了活体成像。使用HSA为载体的探针较单纯使用ICG的肿瘤局部滞留能力显著提高,GX1增加了探针的胃癌靶向特异性。该探针在胃癌的早期诊断和抗肿瘤血管生成治疗评估中具有潜在的应用价值。     

线粒体靶向抗氧化剂Mitoquinone和积雪草酸对朊病毒感染的神经细胞的治疗作用研究

朊病毒病(Prion diseases)是一类具有致死性、传染性和进行性的神经退行性疾病。研究发现朊病毒感染的细胞和动物模型中均存在着线粒体功能异常和氧化应激,这很有可能在朊病毒病发生发展中起重要作用。为探究线粒体靶向抗氧化剂对朊病毒感染是否具有一定的治疗作用,我们选出两种线粒体靶向抗氧化剂,以一定浓度作用于朊病毒感染神经细胞系,并观察细胞活性和线粒体功能的变化情况。结果显示,Mitoquinone(MitoQ)和积雪草酸(Asiatic acid,AA)这两种药物能够显著提高朊病毒感染细胞的活性,降低其活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平,上调ATP5β的表达水平,提示这两种药物对朊病毒感染细胞有一定的治疗作用,本研究为朊病毒病发病机制以及治疗的研究提供了新的思路。     

亚硒酸钠诱导SW480细胞凋亡过程中活性氧的作用

为探讨亚硒酸钠诱导人结肠癌SW480细胞凋亡的机理,将荧光探针2′,7′－二氯荧光黄乙二脂（2′,7′－DCFH－DA）、罗丹明123（rhodamine123）负载人结肠癌细胞,利用多光子成像系统测定胞内活性氧（ROS）、线粒体跨膜电位（△Ψm）的变化。结果发现（1）Na2SeO3作用SW480细胞,可导致细胞凋亡和胞内的ROS增加。SOD、过氧化氢酶可降低凋亡率并抑制ROS的增加。（2）线粒体电子传递链抑制剂鲁藤酮及氰化钠可抑制OS增加。（3）Na2SeO3可导致线粒体的跨膜电位的下降。表明Na2SeO3作用细胞可导致来源于线粒体的ROS增加,ROS介导亚硒酸钠诱导细胞凋亡。     

缺氧条件下GC-1细胞凋亡的作用机制研究

以小鼠精原细胞系GC-1细胞为研究对象,探讨缺氧条件下GC-1细胞凋亡潜在的分子机制。首先,采用CCK-8 (Cell Counting Kit-8)法检测不同缺氧时间处理下的细胞活力,以确定细胞缺氧损伤的时间;然后,通过化学荧光法检测GC-1细胞中活性氧(reactive oxygen species, ROS)的含量,采用JC-1法检测线粒体的膜电位,采用比色法检测ATP的含量,采用线粒体荧光探针法检测线粒体的数量与分布,并采用透射电镜观察细胞的超微结构;最后,利用实时荧光定量PCR检测线粒体信号通路相关基因胱天蛋白酶(caspase)-3、caspase-9、细胞色素c (cytochrome c, Cyt-c)、Bax和Bcl-2的m RNA表达水平。结果显示,缺氧36 h后,细胞活力为(60.36±5.40)%,符合后续实验需求;在缺氧条件下, GC-1细胞中的ROS含量显著增加, ATP含量显著下降,线粒体膜电位下降、数量减少,同时细胞中促凋亡相关基因的表达水平上调,抗凋亡因子Bcl-2的基因表达水平下调。实验结果初步表明,缺氧可导致GC-1细胞线粒体功能障碍, ROS/线...     

单克隆抗体ND-1-量子点荧光探针对大肠癌细胞的特异成像研究

目的制备抗人大肠癌单克隆抗体ND-1的量子点荧光探针,实现对大肠癌细胞的靶向成像。方法采用共价偶联方法,以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)为缩合剂,通过在反应体系中加入不同摩尔比例的单克隆抗体ND-1和游离量子点QD605进行条件优化,制备偶联产物ND-1-QD605荧光探针;利用荧光光谱扫描技术对ND-1-QD605进行光学特性表征,并检测其抗光漂白能力;利用免疫荧光方法检测ND-1-QD605对大肠癌细胞的靶向结合能力。结果在量子点QD605与单克隆抗体ND-1摩尔比1:40条件下,可实现二者的高效偶联;荧光光谱分析显示ND-1-QD605保留了游离量子点QD605优良的荧光特性;在激发光照射1h内,ND-1-QD605荧光强度未发生明显改变;荧光显微镜观察可见该探针能够与表达有相应抗原LEA的人大肠癌CCL187细胞特异性结合,呈现高灵敏度、特异性荧光成像。结论制备的单克隆抗体ND-1的量子点荧光探针具有大肠癌细胞靶向成像能力,有望为大肠癌的体内靶向成像研究和临床诊断提供新方法。