活细胞成像

活细胞成像又叫作生物成像或者录像显微镜。其特征在于研究手段和测定对象。手段是显微镜或者照相机等成像器材,对象是活细胞的活动。根据测定对象的不同,或者是器官中（in vivo）,或者是培养细胞,或者是细胞中部分的细胞器、蛋白质．分别叫作生物体水平、细胞水平、分子水平。     

利用原子力显微镜识别成像

细胞膜和细胞内特异蛋白的有效定位与定性,对于了解细胞运动、移植和分化等机制及细胞之间的相互作用非常关键。原子力显微镜灵敏的力学性质在研究生物分子的相互作用和特定分子的免疫识别中得到了广泛的应用,在细胞表面的特异性分子的定位过程中,不像免疫荧光成像一样需要复杂的样品准备,更重要的是能有效地进行特异性和非特异性的识别,并对识别位点可视化。本文从分子识别、功能化探针、基于力-体积成像及与动态力学显微镜结合成像等模式方面,综述了原子力显微镜在生物应用中的识别成像。     

超抗原刺激Jurkat T细胞的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜分别对未加药人急性T淋巴细胞性白血病细胞（Jurkat细胞）和经超抗原刺激不同时间（6,12,48,72 h）后的Jurkat 细胞进行了细胞全貌和细胞膜表面纳米结构成像和探测研究,并通过比较不同状态下细胞表面的粘附力变化,探讨Jurkat细胞形态变化与粘附行为之间的关系,用CCK-8检测细胞的增殖,以期对Jurkat 细胞形态结构和细胞功能之间的关系有进一步的了解。结果发现：与未加药的Jurkat 细胞相比,随着超抗原刺激时间的延长,Jurkat 细胞的体积、高度、半宽度、粗糙度等参数发生明显的变化;活化48、72 h时,细胞与针尖间的相互作用力大约是活化6 h时的5倍,活化过程中细胞膜表面纳米结构的改变,引起其机械性能的变化。Jurkat 细胞的表面超微结构、细胞膜结构的改变和分化对于更深入地了解T细胞活化与免疫信号的传递,阐明其免疫过程的作用机制具有重要的意义。     

PC12活细胞中单个分泌囊泡的动态成像

囊泡的荧光标记和动态显微成像观察是研究蛋白质和膜转运机制的重要手段。采用EGFP hpNPY融合荧光蛋白标记PC12细胞的致密大囊泡 ,用全内反射和宽场荧光显微镜对PC12细胞进行成像研究。结果发现 :普通的宽场荧光成像模糊不清 ,难以观察到单个囊泡 ;而全内反射荧光成像则可清晰地分辨出呈现为离散荧光点的单个囊泡 ;并且进一步利用全内反射荧光成像直接观察到了活的PC12细胞中单个囊泡的转运、锚定及与细胞膜的融合过程 ,证实了囊泡的锚定过程是可逆的。     

2014年诺贝尔化学奖

<正>瑞典皇家科学院决定将2014年诺贝尔化学奖授予Eric Betzig、Stefan W.Hell和William E.Moerner以表彰他们发明了超高分辨率荧光显微镜。超越光学显微镜极限——超高分辨率荧光显微镜的发展通过纳米显微镜(nanoscopy),科学家们可以在细胞中观察到单个分子的运动。他们可以看到活细胞中的单个分子。他们可以看到在脑的两个神经细胞之间如何产生突触;能够在导致帕金森病和亨廷顿舞蹈病的蛋白质聚集时观察它们;可以在受精     

“细胞的结构与功能-Ⅰ”的教学组织

细胞是生命的基本单位。细胞很小,却被称为复杂性巨大的微缩奇观。细胞生物学研究分3个层次：显微水平、亚显微水平和分子水平．它是一切生命科学研究的基础,即一切生命现象都要从细胞中获得答案。关于细胞的结构与功能的教学组织,本文重点探讨2方面内容：一是细胞学说的建立;二是细胞膜的结构与功能。生物学新课程标准提出的具体要求是：分析细胞学说建立的过程：使用显微镜观察多种多样的细胞：简述细胞膜系统的结构与功能。     

细菌表面S-层的结构及其功能和应用前景

细菌的细胞外壁一般由细胞壁和细胞膜组成,除此之外,在许多古细菌和真细菌中还有一层表面结构,称为表面层(Surface layers)或称为S-层(S-layers),它们是由蛋白质组成的晶格状结构,位于细胞壁或细胞膜外层,是生物进化过程中最简单的一种生物膜[1,2].     

等离子体射流灭活液体中铜绿假单胞菌的研究

【目的】测定等离子射流对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的灭活效果,探究低温等离子体射流的杀菌机理。【方法】采用平板计数法测定等离子体射流的杀菌效果,荧光显微镜、透射电镜观察等离子体作用后菌体结构的变化,蛋白浓度测定和SDS-PAGE电泳检测菌液上清液中可溶性蛋白的泄漏量。【结果】等离子体射流处理铜绿假单胞菌菌液5 min,杀灭率可达到99.9%以上。透射电镜观察可见细菌菌体结构发生改变,细胞壁、细胞膜损伤破裂,细胞内容物泄露。进一步对处理铜绿假单胞菌上清液中的蛋白质含量变化进行检测,结果显示随着处理时间的增加,上清液中蛋白质含量持续增加,在2 min时达到最大值。【结论】等离子体射流可以通过破坏细胞结构造成细胞质泄露,使其丧失正常的细胞功能,从而达到快速有效地杀灭铜绿假单胞菌的效果。     

用荧光图像示踪不同分化的食管癌细胞Cx43的空间分布

研究不同分化的食管癌细胞Cx43蛋白的表达和空间定位及其对食管癌细胞的生物学行为的影响。应用合适的荧光探针和激光扫描共聚焦显微镜,通过单粒子跟踪图像分析,检测Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的表达和分布。Cx43在高分化食管鳞癌EC9706中的分布与EC109细胞相似,特别是细胞膜呈现明显的荧光团;近细胞膜Cx43蛋白含量相对细胞质增高,具有在细胞膜构建细胞通信的结构基础,预示着细胞向良性发展的趋势。低分化食管鳞癌KY150细胞和食管癌SHEEC细胞中Cx43蛋白的荧光团主要分布在近核膜的细胞质中,较少分布在细胞膜附近;近核膜的Cx43蛋白含量比近细胞膜的含量高,说明Cx43蛋白在细胞质中的滞留状态。研究显示SPT图像可以直观地示踪Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的分布,从而确定Cx43蛋白在不同分化的食管癌细胞中表达及定位的痕迹。     

原子力显微镜在生物医学上的应用

原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是扫描探针显微镜(SPM)的一种,其分辨率达到纳米级,能对从原子到分子尺度的结构进行三维成像和测量,能观察任何活的生命样品及动态过程。本文概述了AFM的基本工作原理及在生物医学上对DNA、蛋白质、细胞及生物过程等方面进行的研究。     

细胞的荧光标记与融合检测细胞膜的流动性

细胞膜是细胞的物理屏障,也是在细胞生命活动中有复杂功能的重要结构.细胞膜把细胞包裹起来,使细胞能够保持相对的稳定性,维持正常的生命活动,保证必需养分的吸收和代谢产物的排出等.细胞膜结构具有共同特征:镶嵌性,蛋白质极性及流动性等.笔者使用同种细胞作为实验材料,用同种膜蛋白的抗体进行免疫,然后用带有不同荧光的二抗标记,最后对细胞进行融合,实验结果证明细胞膜是具有流动性的.     

精编细胞生物学实验指南（Shoa Protocols in Cell Biology）

本书内容详实全面，主要包括：细胞培养、细胞的制备与分离、亚细胞组分分离和细胞器分离、抗体、显微镜技术、细胞蛋白质的特性、电泳与免疫印迹、蛋白标记和免疫沉淀、蛋白质的磷酸化作用、蛋白质转运，以及细胞增殖、衰老和死亡、体外重建、细胞黏附和细胞外基质、细胞的能动性、细胞器运动。全书还附有各种实用信息和数据，包括试剂与溶液的配制、细胞生物学研究中常用的药物概要和各种常用技术的介绍等。     

蛋白质体积对其亚细胞定位的影响

蛋白质亚细胞定位信息对深入研究蛋白质的细胞生物学功能十分重要.通过Helix Systems在线计算程序和Vor计算程序两种方法讨论了蛋白质的体积对其亚细胞定位的影响,发现定位于细胞外的蛋白质体积显著小于定位于细胞核、细胞膜和细胞质的蛋白体积,证实了体积参数对区分蛋白质的亚细胞定位是有效的.     

蛋白质亚细胞定位

我们知道,对蛋白质在细胞中的特异定位,可以增进我们对该蛋白质以及与该蛋白互作的其他蛋白功能的了解,确定蛋白质位置的一个方法是。在其上加一特异抗体。即对其贴上标签,然后加入能同此抗体特异结合的探针,最后用显微镜确定此探针在细胞中的位置。     

原子力显微镜研究粘附分子与细胞膜上整合素分子的相互作用

目的：研究肝癌细胞弹性变化对其表达的整合素分子与配体分子相互作用的影响。方法：以壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶作为 可变基底材料,并将人肝肿瘤细胞（HepG2）接种到不同软硬度壳聚糖/ 聚丙烯酰胺水凝胶基底上,利用原子力显微镜力与距离模 式定量测定不同软硬基底上生长的HepG2 肝瘤细胞膜表面整合素分子与层粘连蛋白分子之间相互作用力。结果：功能化的原子 力显微镜探针与不同软硬基底上生长的细胞所产生的粘附情况不相同,细胞生长在培养皿的为对照组;细胞生长在硬度为1000 Pa 壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底上的为实验组,表达在HepG2 肝瘤细胞膜上的alpha-6-beta-1 整合素与其配体层粘连蛋白相互作用力 的大小分别为19± 7 pN和38.85± 19.7 pN。结论：基底软硬度会影响细胞整合素与配体分子间的相互作用。     

多不饱和脂肪酸对细胞膜功能影响的研究进展

多不饱和脂肪酸是细胞膜磷脂的重要组成成份,影响细胞膜的稳定性.它具有广泛的生物学功能,包括细胞内信号传导通路、基因表达和细胞凋亡的调控等.主要从细胞膜脂质的组成,细胞膜的流动性及膜脂质过氧化等方面对多不饱和脂肪酸对细胞膜功能的影响进行了综述.     

人红细胞膜骨骼蛋白质及其与其它膜蛋白的缔合

现已肯定,人红细胞膜细胞质表面处装饰着一层浓密的、主要由收缩蛋白和肌动蛋白组成的膜骨骼(Membrane skeleton)。它又通过连接蛋白等和膜嵌入蛋白质相连接,使嵌入蛋白质约以35nm的间距均匀地散布于膜中。重要的是,膜骨骼决不是人红血球膜所特有。越来越多的报道已证明其它细胞中膜骨骼的存在。例如,脑髓膜的一种蛋白质——Fodrin,已证明其与收缩蛋白类同,并建议把Fodrin改名为脑收缩蛋白。心脏肌细胞膜的两种分子量为230,000和240,000的肽链现认为是收缩     

双光子显微镜在生物医学中的应用及其进展

光学显微镜的发展历史是一段不断提高显微镜的分辨率和对比度的历史。双光子显微镜是近30年来非线性显微镜的研究发展的代表。它在分辨率上与共聚焦显微镜相当,但在成像的层析穿透深度上有显著提高,并且大大减少了光毒性与光漂白。由于生物细胞组织中富有各种自家荧光源,因此双光子显微镜被广泛应用于皮肤组织甚至癌组织以及细胞的成像。基于共聚焦扫描显微镜的双光子显微镜可以很容易的与二次谐波显微镜组合,对皮肤组织中的重要成分胶原纤维进行成像。双光子显微镜还可以结合其他非线性光学现象对组织以及细胞进行成像,显示其强大的生命力。将来随着携带方便且廉价的双光子显微镜的出现,双光子显微镜有望在临床医学上发挥其有效的作用。     

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。     

血管内皮细胞MICA基因mRNA和蛋白质表达

MICA系MHC-I类相关多态性基因A,其表达细胞膜蛋白质分子与器官移植免疫排斥有关.新生儿脐带静脉血管内皮细胞(HUVEC)被分离和培养至4～6代.11例新分离培养的HUVEC和7种人细胞株的MICAmRNA转录水平用RT-PCR检测,应用细胞流式检测细胞膜表面的MICA分子的表达情况,同时应用免疫印迹的方法对整个细胞MICA蛋白质的表达水平进行检测和分析.结果显示MICAmRNA在所有检测细胞中有表达,HUVEC细胞膜或胞浆中MICA蛋白质表达量很高,而在人体淋巴细胞膜表面和胞内未检出MICA分子的表达.提示HUVEC和淋巴细胞在MICA表达的差异性可能与不同细胞的内部调节机制有关.而供体器官血管内皮细胞表达多态性MICA分子有可能成为移植抗原发生免疫排斥反应.