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单细胞生物总结

单细胞生物总结

单细胞生物总结范文第1篇

一、细胞结构中有关的特例:

(一)线粒体:

1.线粒体与真核细胞

有线粒体的细胞是真核细胞,没有线粒体的细胞不一定都是原核细胞,如蛔虫是真核生物,由于长期适应无氧的环境而无线粒体,从而只能进行无氧呼吸。

2.线粒体与有氧呼吸

有线粒体的细胞可以进行有氧呼吸,进行有氧呼吸的细胞不一定有线粒体,例如硝化细菌、圆褐固氮菌等原核生物虽无线粒体,但其细胞膜上分布有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸。

(二) 叶绿体:

1.有叶绿体的细胞是植物细胞,没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞,如植物的根细胞、杂草菟丝子的细胞等。

2.有叶绿体的细胞能进行光合作用,进行光合作用的细胞不一定有叶绿体,例如绿硫细菌、紫硫细菌、红螺菌、蓝藻等光合细菌。

(三)液泡:

1.有大液泡的细胞是植物细胞,没有大液泡的细胞不一定是动物细胞,未成熟的植物细胞也没有大液泡,如茎尖分生区细胞。

2.具有大液泡的植物细胞可以发生质壁分离,能发生质壁分离的细胞不一定是具有大液泡的植物细胞,只要是活的植物细胞都会发生质壁分离现象,其次某些微生物,如细菌、放线菌、真菌等其细胞结构也有细胞壁,甚至有液泡如酵母菌,因此这些微生物处于高渗溶液中也会发生质壁分离现象。

(四) 细胞壁:

植物细胞有细胞壁,有细胞壁的细胞还有原核生物,如蓝藻、细菌、放线菌等,同时有一些特殊的原核细胞没有细胞壁,例如支原体。

(五) 中心体:

动物细胞有中心体,有中心体的细胞不一定是动物细胞,也可能是低等植物细胞;但没有中心体的真核细胞是高等植物细胞。

(六) 细胞核:

原核细胞无成形的细胞核,真核细胞也不一定有核,如哺乳动物成熟的红细胞。

二、生态系统中有关的特例:

1.植物

一般而言植物是生产者但也有一些不是,如菟丝子是一种寄生性植物,不能进行光合作用,是消费者。还有少数植物是分解者,如水晶兰。

2.动物

大多数动物是消费者,但也有一些动物如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等是分解者。

3.微生物

微生物大多数种类是分解者,如:圆褐固氮菌、反硝化细菌、酵母菌,霉菌等。而有一些微生物却是消费者,如根瘤菌;也有些微生物是生产者,如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等。

三、细胞生命中有关的特例:

1.在细胞质遗传中子代性状与母本相同,但与母本性状相同的遗传不一定是母系遗传,它可以是细胞核遗传中的子代表现出显性母本的性状。母系遗传后生性状分离,但没有一定的分离比,如花斑紫茉莉的母系遗传。

2.有丝分裂细胞中通常有同源染色体,但雄蜂是由卵细胞经有丝分裂形成,该细胞内就无同源染色体,凡二倍体生物的单倍体细胞进行有丝分裂时均无同源染色体。

3.真核生物进行有丝分裂可以形成纺锤体,但蛙的红细胞却进行无丝分裂,不形成纺锤体。

4.突变是不定向的,但生物工程可以对生物进行定向改造,如基因工程、细胞工程等。

5.先天性疾病不一定是遗传病,如先天性心脏病;遗传病不一定是先天性的,如青少年型糖尿病。

6.同源染色体是配对的两条染色体,形状和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方。但X、Y这一对特殊的同源染色体大小形态就不相同。

7.含一个染色体组的生物是单倍体,单倍体不一定只含一个染色体组,如棉花的单倍体体细胞含有两个染色体组,普通小麦的单倍体体细胞含三个染色体组。是不是单倍体不能只看含几个染色体组,关键看它是否由本物种的配子发育而来,凡有配子直接发育而来不管含几个染色体组,都是单倍体。

四、生物代谢中有关的特例:

1.神经递质传递的结果不一定都引起突触后神经元的兴奋,某些引起的是抑制。

2.自生与自养:自生的生物不一定自养,如圆褐固氮菌等自生但异养;自养的生物也不一定自生,如地衣中的藻类是与真菌共生。

五、生物生殖中有关的特例:

1.植物组织培养与无性生殖

植物组织培养一般是无性生殖,如根尖、茎尖等体细胞的培养,若培养的是花粉则是有性生殖,植物组织培养属于什么生殖方式应根据所培养的材料确定。

2.生殖细胞与性别的关系

生殖细胞不一定都与性别有关系,如真菌和一些植物产生的一些生殖细胞――孢子,就是无性的生殖细胞;不是所有的生殖细胞都经过减数分裂,例如真菌和一些植物,能够产生一些无性的生殖细胞――孢子。

六、名字干扰有关的特例:

单细胞生物总结范文第2篇

【关键词】 人参总皂苷/药理学;三七总皂苷/药理学;益气活血;细胞增殖;腹膜间皮细胞/病理学;细胞培养; 腹膜透析

腹膜间皮细胞(pmcs)是构成腹膜的主要细胞成分之一,具有重要的生理功能,它在保持腹膜结构的完整性和功能的有效性中起重要作用[1]。然而以高渗透压、低ph值、高葡萄糖浓度、乳酸盐缓冲液为特点的乳酸盐腹膜透析液(pds)长期大量使用对腹膜的结构和功能有损害[2]。动物实验证实腹膜透析液能使pmcs出现细胞病理损害并呈现适应性肥大衰老表型,电镜下表现为细胞间紧密连接消失,pmcs活性降低、增殖能力下降,易于衰老脱落,出现腹膜超滤功能下降乃至超滤失败[3-4]。WWW.lw881.com近年来,益气和活血类的中药制剂如人参总皂苷、丹参酮等对pmcs影响的体外实验研究均有报道[5-6],本研究以培养的大鼠pmcs为观察对象,探讨益气活血代表药物人参、三七的提取物人参总皂苷和三七总皂苷不同比例配伍对高糖刺激下pmcs增殖的影响。现报道如下。

1材料与方法

11动物spf级雄性sd大鼠,体质量(150±20)g,由广州中医药大学实验动物中心提供,许可证号:scxk(粤)20080020,质量检测单位:广州中医药大学实验动物中心。

12药物、试剂及仪器425g/l葡萄糖的腹膜透析液为广州百特医疗有限公司产品,人参总皂苷(ginsenosides,gs)为西安天一生物技术有限公司馈赠,有效成分>950mg/kg,三七总皂苷(panax notoginsenosides,pns)为黑龙江珍宝岛制药有限公司生产的血塞通注射用冻干粉,dmem培养液、25g/l胰蛋白酶、四甲基偶氮唑盐(mtt)、二甲基亚砜(dmso)均为sigma公司产品。抗大鼠细胞角蛋白(cytokeratin)抗原的单克隆抗体为博士德公司产品,sp试剂盒购自广州鼎国公司。将100mggs溶于10μldmso中,再用含体积分数10%小牛血清的dmemf12配制成浓度为200mg/ml药液,超滤除菌,-20℃保存,pns药液的配制同gs。小牛血清为杭州四季青生物工程公司产品,超净工作台(苏州净化设备厂),倒置相差显微镜(日本nikon公司),co2恒温培养箱(美国harris公司),smartspec 3000型酶联免疫检测仪(biorad公司)。

13大鼠pmcs的培养与鉴定大鼠pmcs的培养按文献[7]提供的方法操作,融合后间皮细胞呈铺路石样,传代后用cytokeratin抗原的单克隆抗体采用免疫组化方法鉴定细胞。

14细胞增殖试验取对数生长期细胞,接种于96孔培养板,细胞密度为1×105/ml,每孔100μl含体积分数2%小牛血清的培养液同步培养24h,吸弃上清液,加入425g/l腹透液3h后小心吸弃腹透液,再加入不同体积的人参总皂苷与三七总皂苷,用完全培养液补足每孔终液体量为200μl,并根据工作浓度及每孔的液体总量换算成终浓度,每组设4个复孔。孵育6h后每孔加5g/lmtt20μl,继续孵育4h后吸弃培养液,每孔加入dmso溶液150μl,震荡10min,用酶标仪(波长570nm)测定各孔吸光度(d)值。其中人参总皂苷及三七总皂苷的终浓度由低到高分别为5、10、20、40、60、80、100μg/ml。人参总皂苷与三七总皂苷的配伍实验中设9个不同浓度给药组。

15统计学方法采用spss170统计软件进行统计学处理,组间差异比较采用单因素方差分析,两组间均数比较采用lsdt检验,不满足lsdt检验条件者采用秩和检验,检验水平α=005。

2结果

21腹透液对pmcs细胞形态的影响图1(彩图见第438页)结果显示:正常融合后的间皮细胞呈铺路石样,细胞间连接紧密,融合成片。经425g/l腹透液处理3h后,倒置显微镜下可见大片细胞皱缩脱落,细胞间隙变大,铺路石样结构消失,细胞形态转变为不规则型,核仁与胞浆的界限不清。

22pmcs鉴定结果光镜下观察细胞融合时形成铺路石样外观,为典型的上皮细胞形态学表现。图2(彩图见第438页)结果显示:细胞角蛋白抗体染色在胞浆内呈绿色荧光,说明细胞角蛋白抗原阳性,为间皮细胞所特有,排除了成纤维细胞、内皮细胞和白细胞的可能性,证实其分离培养的细胞是pmcs,细胞纯度达95%以上。

23不同浓度三七总皂苷与人参总皂苷单独作用对pmcs增殖的影响表1结果显示:三七总皂苷80μg/ml组及100μg/ml组的吸光度均较透析液对照组显著升高(p<001),而2组间比较差异无显著性意义(p>005),说明三七总皂苷终浓度为80μg/ml及100μg/ml时能对高糖透析液损伤后pmcs的增殖产生保护作用,但不能恢复至正常水平。人参总皂苷40、60、80、100μg/ml组的吸光度均较透析液对照组显著升高(p<001),其中100μg/ml组较40、60μg/ml组吸光度显著升高(均p<001),但人参总皂苷100μg/ml组与80μg/ml组比较差异无显著性意义(p>005),说明人参总皂苷终浓度在40~100μg/ml的区间内均能对高糖透析液损伤后pmcs的增殖产生保护作用,且高浓度(100、80μg/ml)时保护效果较低浓度(40、60μg/ml)效果更佳。各组的保护效能均不能使pmcs的增殖恢复至正常水平。表1不同浓度三七总皂苷与人参总皂苷单独作用对pmcs增殖的影响

24不同浓度人参总皂苷与三七总皂苷配伍对pmcs增殖的影响表2结果显示:给药1组与给药8组的吸光度均较透析液对照组显著升高(p<001),但2组比较差异无显著性意义(p>005),说明在三七总皂苷与人参总皂苷配伍比例为1∶9以及4∶1时能对高糖透析液损伤后pmcs的增殖产生保护作用,但保护效能均不能使pmcs的增殖恢复至正常水平。表2不同浓度三七总皂苷与人参总皂苷配伍对pmcs增殖的影响

3讨论

人参与三七的配伍前人多用于虚劳咳嗽、胸痹及各种出血性疾患如衄血、吐血等,如《施今墨对药》中载“人参以补为主,三七以散为要,二药参合,一补一散,相互制约,益气活血,散瘀定痛,止血、止咳甚妙”。本实验以高糖腹膜透析液刺激后的大鼠pmcs为对象,观察人参、三七提取物不同浓度及配伍对高糖刺激下pmcs的影响。

人参总皂苷、三七总皂苷分别为中药人参、三七中提取出的有效成分。人参总皂苷主要包括人参皂苷rg1、rb1、rb2等单体,三七总皂苷除了含人参皂苷rg1、rb1外,尚含人参皂苷re以及三七皂苷r1。人参与三七的皂苷类提取物均具有多种生物学效应,研究表明:人参总皂苷有保护组织与细胞、改善记忆、增强免疫以及抗肿瘤等作用[8-10] ,三七总皂苷有抗纤维化、促进造血细胞生长以及保护平滑肌细胞、神经细胞等作用[11-12],与传统中医药理论对人参、三七功效的描述基本一致。人参皂苷与三七皂苷在慢性肾脏病的治疗中亦取得了一定疗效,研究[13-15]发现人参皂苷rg1能降低肿瘤坏死因子(tnfα)、单核细胞趋化蛋白1(mcp1)的水平,改善糖尿病肾病大鼠足细胞及肾脏的病理损害,rb1能显著减少单侧输尿管结扎大鼠肾间质的胶原沉积,因此具有一定的肾保护作用;以5/6肾切除大鼠为观察对象,三七皂苷能下调组织基质金属蛋白酶抑制剂(timp2)蛋白表达,增加基质金属蛋白酶(mmp2)活性,抑制层粘连蛋白(fn)、ⅳ型胶原(col ⅳ)在肾组织的表达,减轻细胞外基质(ecm)积聚从而起到减轻肾小球硬化的作用。本实验中人参总皂苷和三七总皂苷包括了人参、三七中主要的有效成分。研究结果显示两者分别在100μg/ml组与80μg/ml组均能发挥对高糖透析液损伤后的腹膜间皮细胞产生最佳的保护作用(p<001)。在进一步进行配伍研究中,三七总皂苷与人参总皂苷在配伍比例为1∶9以及4∶1时能明显改善425g/l透析液作用3h后对细胞产生的增殖抑制(p<001),其具体机制仍需要进一步研究证实。

【参考文献】

[1]schreiber m j . membrane viability in the longterm peritoneal dialysis patient[j].perit dial int,1997,17: s19.

[2]余学清.腹膜透析治疗学[m].北京:科学技术文献出版社,2008:54.

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[4]凌光辉,朱雪婧,夏运成,等.葡萄糖pds对单层人腹膜间皮跨细胞电阻及迁移修复能力的影响[j].中南大学学报:医学版,2009,34(5):418.

[5]崔明姬,王芳,张宝红,等.人参总皂甙抑制乳酸盐腹膜透析液对人腹膜间皮细胞的损伤[j]. 中国实验诊断学,2009,13(7):866.

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[7]liu f y,lin g h,liu h,et al.inhibiting effect of short hairpin rna on expression of transforming growth factorβ1 in human peritoneal mesothelial cells induced by peritoneal dialysis solution[j].chinese medical journal,2005,118(18):1552.

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[13]张丽娜,谢席胜,左川,等. 人参皂甙rg1对糖尿病肾病大鼠tnfα、mcp1表达的影响[j].四川大学学报:医学版,2009,40(3):466.

单细胞生物总结范文第3篇

人体防御卫士:白细胞(WBC)

白细胞是人体的防御卫士之一,其主要功能是将侵入人体的病原微生物杀死、吞噬、分解,最后清除体外。临床上,医生通常先根据白细胞的数量来判断身体是否有感染发生,然后再根据白细胞分类来判断是什么类型的感染,应该使用什么药物治疗。

白细胞数量:

参考值:

成人(4~10)×109/L(升)

儿童(5~12)×109/L

新生儿(15~20)×109/L

白细胞的生理性波动很大,安静时较低,活动和进食后较高;早晨较低,下午较高;一天之间变化可相差1倍。白细胞计数结果在正常值的30%以内波动多无临床意义,只有定时、连续地观察才有诊断价值。

病理性增多

见于急性感染、严重的组织损伤、急性大出血、急性中毒、白血病等。如成人白细胞总数增高(超过10×109/L)时,多表明有炎症、感染存在,此时患者多有发热症状;如白细胞总数过高,在(30~50)×109/L以上,并伴有严重的贫血,需进一步做骨髓穿刺检查,排除白血病的可能。

病理性减少

见于病毒性感染、某些血液病(如再生障碍性贫血)、慢性理化损伤(如电离辐射)、自身免疫性疾病、肝硬化、脾功能亢进等。

化验单中的白细胞计数(WBC)是指测定血液中白细胞的总数,而分类计数是指各种白细胞的百分比。

白细胞分类计数

白细胞分为中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞5类。在判断身体发生感染后,就可根据白细胞分类来判断是什么类型的感染,从而确定使用什么类型的药物。

中性粒细胞数量,占白细胞总数的50%~70%,它的增减可直接影响白细胞总数的变化,临床意义也与白细胞计数增高或减少的意义基本一致。

淋巴细胞数量,占白细胞总数的20%~40%。

增多见于百日咳、传染性单核细胞增多症、病毒感染、急性传染性淋巴细胞增多症、淋巴细胞性白血病等;

减少见于放射病、细胞免疫缺陷等。

单核细胞数量,占白细胞总数的3%~8%。

增多见于结核、伤寒、疟疾、黑热病、急性传染病恢复期,单核细胞性白血病、亚急性感染性心内膜炎等;

减少无意义。

嗜酸性粒细胞数量,占白细胞总数的0.5%~5%。

增多见于寄生虫病、过敏性疾病及某些皮肤病、创伤等;

减少见于伤寒、副伤寒、使用肾上腺皮质激素后等。

嗜碱性粒细胞数量,占白细胞总数的0~1%。

单细胞生物总结范文第4篇

关键词: 渗透作用 细胞吸水 细胞失水 《物质跨膜运输的实例》

1.教材分析

1.1地位和作用:《物质跨膜运输的实例》是人教版高中生物必修1第4章的第1节,通过分析细胞的吸水和失水及物质跨膜运输的其他实例,总结出细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。这是对第3章细胞膜、液泡等结构的功能认识的深入,根据结构决定功能原理,引出第2节“生物膜的流动镶嵌模型”,为第3节“物质跨膜运输的方式”作铺垫,起到承上启下的作用。

第1课时细胞的吸水和失水对应课程标准中 “观察植物细胞的质壁分离和复原”的活动建议,属于情感性目标中的经历水平,所以本课的核心内容为“探究植物细胞的吸水和失水”,课型为探究实验课。这是高中阶段第一个探究活动,对于发展学生的科学探究能力,树立质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度,落实“倡导探究性学习”、“提高生物科学素养”等基本理念,具有重要意义。

1.2内容处理:将“问题探讨”换成学生分组实验,面向全体学生,培养科学实践能力、实事求是的科学精神。

加入萝卜条吸水和失水实验,激活学生的问题意识,为探究活动创设真实情境。将“探究植物细胞的吸水和失水”放在动物细胞吸水和失水之前,这样有充分的时间讨论和实践将探究活动落到实处,而且与渗透作用实验相承接。动物细胞吸水和失水在学习制备细胞膜的方法时已经了解,比较简单,适合作为自主探究练习。

1.3内容呈现:渗透作用对照试验探究植物细胞的吸水和失水进一步探究动物细胞的吸水和失水学以致用。体现学科逻辑:原理探究应用,实现认知逻辑:从感性到理性、类比学习。

2.学情分析

2.1知识:知道细胞生命活动需要水,红细胞在清水中会涨破,细胞膜能够控制物质进出,动植物细胞的结构,细胞壁的作用,液泡外有液泡膜,内有细胞液,含无机盐、色素、水等成分。

2.2能力:学过显微镜的使用、临时装片的制作,形成合作能力,提高探究能力。

2.3情感态度与价值观:对实验有浓厚的兴趣,有一定的科学精神和科学态度,但缺乏实践经历。

2.4生活经验:见过一些植物吸水和失水现象,有过吃很咸食物的经历,知道静脉注射用生理盐水等,但是没有认识到这些现象与细胞吸水或失水有关。

3.教学目标

3.1知识

①说出发生渗透作用的条件;②举例说出动物细胞膜和植物细胞的原生质层是选择透过性膜,相当于半透膜;③说出植物细胞发生质壁分离与复原的原理和条件。

3.2能力

①尝试提出问题,作出假设;②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作;③运用细胞吸水和失水原理解释一些生活现象。

3.3情感态度与价值观

①通过观察实验现象,汇报实验结果,初步形成实事求是的科学态度;②通过尝试提出问题,初步形成质疑精神;③通过讨论交流完成实验设计,分享实验设计的成果;④在合作学习过程中,学会与人交流,懂得尊重他人。

4.重点难点

重点为细胞膜是选择透过性膜。这是本节的核心概念,通过类比半透膜进行学习。

难点是尝试提出问题,作出假设。这是学生第一次进行探究,不知道从什么方面提出问题,怎样作出假设。教师引导学生借助英文单词Why,How,Where,When,Who等提出问题。

5.教法学法

实验法、讨论法为主,谈话法、学案助学为辅,以学生活动构建课堂,体现学生为主体、教师为主导。

6.教学过程

6.1课题引入:“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”,感悟意境,明确细胞要与外界进行物质输入和输出,细胞膜能控制物质进出。以水为例,探究水分怎样通过细胞膜进出细胞。

渗透作用实验:

学生分四组,各完成一组实验,报告实验结果。比较A与B,总结渗透作用要有浓度差,比较A与C、D,总结渗透作用要有半透膜,进而总结渗透作用概念。

6.2探究植物细胞的吸水和失水:萝卜条吸水和失水实验和渗透作用实验同步做,完成渗透作用内容后,观察萝卜条变化,获得细胞吸水和失水的感性认识。复习植物细胞结构,介绍原生质层,引导学生类比渗透装置,利用英文单词提出问题写在学案上,并作出假设。讨论确定问题:原生质层是不是相当于一层半透膜?做探究实验。利用学案中的提示:“选择怎样的材料、如何操作才能观察到液泡?需要观察哪些溶液下的植物细胞?这些溶液下的植物细胞先后观察顺序如何安排,才能观察到细胞失水、吸水两种情况下液泡大小的变化?”小组讨论实验设计方案,组间交流达成共识,屏幕展示操作步骤,进行实验操作。将观察到的结果在屏幕上展示,总结质壁分离及复原,得出结论。交流实验中的成功经验,失败原因,产生新问题进行课下研究。

6.3动物细胞的吸水和失水:动物细胞作为进一步研究的对象。学生类比渗透装置,提出问题,作出假设,设计实验,出示实验结果图片,得出结论,总结强化探究过程。

6.4学以致用:利用细胞吸水和失水原理分析生活实例,如生理盐水、凉拌西红柿、饺子馅、卖菜喷水、烧苗等,为本区盐碱地的使用献计献策。举例植物细胞质壁分离与复原原理可以有哪些应用。

6.5类比总结:通过板书类比总结动植物细胞利用渗透作用吸水失水,水分是顺浓度梯度进出细胞的,细胞膜、液泡膜具有选择透过性。

板书设计:

6.6设置悬念:再出示“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”,设疑:细胞还可以吸收哪些物质,是不是都像水一样顺浓度梯度运输呢?引出第2课时。

7.设计反思

7.1课程理念的落实:探究实验体现了倡导探究性学习,面向全体学生,提高生物科学素养,学以致用,体现注重与现实生活的联系。

单细胞生物总结范文第5篇

【摘要】 目的 探讨不同方式的低能量激光照射(LLLI)对MG63细胞周期和细胞凋亡的影响。方法 将对数生长期的人成骨样细胞MG63随机设为3组,采用GaAlAs半导体激光器(808 nm,66 mW)进行照射。照射Ⅰ组照射3 d,每天照射剂量1.25 J/cm2;照射Ⅱ组照射1 d,照射剂量3.75 J/cm2;两组的照射总剂量均为3.75 J/cm2;对照组不进行激光照射。照射后72 h,采用流式细胞术分别检测各组的细胞周期和细胞凋亡率。结果 与对照组相比,照射Ⅰ组和照射Ⅱ组的S期细胞数增加,G1期细胞数减少,细胞增殖指数增加(P0.05)。与对照组相比,照射Ⅰ组和照射Ⅱ组的细胞凋亡率明显降低(P0.05) 。结论 总剂量为3.75 J/cm2的LLLI可以通过改变细胞周期时相促进细胞增殖,并能抑制细胞凋亡。在相同的照射剂量下,多次照射和单次照射无明显差别。

【关键词】 低能量激光照射;MG63;细胞周期;细胞凋亡

低能量激光照射(low level laser irradiation,LLLI)近年来已成为临床上广泛应用的治疗手段,用以促进组织愈合过程、治疗功能紊乱、减少疼痛等。LLLI的机制尚未完全清晰,有文献报道LLLI可以调节细胞代谢进而提高生物组织的修复能力〔1〕。现在已知LLLI的光生物调节作用受多因素影响,如波长、照射剂量、照射方式等〔2〕。关于LLLI对体外培养细胞的细胞周期和细胞凋亡的研究很少,且研究对象多为鼠嗜铬细胞〔3〕、正常人皮肤的成纤维细胞〔4〕、人肺腺癌细胞等〔5〕,未见关于人成骨样细胞MG63的研究。本研究旨在观察LLLI对MG63细胞凋亡和细胞周期的影响,并比较不同照射方法的LLLI对MG63的生物学效应。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 HDMEM培养基(Gibco),胎牛血清(天津灏洋公司),胰酶(鼎国生物技术公司),细胞DNA含量检测试剂盒(凯基生物)。

1.2 细胞培养和激光照射 人成骨样细胞MG63细胞株购自北京早稻田公司,接种于含10%胎牛血清的HDMEM中。在5%CO2孵育箱内37℃恒温培养,2 d换液,3 d传代1次。低能量半导体激光器(GaAlAs)系中国科学院长春光学机械精密研究所研制,波长808 nm,光束由0.4 mm的光纤探头传输,光电转换效率为33.3%,输出功率为66 mW,功率密度为8 mW/cm2。实验随机设3组:照射Ⅰ组(L1)、照射Ⅱ组(L2)和对照组(C)。L1为多次照射组,连续照射3 d,每天照射剂量为1.25 J/cm2。L2为单次照射组,第1天照射剂量为3.75 J/cm2,第2天、第3天未处理。两组对应的总剂量均为3.75 J/cm2。C组不进行激光照射。第4天收集3组细胞,用以检测细胞周期和细胞凋亡率。

1.3 流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡率 将细胞培养瓶内对数生长期的细胞胰酶消化,离心,收集细胞。用PBS洗涤细胞1次,离心2 000 r/min,5 min,收集并调整细胞浓度为1×106/ml。制备的单细胞悬液用体积分数为70%的乙醇固定,4℃过夜,染色前用PBS洗去固定液。加入100 μl RNaseA 37℃水浴30 min。再加入400 μl 碘化丙啶染色混匀,4℃避光30 min。上机检测(BD FACS Calibur,美国),记录激发波长488 nm处的红色荧光。此过程重复3遍。

1.4 统计学分析 采用SPSS10.0统计软件,数据以x±s表示,多组间差异的显著性检验用方差分析,两组间差异的显著性检验用q检验。

2 结 果

2.1 LLLI对细胞周期的作用 与对照组相比,两个照射组的S期细胞数增加,G1期细胞数减少,细胞增殖指数(PI=S+G2/G1+S+G2)增加,有显著性差异(P0.05),见表1。提示低能量激光照射可以影响细胞周期时相,进而促进细胞增殖。

2.2 LLLI对细胞凋亡的作用 L1组、L2组、C组的凋亡发生率分别为(10±1.54)%、(11±1.35)%、(22±1.67)%。与对照组相比,两个照射组细胞凋亡率降低,有显著性差异(P0.05),提示低能量激光照射可以抑制MG63凋亡。表1 LLLI对不同组别细胞周期时相的影响

3 讨 论

LLLI具有光生物调节作用,可以产生某种与超声波、针灸等物理因子获得的生物刺激相类似的效应,具有广泛的临床应用前景。已有多种激光器应用于医疗领域,用以减轻疼痛、炎症、水肿,促进伤口、深层组织和神经的愈合〔6〕。本实验所用GaAlAs半导体激光器具有体积小、重量轻、输出功率稳定等特点,近年来被广泛应用于激光医学的研究〔7〕。

人成骨肉瘤MG63细胞株是具有成骨细胞表型特征的早期成骨细胞模型〔8〕,可用来研究成骨细胞的特性。以往的研究验证了LLLI可以促进体外细胞的增殖〔9〕。本实验结果显示,两个照射组S期细胞增多,G1期细胞减少,增殖指数高于对照组,且两个照射组之间没有统计学差异,表明总剂量为3.75 J/cm2的不同照射方法的低能量激光可以调控细胞周期的时相,促进细胞增殖,与前人的研究结果一致〔10〕。

本实验中,细胞受到单次照射和多次照射72 h后细胞凋亡率两个照射组均低于对照组,且两个照射组之间没有统计学差异。表明总剂量为3.75 J/cm2的不同照射方法的低能量激光均可以抑制细胞凋亡,与前人的研究结果一致。Carnevalli〔11〕认为LLLI积极促进了生物调节,可以作为一种细胞凋亡的抑制因子。Shefer〔12〕的研究证实LLLI可以使肌卫星细胞的细胞凋亡减少。

LLLI的光生物调节作用机制不清。现在已知有多个机制在光生物调节中起作用,不同波长和剂量的激光机制不同,而哪一个机制起主导作用是很重要的。光生物调节作用以激光的相长干涉特性、组织中存在偏振敏感物质及电偶极子相互作用为光学基础,最终使线粒体的氧化还原状态发生改变,从而加速了跨膜物质转运,活化某些重要的细胞跨膜信号传递,进而达到了组织修复、减少炎症和神经性疼痛等生物学效应〔13〕。

本研究证实总剂量为3.75 J/cm2的LLLI能够明显促进MG63的细胞增殖,抑制MG63的细胞凋亡。此外,在相同的照射剂量下,多次照射和单次照射并无明显差别。

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8 Rifas L,Fausto A,Scott MJ,et al.Expression of metalloproteinases and issue inhibitors of metalloproteinases in human osteoblastlike cells:differentiation is associated with repression of metalloproteinase biosynthesis〔J〕.Endocrinology,1994;134(2):21321.

9 Ninomiya T,Hosoya A,Nakamura H,et al.Increase of bone volume by a nanosecond pulsed laser irradiation is caused by a decreased osteoclast number and an activated osteoblasts〔J〕.Bone,2007;40(1):1408.

10 Khadra M.The effect of low level laser irradiation on implanttissue interaction.In vivo and in vitro studies〔J〕.Swed Dent J Suppl,2005;172(1):163.

11 Carnevalli CM,Soares CP,Zangaro RA,et al.Laser light prevents apoptosis in Cho K1 cell line〔J〕.J Clin Laser Med Surg,2003;21(2):1936.