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单细胞生物特征

单细胞生物特征

单细胞生物特征范文第1篇

木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。同一树种木材显微构造下的数量特征变化与栽培环境有很大的关系,因此木材微观构造下的数量特征变化是木材检验工作的重要内容。

关键词:针叶 树材 显微 构造 特点

针叶树材组成分子主要为轴向管胞和木射线,松科六属木材有正常树脂道,杉科和柏科等少数树种木材有少量轴向薄壁组织。其微观构造简单,横切面上管胞分子排列规则整齐。

光学显微镜下所观察到的木材结构特征称为显微结构。木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。

一.针叶树材显微构造的特点

1.组成简单 主要由管胞组成:管胞占木材总体积的89%~98%,木射线占1.5%~7%,轴向薄壁细胞占0~4.8%,泌脂细胞占0~1.5%。

2.排列整齐 主要细胞在木材横切面上作整齐的径向排列。

3.木射线不发达 木射线多为单列,部分树种具射线管胞。

4.轴向薄壁组织量少 仅见于部分树种中。

5.材质均匀 由于分子组成简单,排列整齐,所以材质比较均匀。

二.轴向管胞

轴向管胞是指针叶树材中轴向排列的厚壁细胞,工业上通称木纤维。它包括狭义轴向管胞、树脂管胞和索状管胞三类,后两者为极少数针叶材中具有,前者为一切针叶材都具有,为针叶材最主要的组成分子,占木材总体积90%以上。在针叶树生长过程中,轴向管胞同时起输导水分和机械支撑的作用,针叶树材材性与利用主要取决于轴向管胞直径大小、壁厚和其S2层纤丝角度大小等因子的综合影响。

1. 轴向管胞的形态及变异

(1)轴向管胞的形态、特征 管胞在横切面上沿径向排列寺,相邻两列管胞的位置前后交错,早材呈多角形,常为六角形,晚材呈四边形。早材管胞,端端成印阔形,细胞腔大壁薄;横断面呈四边形或多边形;晚材管胞,两端呈尖削形,细胞腔小壁厚,横断面呈扁平状。细胞壁的厚度,由早材至晚材逐渐增大,在生长期终结之前产生的几排细胞壁最厚、腔最小,故针叶树材的年轮界线均明显。

(2)轴向管胞的变异 管胞长度变幅很大,因树种、树龄、生长环境和树木的部位而异。管胞长度变异也有一定规律,树干由树基向上,管胞长度逐渐增大,至一定树高便达到最大值,然后又减小。

(3)轴向管胞与材性的关系 对于造纸或纤维板用材,管胞长径比愈大,壁腔比愈小,则生产出的纸张柔韧,撕裂强度高,纸张、纤维板质量好。管胞壁的厚薄对于材性影响很大,通常晚材管胞腔小壁厚,因而密度大,强度高,所以晚材率对木材的物理力学性质影响很大。

2.轴向管胞胞壁上的特征

(1)纹孔 管胞壁上的纹孔是相邻两细胞水分和营养物质进行交换的主要通道。轴向管胞之间的纹孔对以及轴向管胞与射线胞壁细胞之间的纹孔对在木材鉴别上有重大意义。对于早材管胞,在径切面上,纹孔大而多,一般分布在管胞两端,通常1列或2列,在弦切面上纹孔小而少,没有识别价值。对于晚材管胞,纹孔小而少,通常1列,纹孔内口呈透镜形,分布均匀,径、弦切面都有。

(2)螺纹加厚 螺纹加厚为黄杉属、银杉属、红豆杉属、白豆杉属、粗榧属等针叶树材管胞次生壁内壁的一种加厚形式,为这些木材轴向管胞的稳定特征。但是在这些针叶树材中,并非所有轴向管胞都具有螺纹加厚。

(3)澳柏型加厚 在针叶树材澳洲柏、辐球果柏、金钱松、榧属和穗花杉管胞壁的径切面上,仅在纹孔口上下边缘各有一条括弧状的加厚条纹,称为澳柏型加厚。

(4)螺纹裂隙 螺纹裂隙非正常材的构造特征,而是应压木的内部解剖特征。螺纹裂隙可作为中幼龄林抚育间伐的依据,对森林抚育采伐有重要的指导作用。

3.树脂管胞

树脂管胞内的树脂多为层状,紧靠细胞外层较厚,中间较薄或中空,纵切面看为“H”形,树脂管胞为南洋杉科管胞的特征。

4.索状管胞

其特征是形体短,长矩形,纵向串联,细胞径壁及两端都有具缘纹孔,腔内不含树脂。常见于树脂道的附近或生长轮的,与轴向薄壁细胞混生者,见于云杉属、黄杉属、落叶松属 及松属的树脂道内。

三.轴向胞壁组织

针叶树材的轴向薄壁组织是由砖形或等径形,比较短的和具有单纹孔的细胞所组成。针叶树材中的轴向薄壁组织含量甚少或无,占木材总体积不足1.5%,仅在罗汉松科、杉科、柏科中是含量较多,为该类木材的重要特征。

1.轴向薄壁细胞的形态特征

胞壁较薄,细胞短,两端水平,壁上纹孔为单纹孔,细胞腔中含有深色树脂,横切面为方形或长方形,在纵切面为许多长方形的细胞连成一串,其两端细胞比较尖削。

2.与材性和利用的关系

由于针叶树材的轴向薄壁组织的含量甚少,细胞腔大而壁薄,所以对木材物理力学性质影响不大。但在细胞腔内常含有树脂和芳香油,如杉木、柏木和圆柏,可供浸提杉木油和柏木油。由于这类细胞含有挥发性油类,故具有特殊的香味而且木材具有较好的耐久性。

四.树脂道

树脂道是针叶树材中具有分泌树脂功能的一种组织,为针叶树材重要的构造之一。约占木材体积的0.1%~0.7%。根据树脂道的发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道,但并非所有针叶树材都有正常树脂道,仅在松科的松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属和油杉属木材中具有正常树脂道。

1.正常树脂道

(1)树脂道的形成 树脂道是由生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成。轴向和径向射线泌脂细胞分别由形成层纺锤状原始细胞和射线原始细胞分裂的细胞产生。这两种情况都有子细胞的簇集。

(2)树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞组成。在细胞间隙的周围,有一层具有分泌树脂能力很强并具有弹性的泌脂细胞组成。它是分泌树脂的源泉。

2.受伤树脂道

在针叶树材中,凡任何破坏树木正常生活作用的现象,都能产生受伤树脂道。针叶树材的受伤树脂道可分为纵向和径向两种。正常纵向树脂道通常单独存在,并多分布于晚材部分。径向受伤树脂道与正常径向树脂道一样只限于木射线内,但形体较大,径向受伤树脂道可能与正常树脂道一同出现于木射线中或出现于无正常树脂道的树种。

五.针叶树材中的内含物

1.结晶体

结晶体是树木生活过程中新陈代谢的副产物,它的化学成分主要为草酸钙(CaC2O4),常见的晶体为单晶体或簇晶体。主要存在于轴向薄壁细胞及射线薄壁细胞中,还有存在于轴向管胞内的。

单细胞生物特征范文第2篇

【摘要】 目的为木槿Hibiscus syriacus L.的质量评价标准提供科学资料。方法生药学鉴定法。结果描述木槿叶片和粉末的性状特征及显微特征。结论木槿叶的性状特征和显微特征可用于鉴别该生药。

【关键词】 木槿 叶 生药学

Abstract:ObjectiveTo provide a scientific basis for quality standard of Hibiscus syriacus L..MethodsPharmacognostic identification was used. ResultsWe described the macroscopic characteristics of the leaves,powder and microscopic characteristics of Hibiscus syriacus L. ConclusionThe macroscopic and microscopic characteristics can be used for its identification.

Key words:Hibiscus syriacus L.; Leaves ; Pharmacognosy

木槿Hibiscus syriacus L.原植物为锦葵科落叶灌木,木槿之名在《尔雅》中已有记载。《中国药典》(1977年版)将木槿花H.syriacus L.收载入药,并对其性状和功效进行了介绍。木槿全身是宝,木槿的花、果实、叶和皮均可入药。花、叶入药:清热凉血,解毒消肿;果实入药:清肺化痰,解毒止痛;茎皮、根皮入药:清热祛湿、杀虫止痒。

Lee等[1]从木槿中分离到皂草苷(saponarin)、紫杉叶素3-O- 葡萄吡喃糖、芹菜素7-O- 葡萄吡喃糖和3个结构已知的异黄酮6"-O-acetyldaidzein、6"-O-acetylgenistin和3-O-hydroxydaidzein。这3个异黄酮成分能显著抑制鼠肝微粒体脂质过氧化。李朝阳等[2]对木槿叶的营养成分进行了分析测定,结果发现木槿叶中的蛋白质、脂肪、维生素C、糖、粗纤维的含量较高。

木槿叶有一定的去污能力,我国古代妇女每逢七巧节就有用木槿叶洗发的习惯,是一种很好的纯植物性且具保健作用的洗发剂[3]。木槿叶中含大量人体所需的营养成分与无机元素。李朝阳等[2]测定,木槿叶中蛋白质含量高达3.72%,脂肪含量达0.79%,粗纤维含量达9.83%,糖类含量达6.27%,还富含人体必需的微量元素,如钙、镁、铁、锌等。木槿的嫩叶可做汤还可泡茶,具有较高的药用价值[4]。

本实验将对木槿的叶片进行生药学研究,为进一步研究和开发利用木槿这一丰富的植物资源提供依据。

1 器材

1.1 药材木槿叶采于长沙市森林公园,经湖南省药检所主任药师方石林鉴定为植物木槿Hibiscus syriacus L.的叶。

1.2 仪器XSZ-H型显微镜(COIC重庆光学仪器厂);FW-80型高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)。

1.3 试剂水合氯醛,甘油。

2 方法

2.1 表面撕离装片将木槿叶上、下表皮进行表面撕离装片。

2.2 粉末制片法取叶的干燥药材粉碎成细粉(过4号筛),装瓶,贴上标签。制备粉末时,注意取样的代表性。干燥时,一般温度不得超过60℃,以免淀粉粒糊化。

2.3 组织切片采用徒手切片法切片将木槿叶进行横切后装片。

3 结果

3.1 性状鉴别叶片为卵形或菱状卵形,互生,长4~7 cm,宽2~4 cm,不裂或中部以上3裂,基部楔形,边缘有钝齿,幼时两面均疏生星状毛。叶背除脉上有毛外,其余平滑无毛。

3.2 显微特征

3.2.1 上表皮表皮细胞为长方形或不规则形的扁平细胞,内含众多草酸钙簇晶,直径15~36 μm,少数含有草酸钙方晶,直径8~25 μm。单细胞非腺毛基部钝圆,顶部锐尖或稍钝,长480~650 μm,直径15~33 μm,壁厚3~8 μm,表面光滑,有的胞腔内含黄棕色物。腺毛头部由多个细胞组成,直径12~23 μm,柄单细胞而短。偶见气孔,平轴式,保卫细胞肾形,副卫细胞3~6个。见图1。

3.2.2 下表皮表皮细胞长方形,排列紧密,壁明显比上表皮细胞壁厚。单细胞非腺毛狭长,长440~1100 μm。腺毛头部由多个细胞组成,直径12~25 μm,柄单细胞而短。有众多气孔,明显比上表皮多,大多为平轴式,少数为不定式,保卫细胞肾形,副卫细胞3~6个。表皮细胞及副卫细胞中含有众多草酸钙簇晶,直径15~38 μm,少数细胞中含有草酸钙方晶,直径9~25 μm。见图2。

3.2.3 横切面上表皮细胞长方形,以内是厚角组织和薄壁组织。下表皮细胞较小,具气孔。下表皮细胞有多数凹陷,可见腺毛和单细胞非腺毛。叶肉栅栏组织1~2层细胞,排列紧密,海绵组织4~6层细胞,排列亦相对紧密,维管束外韧型,位于叶脉中央,其上方是具成串导管的木质部,下方是韧皮部,在木质部与韧皮部之间有不发达的形成层;维管束下方为发达的薄壁组织,薄壁细胞中含有簇晶状草酸钙结晶,紧贴下表皮分布有3~5层厚角细胞。见图3。

3.2.4 粉末深绿色。单细胞非腺毛基部钝圆,顶部锐尖或稍钝,长480~1150 μm,直径25~43 μm,壁厚3~8μm,有的胞腔内含黄棕色物,大多数表面光滑,有的可见条状纹理或细小疣状突起。草酸钙簇晶众多,大多分布在叶肉或表皮细胞中,直径21~56 μm,也可见草酸钙方晶,8~25 μm。导管多数为螺纹导管,直径15~44 μm,少数为网纹导管,直15~45 μm。纤维多成束,有的与导管连结。见图4。

4 小结

本研究对木槿叶的性状进行了观察;对其粉末及组织特征进行了显微研究。发现其叶片中含有大量的草酸钙簇晶;其导管主要为螺纹,少数网纹;此外,尚有单细胞非腺毛及腺毛。以上特征,可作为木槿药材的鉴别依据。

【参考文献】

[1]Lee SJ,Yun YS,Lee IY,et a1.An antioxidant lignan and other constituents from the root bark of Hibiscus syriacus[J].Planta Med,1999,65(7):658.

[2]李朝阳,杨朝霞.木槿叶营养成分测定[J].吉首大学学报(自然科学版),2002,23(4):95.

单细胞生物特征范文第3篇

论文摘要: 细胞凋亡又叫细胞程序性死亡,是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。

细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1 ]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的,经过进一步深入研究之后,他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年,细胞凋亡的研究主要集中在动物,人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样,在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性,有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来,随着植物细胞凋亡的研究进展,人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分,同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。

1 植物细胞凋亡的一般特征

经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器) [3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA 在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA 梯度(DNA ladder) ,此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。

2 细胞凋亡的检测方法

2. 1 细胞形态学观察法

苏木素- 伊红(HE) 染色法: 石蜡切片的HE 染色是组织形态学检测的常规方法, 光学显微镜下细胞核呈蓝黑色, 胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布, 表现在核染色质致密浓缩, 核碎裂等。

(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体, 初期细胞可见完整的细胞器, 细胞膜完整, 凋亡小体形成。目前一致认为, 电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。

(2) 荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理, 可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoech st 33258或Hoech st 33342、碘化丙啶(P I)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞, 而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光, 正常细胞呈均匀荧光染色, 而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。

2. 2 反映凋亡细胞膜改变的方法:染料排斥法。

除了电镜能反映细胞膜完整性外, 还可用染料排斥法, 如台盼蓝、P I 等。坏死细胞膜破损, 被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整, 不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此, 此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上, 磷脂酰丝氨酸基团(PS) 位于胞内侧, 而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧, 以利于被吞噬。因此, 磷脂酰丝氨酸基团位置的改变, 可作为凋亡细胞的一个标志。

2. 3 反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法

细胞凋亡过程中,DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。

(1) 琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后, 于含EB 的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180~ 200 bp 左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法. PEG6000 诱导的小麦叶片[7] 、羟自由基诱导的烟草细胞[8] 、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9] 和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD 时均检测到DNA 梯状条带。

(2) 流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时, 其细胞膜的通透性增加, 但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间, 利用这一特点, 被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。

( 3 ) 原位末端标记法( In Situ End2L abeling,ISEL )。通过DNA 多聚酶I 把已标记的核苷酸结合到DNA 的单链断裂处, 以寻找有无Ap 发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。

(4) 原位切口平移法( In Situ N ick T ran slat ion, IS2N T )。利用DNA 多聚酶将核苷酸整合到Ap 细胞内断裂的DNA 3′羟基末端, 同时水解5′末端,以修复DNA。若用已标记的核苷酸, 即可显示出有断裂DNA 的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap 的观察。

( 5) 末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT 2m e2diated X2dU TP n ick end labeling, TUN EL )。末端转移酶(TdT ) 介导的X2dU TP 缺口标记法是目标原位检测Ap 最为敏感、快速、特异的方法, 其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT ) 可催化在DNA 片段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应, 即DNA 片段加尾。利用末端转移酶(TdT ) 将标记的脱氧核苷酸转移到DNA 缺口或3′羟基末端上, 通常所用的核苷酸为dU TP, 标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。

(6) EL ISA 法。对Ap 细胞内DNA 片段的检测还可用EL ISA 法。悬浮细胞经裂解, 高速离心去除核的成分后, 取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板, 反应后再加酶标抗DNA 抗体, 若上清中含断裂的DNA片段, 则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。

3 植物发育过程中的细胞凋亡

萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上, 与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到, 但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。

3.1 导管的形成

导管是由排列有序的死亡的导管分子(tracheary elements, TEs)构成。王雅清和崔克明[ 13 ]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织, 而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14 ].

3.2 单性花的形成

许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。

3.3 大、小孢子的形成和发育

大多数种子植物中, 大孢子母细胞减数分裂形成4 个大孢子。仅有1 个能发育成雌配子体, 其余的3个大孢子退化。例如, 蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子, 这4个大孢子通常呈线型或T型排列, 仅有1个能继续发育成雌配子体, 其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15] 。

3.3 雌雄配子体的发育

植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中, 原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].

3.4 胚的发育

在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成, 在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡, 形态上表现为质壁分离, 原生质体固缩。单子叶植物的种子中, 在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞, 含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子, 后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织, 分泌水解酶, 水解胚乳成分, 种子萌发后, 糊粉层功能完成, 便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡, 没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育, 会因饥饿而死亡。

3.5 根冠细胞的死亡

根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有DNA ladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20] 。

3. 6  叶发育过程中的细胞凋亡

在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片) 的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、RNA 酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21 ] ,这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。

4 环境胁迫诱导的植物PCD

4. 1  植物超敏反应中的PCD

超敏反应(hypersensitive response HR) 是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,DNA 片段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。 转贴于

4. 2  盐胁迫诱导的PCD

无机盐KCN、NaCl 、CaCl2 和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl 500mmol/ L)处理后,出现明显的DNA 梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63 MPa)对小麦根系进行渗透胁迫,在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA 条带,表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂,末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。

4. 3  活性氧与植物细胞凋亡

活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时,细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS 清除酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性,从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS,或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。

5 研究植物细胞凋亡的意义及展望

导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。

由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、DNA 复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。

随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27] 。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。

参考文献

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单细胞生物特征范文第4篇

【关键词】 永生化;肝细胞;细胞系;生物学特性;SV40;脂质体

Establishment and biological characterization of an immortalized human fetal hepatocyte line

【Abstract】 AIM: To establish an immortalized human fetal hepatocyte line and to study its biological characteristics and functions. METHODS: Human fetal hepatocytes were transfected with pcDNA3.1 recombined vector containing the Simian Virus 40 large T antigen. Characteristics of the immortalized fetal hepatocyte line were evaluated by morphologic and functional detection. RESULTS: One of the hepatocyte clones displaying highly differentiated in liver function and immortalized characteristics had been screened after 40 day selection of 700-300 mg/L G418. The immortalized hepatocyte line maintained the most morphologic characteristics of primary hepatocyte. The cell cloneforming rat was 31.2%. The immortalized human fetal hepatocytes had a normal karyotype and were not able to grow in soft agar culture. It had the ability of composing albumin and the immunohistochemical test showed that the SV40T gene had been integrated into the transformed cell genome. CONCLUSION: The immortalized human fetal hepatocyte line has the similar most morphologic characteristics and biological function to primary hepatocytes, and it would become ideal cell material on the study of bioartificial liver and hepatocyte transplantation.

【Keywords】 immortalized; hepatocytes; cell line; characterization; SV40; liposomes

【摘要】 目的: 构建永生化肝细胞系并对其生物学特性及某些功能进行研究. 方法: 利用SV40T基因和真核表达载体pcDNA3.1经脂质体转染至体外分离培养的人胚胎肝细胞,使其永生化,进一步鉴定其形态学特征和生物学功能. 结果: 经G418 700~300 mg/L筛选,40 d后获得一株阳性克隆. 形态学观察发现,该细胞具有原代培养肝细胞的大多数典型特征. 永生化胚胎肝细胞克隆形成率为31.2%,染色体核型分析表明细胞核型无明显异常,软琼脂集落形成试验表明细胞在软琼脂中不能生长,免疫组化证明SV40T基因已整合入细胞,而且该细胞具有合成白蛋白的功能. 结论: 新建胚胎肝细胞系具有与原代肝细胞类似的形态特征及生物学功能,可以成为生物人工肝及肝细胞移植研究中的理想细胞材料.

【关键词】 永生化;肝细胞;细胞系;生物学特性;SV40;脂质体

【中图号】 R512.6

0引言

原位肝移植可以有效治疗各种原因引起的肝功能衰竭,因而成为治疗肝功能衰竭的唯一有效手段. 但由于受到技术复杂、价格昂贵尤其是供肝短缺的困扰,使它的临床应用受到很大限制,难以及时有效地挽救患者的生命. 研究显示生物人工肝及肝细胞移植可以作为一种有效的替代治疗手段,帮助患者渡过危险期等待肝移植甚至直接取得令人满意的疗效,因而为肝衰竭的治疗提供了一种新的选择[1-5]. 而该项技术的应用需要足够数量肝细胞材料,动物肝细胞或者各种肝细胞系由于存在病毒感染及潜在的致瘤危险,无法成为理想的选择. 从理论上讲人源性肝细胞应该是最佳材料,但原代细胞体外培养增殖及传代困难,而且来源同样受到很大限制,为此我们采用脂质体转染的方法,构建了一株永生化胚胎肝细胞系,并对其生物学特性进行研究,希望可以为生物人工肝及肝细胞移植的临床开展提供理想而充足的细胞材料.

1材料和方法

1.1材料含有SV40 Large T抗原片段的质粒pcD2由北京大学人民医院妇科肿瘤中心刘广芝教授惠赠,真核表达质粒pcDNA3.1由本校微生物教研室保存. 14~28 wk水囊引产死胎由本院妇产科提供,DMEM培养基及胎牛血清购自Gibco公司;DMSO及秋水仙素为Sigma公司产品;抗SV40T单克隆抗体购自USBio公司;人血白蛋白单克隆抗体购自DAKO公司,质粒提取试剂盒为Promega产品.

1.2方法

1.2.1重组质粒的构建及鉴定提取含SV40LargeT的pcD2质粒,限制性内切酶BamHⅠ单酶切,10 g/L琼脂糖电泳. 回收含目的DNA片段的凝胶,纯化后用T4 DNA连接酶与pcDNA3.1空载体进行连接. 制备感受态细胞并提取重组质粒. 用限制性内切酶BamHⅠ进行酶切,10 g/L琼脂糖电泳鉴定.

1.2.2胚胎肝细胞的分离培养及转染取引产死胎儿置无菌托盘中,常规消毒铺单后打开腹腔,显露游离门静脉后插管,用DHanks液(含0.01 g/L EDTA,37℃,pH 7.4,通以含950 mL/L O2及50 mL/L CO2的混和气体)以20 mL/min的速度灌入,随后于下腔静脉插管放出积血积液,并剪开胸腔,夹闭上腔静脉. 灌注5 min至肝脏变色后改为含0.05 g/L胶原酶的Hanks液(37℃,pH 7.4,通以含950 mL/L O2,50 mL/L CO2的混合气体)持续灌注5 min. 取下肝脏,置于含4℃ Hanks液的平皿中,剪开肝被膜,疏下肝细胞,以单层无菌纱布过滤,制成混合细胞悬液,以100目及200目筛网过滤,500 r/min清洗离心3次,每次2 min,弃上清,以4℃ Hanks液重悬,台盼蓝(Trypan Blue)染色判断细胞活率,肝细胞活率>90%时,计数制成肝细胞悬液,以终浓度1×105/mL接种于培养瓶内,选择低糖DMEM培养基,其中含15 mL/L胎牛血清、10 nmol/L胰岛素,培养48 h后采用脂质体转染法将重组质粒SV40T/pcDNA3.1转染至胎肝细胞. 用含700 mg/L G418的培养液筛选1 wk,将G418浓度改为300 mg/L,至出现阳性克隆,将其转移至新培养瓶进行扩大、传代培养.

1.2.3细胞形态的观察在倒置显微镜下观察新建肝细胞系的形态,并在电子显微镜下观察细胞的超微结构.

1.2.4细胞生长曲线的测定细胞消化后制成悬液,以103浓度接种于96孔板内,37℃,50 mL/L CO2孵箱内培养,每天取8孔加入MTT溶液20 μL/孔, 37℃继续孵育4 h,终止培养吸去上清,加入150 μL DMSO,振荡10 min,在酶联免疫检测仪上选择490 nm波长,测定光吸收值取平均值,连续测定12 d. 以时间为横坐标,光吸收值为纵坐标绘制细胞生长曲线.

1.2.5细胞克隆形成率肝细胞以1个细胞/孔的密度接种于96孔板,连续培养15 d,在倒置显微镜下观察含有50个以上细胞的细胞克隆数,按下列公式计算细胞克隆形成率:克隆形成率(%)=(克隆数/接种细胞数)×100%.

1.2.6软琼脂试验肝细胞预先制成细胞悬液,在60 mm培养皿中预先铺上含12 g/L琼脂的培养基,将细胞以1×105/皿浓度与37℃预温的含6 g/L琼脂的培养基混匀后,接种于平皿内底层琼脂培养基上,连续培养20 d后观察克隆形成数.

1.2.7染色体检查取对数生长期的肝细胞加入终浓度为0.5 mg/L的秋水仙碱,继续作用4 h,收集分裂中期细胞,离心去上清,加入0.075 mol KCl低渗处理20 min,最后经甲醇冰乙酸固定,制片,Giemsa染色后,在油镜下观察染色体形态.

1.2.8免疫组织化学方法检测整合的SV40T基因及ALB在细胞中的表达新建胎肝细胞系常规爬片,PBS清洗,4℃丙酮固定,30 mL/L H2O2处理,血清封闭,分别滴加人血清白蛋白单克隆抗体及SV40T单克隆抗体,孵育60 min,然后滴加HRP标记的二抗,孵育60 min,苏木精复染. 脱水、透明、封片、镜检.

2结果

2.1重组质粒的鉴定重新构建的质粒SV40T/pcDNA3.1经BamHⅠ单酶切,酶切产物以10 g/L琼脂糖凝胶电泳,获得大小约2600 bp及5600 bp的2条带,前者符合GenBank中SV40T片段大小(图1).

图1重组质粒酶切鉴定(略)

2.2胚胎肝细胞的培养及转染原代胚胎肝细胞经分离纯化,细胞存活率达91%. 体外培养48 h后,可见80%贴壁,经脂质体转染SV40T/pcDNA3.1重组质粒,G418筛选40 d后出现一簇抗G418的阳性克隆. 将其转移至新培养瓶内继续培养.

2.3细胞形态观察胚胎肝细胞在培养瓶中呈单层贴壁生长,细胞呈椭圆形、典型的上皮细胞样特征,传代一次约需5 d时间(图2A). 透射电镜观察,细胞呈典型的肝细胞形态与结构,细胞核仁增大,胞内含丰富的糖原颗粒,细胞极性恢复可见紧密连接和毛细胆管重建(图2B).

图2胚胎肝细胞形态结构(略)

2.4细胞生长曲线根据MTT数据绘制的生长曲线显示,细胞在培养第4日进入对数生长期,第7日进入平台期,第12日后开始出现凋亡(图3).

图3胚胎肝细胞生长曲线(略)

2.5细胞克隆形成率及软琼脂集落形成试验细胞连续培养15 d,形成非常明显的克隆,克隆形成率为31.2%. 而在软琼脂培养基内,细胞连续生长20 d,未见有细胞克隆形成,说明该永生化肝细胞不能在软琼脂培养基内生长.

2.6染色体核型分析第16,28,45代肝细胞各计数30个分裂相,均为正常二倍体细胞,染色体为23对,核型结构与正常人肝细胞相同(图4).

图4染色体核型分析(略)

2.7免疫组织化学检测结果以抗SV40T单克隆抗体作一抗,免疫组化检测可见肝细胞核内的棕色颗粒,证实SV40T基因已整合入胚胎肝细胞(图5A). 另外该永生化胚胎肝细胞具备合成白蛋白的能力,免疫组化检测可见胞浆内有棕色颗粒着色(图5B).

图5免疫组织化学染色(略)

3讨论

近年来在重型肝炎的治疗方面已得到共识,即生物人工肝及肝细胞移植可以作为原位肝移植的有效替代治疗手段治疗肝功能衰竭,而且取得了一定的临床治疗效果. 然而由于供肝短缺和原代肝细胞体外培养增殖困难,使得肝细胞材料的相关研究成为关注的热点. 人们曾尝试采用异种肝细胞或各种肝细胞系如C3A,HepG2来解决这一问题[6-9],常用的猪肝细胞应用最为广泛,效果也可靠,但异种肝细胞可引起强烈的免疫排斥反应,而且由此带来的人畜共患疾病的感染无法避免[10]. 采用C3A, HepG2的生物人工肝在动物实验及部分临床试验中已取得肯定的结果,可是细胞系的来源为肿瘤细胞,研究显示它的细胞色素P450酶活性、氨清除和尿素合成功能均较差,加之用于处于免疫抑制状态的重型肝炎患者,潜在致瘤的风险始终令人担忧[11-12].

我们利用真核表达载体pcDNA3.1,将猿猴病毒40大T抗原基因通过脂质体转染至体外培养的原代胚胎肝细胞,经G418筛选40 d后获得一阳性细胞克隆. 生长曲线观察结果表明,该细胞具有永生化细胞系典型的“S”特征,细胞生长的每一阶段特征明显. 光学显微镜下观察,细胞呈典型的上皮细胞样贴壁生长,细胞增殖较快;透射电镜观察发现,细胞呈典型的肝细胞形态与结构,细胞核仁增大,胞内含丰富的糖原颗粒,细胞极性恢复可见紧密连接和毛细胆管形成. 表明转染肝细胞在形态结构上与原代细胞无明显差异. 此外,我们构建的永生化胚胎肝细胞系的克隆形成能力较强,在软琼脂培养基中不能生长,而且核型组成与正常肝细胞相同,说明该细胞没有发生恶性转化. 经免疫组织化学检测,转染肝细胞核内染色可见大量棕色颗粒,表明SV40T抗原已整合入胚胎肝细胞内,另外人血白蛋白在细胞胞浆中有明确表达,说明该细胞系具备分泌蛋白的能力,具有正常肝细胞的某些功能.

本研究结果表明,利用SV40T抗原,采用脂质体转染方法建立的这株永生化胚胎肝细胞系,具备了原代肝细胞的典型形态特征以及某些生物学功能,为肝细胞体外长期培养以及功能维持提供了可能,应该可以成为生物人工肝及肝细胞移植研究中的理想细胞材料,从而为生物人工肝及肝细胞移植临床的广泛应用奠定更加坚实的基础.

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单细胞生物特征范文第5篇

妊高征的病因目前仍未明了,但胎盘与妊高征的发病密切相关。滋养细胞是胎盘组织中的主要细胞类型,由于它与母体接触最为紧密,在妊高征的研究中受到重视。胎盘滋养细胞分为细胞滋养细胞和合体滋养细胞,具有多种生物学活性。本文就滋养细胞与妊高征的发病关系作一综述。

滋养细胞与正常妊娠

滋养细胞约在受精后第4天出现,为一层扁平细胞构成胚胞壁,至孕中期胎盘形成时可分为两种类型:合体滋养细胞和细胞滋养细胞。前者与母血直接接触,后者又分为绒毛内细胞滋养细胞、绒毛外滋养细胞和血管内滋养细胞。

胚胞植入后至孕10周前,胎盘细胞滋养细胞仍以内膜基质浸润为主,很少侵及间质血管。孕12周后,滋养细胞加快侵蚀子宫蜕膜和临近三分之一肌层及其螺旋动脉,破坏管壁经构而代之以纤维素样组织,将狭窄的弹性血管变为低阻、无弹性且血管扩张的子宫胎盘血管,并失去对血管活性物质的敏感性,从而使流入绒毛间隙的血量迅速增加。用氧电极直接导入法测得在孕8~10周绒毛间隙氧压为2.4±0.9kPa,子宫内膜为5.3±1.6kPa;在孕12~13周绒毛间隙氧压增至8.1±1.6kPa。

近年来研究发现,细胞滋养细胞在侵蚀子宫组织并最终取代血管壁的过程中,其表面粘附分子表型发生改变,模拟血管内皮细胞表面抗原[1]。例如,绒毛内细胞滋养细胞表达α5β5,但合体滋养细胞、胎盘床及锚状细胞柱中的细胞滋养细胞均不表达α5β5。相反,α5β5在绒毛内细胞滋养细胞和细胞柱浅层中的细胞滋养细胞呈弱或不表达,而子宫壁组织和侵入血管壁中的细胞滋养细胞高度表达。在体外培养的细胞滋养细胞侵蚀模型中,用抗-α5β3抗体封闭α5β3后使细胞滋养细胞侵蚀能力降低75%。另一种粘附分子 e-cadherin在细胞滋养细胞分布与α5β5相似,而 vE-cadherin的表达类似α5β3。由于正常血管内皮细胞表达α5β3和 vE-cadherin,因此认为在侵蚀子宫壁和螺旋动脉并取代血管内皮细胞之前,细胞滋养细胞必须调整表面粘附分子的表达,出现血管内皮细胞表面抗原[2]。

滋养细胞与妊高征

一、滋养细胞侵蚀能力改变

妊高征患者滋养细胞侵蚀功能受损,从而导致胎盘种植较浅,这一观点在组织学上已被广泛证实,并公认为是触发妊高征病理生理改变的直接原因。最近有人提出了妊高征滋养细胞侵蚀功能降低的生化方面的证据。 de groot等[3]前瞻性地检测了妊高征孕妇血中胰岛素样生长因子结合蛋白-1( iGFBP-1)的含量,发现在孕中期(19±1周)为115.2±19.2nmol/L,较正常孕妇252.8±48.0nmol/L为低,距发生临床症状的时间为20±1周。由于 iGFBP-1在孕期主要来源于子宫内膜间质,他们认为,妊高征滋养细胞侵蚀能力下降,子宫内膜破坏较小,因此其从子宫血管渗入母血就相应减少,和滋养细胞的侵蚀行为相一致。

妊高征滋养细胞侵蚀能力低下的原因目前仍不清楚,但最终有两种可能性:滋养细胞本身缺陷或细胞周围环境的作用。 zhou等[4]用免疫组化方法观察了妊高征患者绒毛外滋养细胞粘附分子的表达,发现与正常妊娠不同,这些具有侵蚀能力的细胞仍表达粘合素α5β5,但α5β3呈弱表达。另外,α3、α5、和β1亚单位的水平与正常妊娠无差别,但α6、α5和α5β1表达增强,α1β1无或弱表达。提示妊高征细胞滋养细胞表型发生改变,不利于细胞侵蚀作用。鉴于妊高征患者均有子宫胎盘血管供血不足, genbacev等[5]研究了缺氧对滋养细胞侵蚀行为的影响。在氧饱和度分别为2%、20%的条件下,用提纯的绒毛内细胞滋养细胞(10~12周)与子宫蜕膜(10~12周,不含滋养细胞)在体外共同培养,72h后发现在2%O2浓度下滋养细胞大部分已侵入蜕膜深层,而2%O2浓度下滋养细胞甚至在96h仍只聚集在蜕膜表面,侵入量很少。用分离的细胞外基质( eCMs)替代蜕膜组织,结果相似。后一种情况下滋养细胞无需蜕膜组织共同培养,表明缺氧本身对滋养细胞侵蚀能力有损伤作用。值得注意的是在2%O2条件下培养6天,细胞滋养细胞仍多贴附于 eMCs表面,若3天后 o2浓度改为20%再培养3天,细胞侵蚀能力恢复正常。

genbacev等所用蜕膜均取自正常妊娠子宫。而妊高征具有一定的遗传倾向,因此母体子宫内膜也可能与妊高征胎盘滋养细胞侵蚀能力低下有关。在体外实验发现,细胞滋养细胞的侵蚀能力受多种细胞因子调控[6]。例如,激活素 a、白血病抑制因子、 iL-1β等都能刺激细胞滋养细胞的侵蚀活性,而 tGF-β、糖皮激素、缺氧等对此起抑制作用。子宫蜕膜中含有丰富的免疫细胞,分泌细胞因子构成复杂的网络调节系统,妊娠后胎盘细胞滋养细胞的侵蚀活动即受这些免疫细胞及细胞因子的精细调节。 giudice等[7]研究发现 iGFBP-1在体外有抑制细胞滋养细胞侵蚀子宫蜕膜基质作用,在妊高征患者(21~34孕周)胎盘床母儿交界处 iGFBP-1表达较对照组明显增高。

二、滋养细胞增殖与分化异常

绒毛内细胞滋养细胞脱离基底膜后有两条分化途径:融合成合体滋养细胞或侵入蜕膜成为绒毛外滋养细胞。在体外缺氧条件下培养,发现绒毛细胞滋养细胞的增殖能力与其分化呈反向关系。在2%O2浓度下,其侵蚀能力是20%O2的十分之一,而其结合[3H]胸苷和5-溴脱氧尿核苷的量是后者的2~3倍[5]。 alsat等[8]研究了缺氧对正常妊娠晚期细胞滋养细胞体外分化成合体滋养细胞的影响,观察到在19%O2下培养3天,几乎全部单核细胞经过聚集和融合为合体滋养细胞,免疫印迹发现粘附分子 e-cadherin表达转阴。而9%O2浓度下,单核细胞仍呈聚集状,合胞体少见, e-cadherin持续阳性。同时激素分泌水平下降, hCG平均为289±26IU/L,而19%O2下为1100±155IU/L。但缺氧组70%细胞表达增殖细胞核抗原( pCNA),而19%O2组无 pCNA表达。若将缺氧状态的细胞滋养细胞改为20%O2浓度下培养,3天后所有细胞恢复正常。

妊高征胎盘病理特点是合体滋养层发育不良,细胞滋养细胞增生, pCNA阳性细胞增多[9]。这些病变的发生机理可以通过缺氧来解释,但滋养细胞的接触和融合也与其侵蚀过程一样,是复杂的细胞间粘附分子作用的结果,受多数因子调控,值得继续深入研究。

三、滋养细胞分泌血管活性物质失衡

胎盘是一个内分泌器官,分泌多种甾体和蛋白质激素,其中滋养细胞还能合成和产生前列腺素等血管活性物质。妊高征患者滋养细胞分泌血管活性物质与正常孕妇不同。 cervar等[10]在体外分离培养妊高征(31~40孕周)胎盘中的滋养细胞,培养5天后,测到内皮素-1、2产量较对照组减少,而 tXB2浓度增高, tXB2/6-keto-PGF1α比例上调,血管紧张素Ⅱ、6-keto-PGF1α和白三烯 b4浓度二组相似。 ding等[11]更进一步分离纯化出孕晚期妊高征胎盘中细胞滋养细胞进行培养,一周后 tXB2浓度较对照组升高3~4倍,而6-keto-PGF1α与 pGE2浓度两组间无差异。另外有作者[12]证实血管紧张素肽酶 a定位于绒毛内细胞滋养细胞,其活性在妊高征胎盘增高,并与血压、蛋白尿程度呈正相关。

这些资料提示,妊高征滋养细胞分泌血管活性物质比例失衡,进一步加重了血管功能损害,激活凝血系统。前列腺素的产生与前列腺素合成酶的活性相关,已证实缺氧能使体外培养的滋养细胞中前列腺素 h合成酶-2表达增高, tXB2产生增多[13]。 johnson等[14]在体外培养滋养细胞揭示,细胞滋养细胞产生 tXB2,合体滋养细胞产生 pGE2,不产生或很少产生 tXB2;滋养细胞与纤维蛋白基质共同培养时 tXB2产生增加;滋养细胞在分化过程中可以调节环氧化酶的表达,并受纤维蛋白基质的调控。此结果模拟了妊高征胎盘纤维蛋白严重沉积而产生的病理生理过程。

四、滋养细胞对血管内皮损伤作用

血管内皮损伤在妊高征发病中的作用近年来得到广泛的研究。血管内皮细胞直接暴露于血液循环,对它的损害作用最可能是血液中含有某种“毒性”成分。鉴于胎盘在妊高征发病中的作用,人们自然设想到血清中活性因子很可能是胎盘释放入血的。事实上,最早将滋养细胞与妊高征联系在一起是在1893年,当时 schmorl首次报道了在1例死于子痫的妇女双肺中发现了滋养细胞。后来认识到妊娠时滋养细胞进入母血循环是正常生理现象,但妊高征孕妇胎盘微绒毛呈棒状改变,局部有坏死和脱落,有更多的滋养细胞进入母血。因此,人们想象滋养细胞损伤血管内皮。

smarason等[15]从正常妊娠和妊高征孕妇胎盘分离出合体滋养细胞微绒毛膜( sTBM),发现二者均能抑制体外培养的血管内皮细胞增殖,而且抑制程度相同,对内皮细胞单层结构改变的形态相似。据此,他们假设是因为母血中混入的合体滋养细胞成分损伤了全身血管内皮。尽管正常孕妇胎盘也有这种作用,但妊高征患者血中滋养细胞成分增多。后来,他们又发现[16]妊高征孕妇外周血浆具有抑制血管内皮细胞增殖的能力,但血清却失去这种作用。将 sTBM加入男子外周血中,也出现类似结果。 cockell等[17]用制备的 sTBM囊泡灌注去甲肾上腺素预先处理过的皮下小动脉,观察对乙酰胆碱舒血管作用的影响,同时用生理盐水和红细胞膜灌注作对照。结果发现灌注2h后,对照组不影响小动脉对乙酰胆碱的反应,而 sTBM组对其反应明显降低。电镜证实,反应组小动脉内皮中断,细胞器扭曲,内皮下平滑肌细胞正常。新近,有学者采用多种抗滋养细胞膜抗体,通过免疫荧光和流式细胞技术来检测妊高征患者血浆中 sTBM浓度,结果发现,妊高征妇女外周及子宫静脉血浆中的 sTBM水平均高于正常妊娠妇女(外周血浆:29.12nmol/L对7.36nmol/L;子宫静脉血浆:91.84nmol/L对32nmol/L),并且子宫静脉血浆中浓度高于外周血浆,证实了胎盘滋养细胞脱落 sTBM进入母血循环。他们还发现,妊高征患者血浆抑制血管内皮细胞增殖活性与血浆中 sTBM浓度呈相关性[18]。

五、滋养细胞表达 hLA抗原

胎儿作为半个异体移植物而不被母体排斥,其原因之一被认为与滋养细胞不表达 hLA抗原有关。资料表明,合体滋养细胞无 hLA抗原表达,但绒毛外细胞滋养细胞表达此类抗原,后来确定为 hLA-G,属于 hLA-I类抗原。对 hLA-G的表达调节及其功能知之甚少,由于其主要出现于绒毛外细胞滋养细胞,推测它的表达是滋养细胞侵入母体所必需,具有抑制母体局部免疫反应作用[19]。 colbern等[20]研究了妊高征胎盘组织 hLA-G抗原的表达情况,发现在孕晚期胎盘滋养细胞与蜕膜交界处 hLA-G表达水平较正常孕妇降低。但他们同时注意到妊高征组绒毛外细胞滋养细胞数目也较正常组减少,而每个细胞滋养细胞的表达水平两组间无差异性。 hLA-G在正常妊娠和病理妊娠中的作用有待于更深入地研究。

结语

综上所述,妊高征胎盘滋养细胞的病理改变是复杂多样的,牵涉到多方面的细胞生物学特性。在胎盘发生过程中,滋养细胞的作用十分复杂并受到精细调节。一方面它侵入母体子宫组织特别是螺旋动脉,另一方面它表现出良性的生物学行为。目前已知滋养细胞植入较浅而致胎盘缺血缺氧启动了疾病的发生过程。但妊高征滋养细胞侵蚀能力受阻的起因不明,继续加快这方面的研究,将有助于最终揭示妊高征的发病机理。

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