植物中的褪黑激素及其功能

褪黑激素是普遍存在于动物体内的吲哚类激素 ,具有多种复杂的生物学功能。近年来人们发现植物中也含有褪黑激素并已经在多种植物中特别是食用和药用植物中检测出来。在植物中广泛进行褪黑激素的研究将对人类的营养、医药和农业提供非常有益的信息。

端粒及端粒酶的研究进展

端粒是染色体末端独特的蛋白质ＤＮＡ结构， 在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要的作用． 端粒酶则是由ＲＮＡ和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶． 端粒长度和端粒酶活性的变化与细胞衰老和癌变密切相关． 端粒结合蛋白可能通过调节端粒酶的活性来调节端粒长度， 进而控制细胞的衰老、永生化和癌变．

乙烯诱导胡萝卜原生质体凋亡

乙烯是一种参与多种重要生理学过程的植物激素。用乙烯利在密闭条件下处理胡萝卜（ＤａｕｃｕｓｃａｒｏｔａＬ．）原生质体（在ｐＨ＞４．１时释放乙烯），发现随着乙烯利浓度增加，细胞死亡率逐渐增高。经乙烯利处理的胡萝卜原生质体出现核内染色质固缩，形成凋亡小体等典型的细胞凋亡的形态学特征。用中性法彗星电泳观测到彗星状的核ＤＮＡ片段的迁移。ＤＮＡ电泳分析观察到细胞凋亡时产生的典型的核小体间ＤＮＡ断裂所形成的梯状条带。结果表明。

彗星电泳法在植物原生质体凋亡检测中的应用

应用中性法彗星电泳检测烟草（ＮｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍＬ．）原生质体的凋亡。结果表明，彗星发生的百分率（彗星率）和发生核质固缩及“核着边”（凋亡形态学标志）的细胞的百分率之间存在明确的相关性。利用标准的细胞凋亡检测手段，包括ＤＮＡｌａｄｄｅｒｉｎｇ及核糖核酸末端转移酶介导的ｂｉｏｔｉｎｄＵＴＰ缺口末端标记（ＴＵＮＥＬ），都证明这种彗星电泳法可以用来比较精确地检测植物原生质体的凋亡。

低温胁迫下褪黑激素对烟草悬浮细胞精氨酸脱羧酶活性的影响

研究了褪黑激素对烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在低温胁迫下精氨酸脱羧酶活性及细胞生存率的影响。发现褪黑激素可以明显提高低温胁迫下烟草悬浮细胞精氨酸脱羧酶的活性,并明显提高细胞的生存率。表明褪黑激素可能在低温条件下通过调节植物细胞内多胺的合成而提高抵御冷害的能力。

HPLC法测定黄芩叶、花、种子中褪黑激素的含量

应用高效液相色谱 荧光检测系统测定了昼夜两个时间点黄芩鲜叶中褪黑激素的浓度差别 ,同时也检测了花、种子中褪黑激素的含量。结果表明 ,夜间和白天采集的新鲜叶片昼夜含量不同 ,分别为 1 .65 0 3ng/g和 0 .5 1 63ng/g。在花和种子中也检测到褪黑激素。尽管目前对褪黑激素在植物中的作用尚不完全清楚 ,但是有关植物中褪黑激素含量的研究将对营养、医药和农业等提供有益的信息。

羟自由基诱导烟草细胞凋亡

用适当浓度组合的硫酸亚铁和过氧化氢反应以产生羟自由基来处理烟草悬浮细胞，首次观察到了细胞中染色质凝缩、边缘化、细胞核解体等典型的细胞凋亡的形态学特征；在ＤＮＡ 琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到因核ＤＮＡ 有规则地在核小体间被降解而产生的阶梯状条带；末端脱氧核糖核酸转移酶介导的３’ＯＨ 末端标记法（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｄｅｏｘｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ （ＴｄＴ）ｍｅｄｉａｔｅｄ ｄＵＴＰ ｎｉｃｋｅｎｄｌａｂｅｌｉｎｇ，ＴＵＮＥＬ） 检测结果为阳性。这些实验表明，羟自由基确能诱导烟草细胞凋亡。

植物细胞凋亡的研究进展

大量的实验研究表明细胞凋亡普遍存在于植物中 ,对于植物的正常生长发育及病理过程具有十分重要的生物学意义。植物细胞与动物细胞凋亡有许多相似的特征 ;在凋亡过程中有核酸内切酶的激活以及类caspase的参与 ;尽管植物细胞与动物细胞凋亡具有相似特征和机制 。

苹果果肉中抗氰氧化酶(AOX)的分离鉴定

水果果肉的组织特征决定了从果肉中抽提线粒体的方法与其它组织有所不同。采用平面细孔瓜果刨破碎果肉、差速离心、密度梯度纯化等方法能够得到活性较高的线粒体。Brother氧电极能够判断线粒体膜是否完整。利用PAGE凝胶电泳、WesternBlot(AOX单克隆抗体 )等分析手段 ,对‘RoyalGala’苹果中AOX进行了分离和鉴定。结果表明 :‘RoyalGala’苹果果肉线粒体中AOX单体的分子量约在 35～ 37kD之间 ,二聚体约为 90kD左右。这与其它已分离鉴定的产热植物或烟草等线粒体中AOX蛋白的分子量基本一致。

用TUNEL法检测植物原生质体的凋亡

TUNEL是近年来发展的一种对凋亡细胞进行原位检测的方法 ,可以特异性地标记完整的凋亡细胞核或凋亡小体的染色体 3’_OH断裂末端 ,但在植物细胞中的应用还不多。本文报道应用TUNEL法检测胡萝卜原生质体的凋亡 ,并与DNA电泳、彗星电泳等方法进行了比较 ,结果表明它是一种适用于植物原生质体凋亡检测的灵敏度较高的方法。

羟自由基诱导的烟草原生质体的凋亡:流式细胞法的新证据(英文)

用1.0mmol/L FeSO_4/0.5mmol/L H_2O_2处理烟草(Nicotiana tabacum L.,cultivar BY-2)原生质体,发现羟自由基能够诱导烟草原生质体的凋亡。具体表现为细胞核皱缩、DNA Ladder、TUNEL阳性反应等典型的凋亡特征。在动物细胞凋亡过程中,线粒体起着非常重要的作用,其中膜电位(ΔΨ_m)的变化以及由其引起的位于线粒体膜上的通透性孔(PTP)的开放与Cyt c的释放有关。另外,在动物凋亡细胞中,磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)会从细胞膜内侧向外翻转。为了判断植物细胞凋亡过程中膜电位的变化情况以及PS的外翻程度,我们采用了流式细胞法。结果表明,随着处理时间的延长,烟草原生质体线粒体的膜电位逐渐降低;膜内PS大量外翻。说明由羟自由基和烟草原生质体组成的凋亡体系是一种可靠的凋亡组合,可以用来对植物细胞凋亡机理做进一步研究。

利用核磁共振技术检测植物细胞凋亡

在细胞凋亡的研究中，通常以检测细胞核和细胞器的形态改变或生物化学特性变化为指标进行分析。已有的实验表明：动物细胞在凋亡过程中，细胞膜的脂质双分子层发生了一系列生物物理和生物化学改变，如膜电位的改变、磷脂酰丝氨酸由细胞膜内侧向外翻转、细胞膜微粘度的改变等，这些变化会导致细胞中亚甲基信号强度的增加。我们利用质子核磁共振光谱分析(1H-NMR)方法，首次发现用物理和化学方法诱导的烟草(Nicotiana tabacuum L．cv．BY-2)和胡萝卜(Daucus carota L．)细胞在凋亡过程中伴随有亚甲基信号强度的明显增加。在用烟酰胺处理的烟草细胞中，亚甲基信号强度的增加与DNA Ladder几乎同时出现，随诱导时间的延长，亚甲基信号强度也逐渐增大，在24h亚甲基信号强度增加约2倍。而这种特征在坏死的细胞中并不存在。说明亚甲基信号强度的增加是动、植物细胞凋亡过程中所具有的共同特征，1H-NMR技术提供了一种精确可靠的分析植物细胞凋亡的手段，同时由于它所具有的非侵害性的特点，可能在揭示细胞凋亡机制的研究中具有一定的意义。

VK_3诱导悬浮培养的胡萝卜细胞凋亡

VK_3是一种醌类物质,在体内通过氧化还原产生超氧化自由基。我们的实验发现,VK_3对悬浮培养的胡萝卜细胞及原生质体有致死作用。这种作用是浓度依赖性的。100—800μmol/L的VK_3能引起10%—33%的细胞死亡。当VK_3浓度达到1mmol/L时,死亡率达到100%。DNA电泳分析发现,600和800μmol/L的VK_3处理过的细胞和原生质体产生大小为180bp整数倍的梯状条带。而在更高或更低浓度的处理中则没有观察到这种条带。用TUNEL方法检测,在400—800μmol/L浓度的处理中观察到细胞核DNA的断裂。而在更高或更低浓度的处理中则没有观察到这种断裂。由此我们推测,适当浓度的VK_3能诱导胡萝卜细胞及原生质体凋亡。

热激诱导烟草悬浮细胞的凋亡

烟草细胞经 48℃处理 4h再正常培养可出现典型的细胞凋亡的变化 .DNA梯状条带检测结果显示 ,48℃处理 4h的样品 ,其基因组DNA被降解形成明显的DNA梯状条带 ,表明热激诱发了DNA的核小体间的断裂 ,从而表现出典型的凋亡细胞的生化特征 ,而同样温度处理 2和 9h的样品虽然仍可观察到DNA梯状条带 ,但远不如处理 4h的清晰 .对处理 4h的样品进行核DNA断裂的原位检测 ,多数细胞显示极强的TUNEL阳性 ,表明其细胞核内有很严重的DNA断裂 .利用DAPI荧光染色也观察到细胞质收缩、染色质凝聚和细胞核解体等凋亡细胞的形态学变化 .

植物非细胞凋亡体系的构建

为了研究植物细胞的凋亡机制 ,利用热激诱导凋亡的烟草细胞中的胞质溶胶 ,构建了植物非细胞凋亡体系 .温育在此体系中的正常烟草细胞核 ,出现染色质固缩、形成凋亡小体等典型的细胞凋亡的形态学特征 ,DNA电泳分析观察到核小体间DNA断裂所形成的梯状条带 ,将细胞核进行彗星电泳观测到彗星状的核DNA片段的迁移 .抑制剂研究发现 ,pepstatinA ,leu peptin及EDTA均不能抑制上述形态学变化及生化变化 ,而iodoacetamide却能起到部分抑制作用 ,这与在动物细胞凋亡过程中发挥作用的Caspases的抑制模式十分吻合 。

丁酸钠诱导HeLa细胞凋亡过程中端粒酶活性及端粒长度的变化

研究了丁酸钠诱导的HeLa细胞凋亡过程中端粒酶活性和端粒长度的变化. 丁酸钠处理 48 h后, HeLa细胞表现出明显的凋亡特征: 染色质凝集, 形成凋亡小体, DNA在核小体间断裂并降解产生梯状电泳图谱. 凋亡细胞中端粒酶活性无显著改变, 端粒长度却急剧缩短; 抑制端粒酶活性后, 细胞对凋亡刺激的易感性增强, 端粒的降解加快. 以上结果表明, 丁酸钠诱导的细胞凋亡与端粒长度密切相关, 但不影响端粒酶的活性. 端粒酶则可以通过保护端粒来增加细胞对凋亡刺激的耐受性.

VK3诱导的植物细胞凋亡及其机理

VK3 可诱导烟草细胞的凋亡 ,表现为 :染色体凝集 ,凋亡小体形成 ,DNA末端断裂、降解形成梯状电泳 .此过程伴随特异核酸酶的激活 ,其活性依赖于Ca2 +,Mg2 +,可被Zn2 +和EDTA(Ethylenediaminetetraacetic)抑制 .DNA降解可被DEVD(Ac_Asp_Glu_Val_Asp_aldehyde)抑制 .核纤层蛋白降解为 35ku片段 ,DEVD ,PMSF(Phenylmethylsufosyl)及CH可抑制这种降解 .以上结果证明 ,VK3

极谱法测定植物中聚(ADP-核糖基)聚合酶活性

建立了一种简便、灵敏、可信的PARP活性测定的非同位素方法 ,即用线性扫描极谱法测出植物中PARP酶促反应产物烟酰胺 (NIC)的含量 ,从而测定PARP的活性 .NIC的检测限达0 .0 3μmol/L ,线性关系范围为 0 .0 6～ 5 μmol/L ,相关系数r =0 .999.NIC的回收率约达92 %～98% ,相对标准偏差小于 6 .6 % .结果表明 ,酶促反应混合物经过预处理后 ,产物NIC的测定不受干扰 .

端粒酶高表达对Bcl-2的负调节使用

端粒酶和Ｂcl－２均对调控细胞凋亡有重要作用，端粒酶的活化及Ｂcl－２的表达失调还与肿瘤的形成密切相关．端粒酶与Ｂcl－２之间的确切联系目前仍不清楚．研究活化的端粒酶对Ｂcl－２表达的影响，首先发现在端粒酶阳性的肿瘤细胞或转化细胞中，Ｂcl-２的表达明显低于端粒酶阴性或活性低的细胞．进而，在外源性端粒酶催化亚基基因转化的成纤维细胞中，重新表达端粒酶的同时，Ｂcl－２的表达受到明显的抑制．进一步提示，端粒酶表达与Ｂcl－２的表达存在某种内在联系，前者的高表达可能对Ｂcl－２的表达起负调节作用．