QCM与光学显微镜联用实时定量研究组胺对人脐静脉内皮细胞黏弹性及铺展面积的影响

通过QCM技术和光学显微镜技术联用实时监测了不同浓度组胺对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)黏弹性与形态的影响。结果表明,组胺刺激细胞后,细胞存储模量、损耗模量和铺展面积均增加,损耗角下降;在25～75μmol·L^(-1)范围内,组胺对HUVEC的作用随着浓度增加而增强;细胞存储模量和损耗模量都与铺展面积之间存在线性关系,通过对比加药前后细胞模量-铺展面积曲线发现,组胺对细胞模量的影响大于对铺展面积的影响。表明QCM用于细胞力学连续定量研究存在可行性,这对进行细胞黏附力学性能定量研究及进一步发展成药物评估工具具有积极意义。

烟草悬浮细胞在镉胁迫下微丝形态与黏弹性变化的实时监测

本文利用增强型绿色荧光蛋白标记微丝(Lifeact-EGFP)的烟草为供试材料,在LumascopeTM720全自动活细胞成像系统下观察了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的Lifeact-EGFP烟草悬浮细胞的微丝聚合-解聚情况的实时变化。使用石英晶体微天平技术监测了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的烟草悬浮细胞黏弹性实时变化。进而测定了10-4~10-8mol·L^(-1)镉离子胁迫下及空白对照的烟草悬浮细胞的过氧化氢酶活力变化情况。研究发现,在镉逆境胁迫早期,烟草悬浮细胞的微丝结构、细胞黏弹性指数变化和逆境相关酶活力变化存在一定程度的关联。本研究尝试从细胞层面探索镉毒害对烟草细胞生理特征的影响,为镉胁迫下植物细胞生理生化研究提供了新证据。

细胞骨架对肥大心肌细胞生物力学特性的作用研究

目的观察肥大心肌细胞骨架、生物力学特性的变化规律,并进一步阐明细胞骨架改变与肥大心肌细胞生物力学特性的相关性。方法将肾上腺素加入新生大鼠心肌细胞培养后,通过微管吸吮法检测心肌细胞黏弹性;心肌细胞收缩力以细胞收缩前后表面积的变化表示。分别采用免疫细胞荧光化学与Western Blot检测细胞骨架蛋白的分布、密度及含量;通过Western Blot检测了细胞骨架蛋白磷酸化水平及细胞骨架相关蛋白激酶的活性。结果与正常心肌细胞比较,肥大心肌细胞的收缩性仅轻度升高,其弹性下降,黏性增加(P<0.01)。肥大心肌细胞骨架成分蛋白含量较正常心肌细胞明显增加(P<0.01)。与正常心肌细胞比较,肥大心肌细胞骨架蛋白actin、α-actinin、α-tubulin及desmin磷酸化水平明显升高(P<0.01)。肥大心肌细胞内PTK活性较正常心肌细胞显著增高(P<0.01)。结论研究结果表明在致心肌肥大的病理条件下,心肌细胞被动生物力学特性(黏弹性)的改变较其收缩性的变化更为显著;心肌细胞骨架蛋白的改变,尤其骨架蛋白的含量及磷酸化水平方面的变化可能对肥大心肌细胞生物力学特性的调节起到了关键性的作用。

QCM实时监测人脐静脉内皮细胞在不同KRGD浓度自组装膜上的动态粘附

采用自组装及化学耦合技术将细胞粘附分子KRGD(Lys-Arg-Gly-Asp)与3-巯基丙酸(MPA)以及防止细胞非特异性粘附的三乙二醇单-11-巯基十一烷基醚(TGME)修饰于石英晶体微天平(QCM)的金电极上,制备了KRGD-MPA/TGME/Au传感界面;采用QCM实时监测人脐静脉内皮细胞(HUVEC)在不同KRGD浓度(0μg·mL^(-1)、25μg·mL^(-1)、50μg·mL^(-1)、75μg·mL^(-1)、100μg·mL^(-1))自组装膜上的动态粘附过程。结果表明,当KRGD浓度为50μg·mL^(-1)时,QCM频率变化Δf、动态电阻变化ΔR、细胞黏弹性指数CVI(ΔR/Δf)最大,表明该条件下HUVEC在QCM表面的粘附最强,显示出最有组织的细胞骨架结构而最硬;当加入肌球蛋白Ⅱ抑制剂blebbistatin后,粘附有细胞的QCM响应信号减弱,细胞粘附变弱,细胞变软。表明QCM可用于监测不同KRGD浓度自组装膜上HUVEC的动态粘附及细胞-药物作用,从而提供有关细胞粘附强度与黏弹性的动态信息。

QCM监测自组装膜上心肌细胞黏附及其与心血管药物作用

目的：本试验采用石英晶体微天平（QCM）实时监测大鼠心肌细胞（H9C2）在含有细胞黏附识别多肽RGD自组装膜上的动态黏附过程及随后与两种心血管药物（一种正性肌力、另一种负性肌力）相互作用。方法：在金电极表面自组装3-巯基丙酸（MPA）单层膜,并经酰胺化共价耦合细胞黏附分子KRGD,形成对大鼠心肌细胞有特异性黏附的致密分子自组装膜。QCM以动态持续的方式实时监测MPA/RGD自组装及其不同浓度梯度H9C2细胞在自组装膜金电极上的细胞黏附过程。此外,选用20,000个H9C2细胞和正性肌力药物异丙肾上腺素、负性肌力药物维拉帕米,用QCM评估了细胞-心血管药物的相互作用。结果：与裸金电极相比,MPA/RGD修饰金电极增大了H9C2细胞黏附所引起的QCM频移（△f）与动态电阻变化（△R）响应。在所试H9C2浓度范围（5×10~4-4×10~5 cells/m L）,△f与H9C2浓度呈线性关系,△R与H9C2浓度呈幂函数关系。我们用细胞粘弹性指数（CVI=△R/△f）来表征细胞的粘弹性。H9C2在异丙肾上腺素作用下,△f与△R增加、细胞-QCM表面黏附加强,细胞变硬;在维拉帕米作用下,△f与△R降低、细胞QCM表面黏附减弱,细胞变软。结论：QCM可用于不同浓度大鼠心肌细胞的动态细胞黏附监测,并可基于其细胞黏附与细胞黏弹性测定能力区分正性与负性肌力药物而可望用于心血管药物的筛选。