盘基网柄菌细胞分化和凋亡的形态特征

本文用透射电镜和DAPI荧光染色法研究了盘基网柄菌(Dictyosteliumdiscoideum)细胞分化和柄细胞的凋亡特征,结果显示:细胞丘中绝大部分细胞的线粒体内出现一小空泡,随着发育进程,空泡逐渐增大,线粒体的嵴随之变少,直至线粒体完全空泡化,最后形成单层膜的空泡。据此我们推测前孢子细胞特有的空泡来源于线粒体,并且这种细胞器水平上的内自噬现象与前孢子细胞分化密切相关。在前柄细胞分化阶段,前柄细胞中出现数个自噬泡,最初吞噬的线粒体嵴结构完整;随着前柄细胞进一步分化,部分线粒体内出现类似于前孢子细胞中的内自噬现象,并且自噬泡只吞噬这种线粒体。在凋亡后期,细胞核内核仁消失,染色体固缩形成高电子密度斑块,自噬泡采用与细胞核膜融合的方式来完成核的清除,最后柄细胞完全空泡化且包被一层纤维素壁。作者认为前柄细胞凋亡过程实质上是一种分化过程,所以有其鲜明特点:细胞出现自噬泡,标志着凋亡开始,用自噬而不是凋亡小体来清除胞内各种细胞器,直到分化最后阶段才清除细胞核和形成纤维素壁。这些特点不仅是前柄细胞凋亡的形态学指标,也和细胞发育和分化相关。

盘基网柄菌细胞分化和凋亡中酸性磷酸酶的定位

利用电镜酶细胞化学方法,观察盘基网柄菌细胞分化和凋亡过程中酸性磷酸酶的变化。在细胞丘阶段,酶反应颗粒出现在线粒体内自噬空泡内,随着内自噬空泡的逐渐增大,线粒体内的酶反应颗粒逐渐增多,线粒体内嵴结构不断破坏,直至遍布整个空泡化的线粒体内;当细胞发育至前孢子细胞时,由于嵴结构被完全破坏,酶反应颗粒主要集中在前孢子细胞空泡的单层膜上,空泡化的线粒体内酶反应颗粒逐渐消失。在凋亡的柄细胞中,自噬泡内酶反应强烈,凋亡中期的前柄细胞的细胞核中出现酶反应颗粒,均匀分布在细胞核中,直至细胞核与自噬泡融合。在孢子细胞外被与质膜间也观察到非溶酶体酸性磷酸酶。所得结果证实:线粒体内自噬小泡具有消化功能;自噬泡内酶活性与细胞器消亡有关;细胞核中的酸性磷酸酶可能作为一种非溶酶体酸性磷酸酶参与细胞核中核蛋白的脱磷酸化过程。

盘基网柄菌AK127细胞超微结构的观察

盘基网柄菌AK127细胞是gP150蛋白基因被剔除的突变细胞。为探明发育期间AK127细胞亚显微结构特征,用透射电镜观察了发育14h、16h、20h的细胞,结果表明:发育14h细胞内含丰富内质网系统,由内质网组织围裹细胞质密度明显低于周围的细胞质,能清楚地观察到多层膜组成的多膜结构。细胞核的内核膜产生凹陷,使内外核膜间产生一个含丝状物质的泡状空间,内核膜上可见螺旋状染色物质,外核膜表面布满颗粒状物质。发育到16 h时,多膜结构内某些膜开始解体,形成自噬泡。线粒体膜性结构完整。发育20 h细胞内有一个内含数个多膜结构的大自噬泡。据此笔者推测多膜结构作为一个储备营养成分"仓库",为维持细胞生命所用。这些数据提示gp150分子的缺失对于细胞的结构和生理过程均有较大影响,gp150分子在细胞生长和发育过程中起重要作用。