面向食品科学专业研究生的细胞培养技术课程建设

顺应大健康产业的发展,越来越多食品科学领域相关的研究课题涉及动物、细胞生物学等基础实验。针对本校食品专业研究生生物学基础薄弱的特点,我们从优化教学内容、丰富教学方法、完善考核体系等方面着手,在《细胞培养技术》课程建设过程中不断进行探索及反思,实践教学取得一定成效。

骨关节炎动物模型建立及在功能食品研究中的应用

背景:骨关节炎的发病机制尚不明确,临床缺乏根治措施,研究重点大部分都放在减轻疼痛、改善关节功能等方面。建立动物模型是研究骨关节炎病理机制、预防及治疗的重要手段,也是预防和改善骨关节炎保健食品新功能开发研究的必要方式。目的:综述骨关节炎动物模型的建立及其在预防骨关节炎功能食品研究中的应用,以期为正确合理的选择骨关节炎动物模型及生物活性物质筛选试验提供科学依据。方法:检索至2016年5月为止PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/)有关建立节炎动物模型的文献,英文检索词为"osteoarthritis,animal model",中文检索词为"骨关节炎,动物模型"。排除重复性研究,共检索到157篇相关文献,59篇文献符合纳入标准。结果与结论:(1)骨关节炎动物模型的建立方法多种多样,各种造模方法各有优缺点,应用范围也不相同;(2)因此需要选择和建立合适的骨关节炎动物模型,通过动物实验深入探索骨关节炎的发病机制,筛选出更多可以预防和改善骨关节炎的有效物质,并开发出相应的功能性食品,以减轻患者的痛苦并提高生活质量,具有十分重要的意义。

肠道菌群微生态平衡与人体健康的研究进展

人体肠道微生物种类繁多且数量庞大。正常肠道菌群作为人体的天然屏障,对维持人体健康起着重要的作用。机体内外环境的变化可影响肠道菌群的结构,造成肠道菌群失衡,继而引发或加重疾病,影响人体健康。通过膳食补充益生菌和益生元,选择性地剌激和调节肠道菌群的数量和组成,保持肠道菌群的微生态平衡,是预防和治疗疾病,促进人体健康的有效措施。本文综述了国内外关于肠道菌群的组成及功能、与相关疾病及治疗的关系以及维持肠道微生态平衡的措施。

氨基葡萄糖、骨碎补和虾青素对大鼠急性骨关节炎的干预研究

目的:观察氨基葡萄糖(Glucosamine,GLU)、骨碎补(Drynaria rhizome,DR)和虾青素(Astaxanthin,AST)单独和联合干预对大鼠急性骨关节炎的影响及其差别,为研发对骨关节炎有预防和改善作用的功能性食品提供理论依据。方法:120只雄性SD大鼠随机分为10组:空白对照组、模型对照组、阳性对照组和7个受试物组(GLU、DR、AST、GLU+DR、GLU+AST、DR+AST、GLU+DR+AST组),空白组和模型组灌胃给予蒸馏水(10 m L/kg),阳性对照组灌胃给予双氯芬酸钠(2 mg/kg),GLU、DR、AST的灌胃剂量分别为:1000、250、120 mg/kg。采用关节腔注射白陶土与λ-鹿角菜胶诱发大鼠关节炎,在实验后的第1、3、5、7 d测量大鼠关节肿胀度,第7 d处死动物,取膝关节制作石蜡组织切片,观察关节软骨组织学病理变化,评价蛋白聚糖的减少程度,取滑膜用ELISA测定大鼠滑膜组织中IL-1β和TNF-α的水平。结果:与模型对照组相比,各受试物组大鼠膝关节肿胀度均有不同程度减小,其中变化较显著的是GLU、DR、GLU+DR组(p<0.01);各受试物组组织病理学评分、滑膜组织中TNF-α和IL-1β含量均有不同程度的降低,其中变化较显著的是GLU+DR、GLU+DR+AST、GLU、DR组(p<0.01)。结论:氨基葡萄糖、骨碎补对大鼠急性关节炎具有预防和保护作用,联合作用效果更好,而虾青素的作用效果相对差些。

壳寡糖对神经细胞的抗氧化保护作用研究

神经细胞发生氧化损伤是导致阿尔茨海默病等神经退行性疾病的重要原因之一。为探讨壳寡糖(chitosan oligosaccharide,COS)对神经细胞的保护机制,首先采用过氧化氢(hydrogen peroxide,H_2O_2)建立SH-SY5Y神经细胞氧化损伤模型,随后通过细胞存活率(MTT法)、丙二醛(MDA)含量、乳酸脱氢酶(LDH)释放量、Hoechst33342荧光染色法、流式细胞术研究各组细胞凋亡情况,并用Western-blot检测相关蛋白质的表达水平,从而分析COS对H_2O_2所致神经细胞氧化损伤的影响。研究发现,H_2O_2能明显诱导SH-SY5Y细胞损伤,而COS可抑制H_2O_2引起的细胞死亡,表现为神经细胞存活率升高、LDH释放量及MDA含量下降;且对H_2O_2所致细胞凋亡具有明显的抑制作用,凋亡蛋白Bax和抗凋亡蛋白Bcl-2的比值下降。上述结果提示COS保护机制可能与其抗氧化、减轻脂质过氧化损伤以及抑制细胞凋亡有关。

原花青素防治阿尔茨海默病机理研究进展及最新治疗策略

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病,其发病机制非常复杂,目前临床上还未有能将其彻底治愈的特效药物。近年来的研究发现,原花青素(procyanidins,PC)具有广泛的生物活性,尤其是其所具有的抗氧化特性,对AD的防治显示出一定的积极作用。现结合目前最新AD治疗策略,对原花青素对AD的预防保护机制进行综述,以期为未来AD的防治提供新思路。

基于淀粉样蛋白级联假说的阿尔茨海默症防治研究进展

阿尔茨海默症(Alzheimer's Disease,AD)是一种中枢神经系统退行性病变,目前发病机制不清。淀粉样蛋白级联假说是有关AD发病机制的主流学说,认为脑内过量产生的β-淀粉样蛋白(β-amyloid peptide,Aβ)是引发AD的主要原因。针对Aβ的生成、聚集、清除及靶向治疗相关的药物开发是目前的研究热点,就淀粉样蛋白级联假说的最新研究进展及AD的预防治疗现状作一综述。

儿茶素基于淀粉样蛋白级联假说的阿尔茨海默病防治作用研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种与年龄相关的神经退行性疾病,至今其发病机制尚未明确,但淀粉样蛋白级联假说在AD发病机制研究中占据主导地位,该假说认为β-淀粉样蛋白(Aβ)过度产生、聚集沉淀是阿尔茨海默病发病的主要原因。儿茶素类物质是一类常见的植物活性成分,在AD病的防治研究中具有重要意义。对儿茶素类物质基于淀粉样蛋白级联假说对AD的防治作用及其机制进行综述,并对其在应用中存在的问题进行分析,以期为儿茶素类物质在阿尔茨海默病中的深入研究及应用提供参考。

婴幼儿肠道菌群定殖及对健康的影响研究进展

新生儿的肠道菌群主要来源于母体和新生儿之间的菌群交换。婴儿肠道菌群的定殖和发育对婴幼儿期乃至成年以后的健康有着重要的影响。剖腹产、抗生素的使用以及人工喂养是影响母婴微生物交换的主要因素,同时也将增加婴儿患免疫以及代谢疾病的风险。

阿尔茨海默病实验动物模型研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)是一种神经退行性疾病,临床表现为认知功能障碍、行为异常及日常生活能力下降;病理学改变包括神经元变性、丢失引起的脑萎缩,神经细胞外存在大量老年斑(senile plaque,SP)及细胞内出现神经纤维缠结(neurofibrillary tangle,NFT)。AD发病机制尚不清楚,因此动物模型的建立对探索其发病机制具有重要意义,就AD实验动物模型研究进展作一综述。

生物活性多糖的神经保护及对阿尔茨海默病的防治作用研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种中枢神经系统的退行性疾病,其发病机制复杂,目前临床尚未有能彻底治愈的有效药物。近年来研究发现,多糖具有广泛的生物活性,其中,多糖展现出的神经保护作用对AD的防治也显示出了一定积极的作用。本文综述了目前正在研究的不同来源的多糖类活性物质的神经保护作用机制及其在AD防治中的研究基础和应用,为筛选对AD防治有积极意义的活性物质提供有效信息。

儿茶素类物质生物利用度研究进展

儿茶素类物质在自然界广泛存在,且具有多种生理功能,但其较低的生物利用度成为制约其开发利用的重要因素。本文对影响儿茶素类物质生物利用度的因素与提高儿茶素类物质生物利用度所采取的措施进行综述,以期为儿茶素类物质的进一步开发利用提供参考。

关节腔注射联合跑台运动建立大鼠慢性骨关节炎模型

背景:建立骨关节炎动物模型是研究骨关节炎病理机制、预防及治疗的重要手段。目的:进一步验证关节腔注射联合跑台运动建立大鼠慢性骨关节炎模型的可行性。方法:大鼠随机分为安静组、低强度组(跑台坡度0°,速度15 m/min)、中强度组(坡度5°,速度20 m/min)和高强度组(坡度10°,速度27 m/min),每组6只。实验开始后,采用关节腔注射白陶土-鹿角菜胶诱发大鼠膝关节急性损伤,术后第3天各运动组大鼠在跑台上以慢速跑步适应跑道,5 d后开始正式实验,每天运动1 h,每周休息1 d,持续6周。每周定期测量大鼠关节肿胀度,动物处死后,取膝关节制作石蜡组织切片,进行苏木精-伊红和番红-O-固绿染色,观察关节软骨组织病理学变化,取血清和滑膜,ELISA法测定滑膜基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶组织抑制剂1、白细胞介素1β水平,黄嘌呤氧化酶法测定血清超氧化物歧化酶含量,以及免疫组化检测关节软骨Ⅱ型胶原的表达情况。结果与结论:(1)与安静组比较,中、高强度组大鼠膝关节组织病理学评分均明显增高(P<0.05或P<0.01);关节肿胀度明显增大(P<0.01或P<0.05);滑膜基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶组织抑制剂1和白细胞介素1β含量明显增高(P<0.01),基质金属蛋白酶组织抑制剂1/基质金属蛋白酶3浓度比值显著降低(P<0.01);血清超氧化物歧化酶活性和关节软骨Ⅱ型胶原平均光密度值显著降低(P<0.01);而低强度组除大鼠关节软骨Ⅱ型胶原平均光密度值明显降低(P<0.05)外,其余指标均无明显变化;(2)中、高强度组各项指标变化与低强度组差别显著(P<0.01或P<0.05);(3)高强度组除大鼠滑膜基质金属蛋白酶3含量明显高于中强度组(P<0.01)及基质金属蛋白酶组织抑制剂1/基质金属蛋白酶3浓度比值明显低于中强度组(P<0.05)外,其余指标与中强度组差别不显著;(4)结果表明,中、高强度运动可加重大鼠关节肿胀损伤、组织病理学异常征象,加重大鼠氧化损伤及炎性损伤,同时加速关节软骨基质降解,从而造成大鼠慢性骨关节炎产生,结合实际操作情况,中等强度运动为建立大鼠慢性骨关节炎模型的最佳运动条件。

葛仙米对大鼠的润肠通便作用研究

目的:研究葛仙米对便秘大鼠的润肠通便作用,并探讨其缓解便秘的相关机制。方法:随机将大鼠分为对照组、模型组、葛仙米组。模型组、葛仙米组灌胃葛仙米3周后再灌胃盐酸洛哌丁胺1周,对照组大鼠灌胃等量生理盐水。灌胃墨汁实验观察大鼠首粒排黑便时间。采用苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色和阿利新蓝-过碘酸雪夫(Alcian blue-periodic acid Schiff,AB-PAS)染色,观察结肠结构以及粘液物质分泌情况。结果:与模型组大鼠比较,葛仙米组大鼠经葛仙米干预,极显著增加了便秘大鼠的粪便重量以及含水量(P<0.01);极显著缩短了首粒黑便产生时间(P<0.01);显著改善了结肠肌层和粘膜层结构,增加杯状细胞数量以及粘液物质含量(P<0.05)。结论:葛仙米通过显著增加大鼠大肠水分含量,加强肠蠕动,增加黏液分泌,对肠道组织保护具有促进作用,在本实验中具有较好的润肠通便作用。

添加魔芋低聚糖对益生菌增殖和酸奶品质的影响

研究了魔芋低聚糖对酸奶中益生菌增殖和感官品质的影响。在酸奶发酵过程中添加不同比例的魔芋低聚糖,在其0,7,14 d采用平板涂布法检测酸奶中益生菌的生长情况,同时对该酸奶的感官进行评价。结果表明:在酸奶发酵过程中添加魔芋低聚糖,对酸奶中双歧杆菌、乳杆菌以及嗜热链球菌有显著的增殖作用,且魔芋低聚糖添加量为3%时酸奶中益生菌增殖作用最好,感官品质也较好。在酸奶发酵过程中添加魔芋低聚糖还可使益生菌活菌数在贮存过程中保持较高的水平。结论:酸奶发酵过程中添加魔芋低聚糖可促进酸奶中益生菌的增殖、改善酸奶的感官品质,并使益生菌活菌数在贮存过程中保持较高的水平。

大气细颗粒物对CHO细胞的损伤作用及天然物质的拮抗机制

PM2.5引起的健康危害日益受到广泛关注,但其确切的损伤机理仍不完全清楚,目前也缺乏有效拮抗PM2.5损伤的天然活性物质。因此本文对北京市PM2.5造成CHO细胞的损伤作用及天然物质的拮抗作用进行研究,结果可为PM2.5污染治理和疾病的预防提供科学依据。通过CCK-8法测定细胞存活率;通过流式细胞仪测定细胞凋亡;用荧光探针DCFH-DA法测定ROS;提取细胞内总蛋白并测定其中SOD含量;以及通过Western Blot法分别测定了p-akt/akt、p65及Bad的相对表达量。结果显示：（1）10~40μg·m L-1的PM2.5可明显降低CHO细胞存活率,并呈现极显著的剂量-效应关系（r=-0.964,P〈0.01）;15μg·m L-1PM2.5可以显著增加细胞凋亡、引起细胞内ROS增加、SOD含量下降;p-akt/akt、p65表达量增加说明Akt通路与NF-κB通路均被激活。（2）20μmol·L-1阿魏酸、50μmol·L-1绿原酸和10μmol·L-1荭草素预处理可拮抗PM2.5引起的细胞存活率下降以及细胞凋亡率增加,同时降低细胞内ROS并增加SOD含量,下调p-akt/akt、p65及Bad的相对表达量。其中20μmol·L-1阿魏酸的保护作用最佳。结果说明,PM2.5引起的CHO细胞损伤与细胞凋亡与Akt和NF-κB通路的激活有关;三种天然活性物质具有拮抗PM2.5造成的细胞损伤的能力,其保护机理是通过其降低PM2.5引起的细胞内氧化应激反应,进而降低被PM2.5激活的Akt通路与NF-κB通路和下调Bad蛋白表达量来实现的。

β-淀粉样蛋白的体内清除机制

阿尔茨海默病(alzheimer disease,AD)是一种神经退行性疾病,β-淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)被认为是其发病的中心分子.体内Aβ产生和清除的平衡在阿尔茨海默病的病理过程中扮演了重要的角色.人体清除Aβ的机制包括多种途径:通过血脑屏障、血脑脊液屏障等转运出脑;在脑脊液及血液等外周系统降解;在脑内通过水解等方式清除.细胞外Aβ既可在胞外通过水解酶的降解作用被降解,也可被吞噬入细胞后通过自噬作用、泛素-蛋白酶体途径被最终水解.能够增强体内固有的Aβ清除机制的药物和方法将对AD的治疗起到积极作用.

植物活性物质对PM_(2.5)致细胞损伤的抗性作用

为研究植物活性物质对PM2.5致细胞损伤的抗性作用,研究了北京城区PM2.5对CHO(Chinese hamster ovary,中国仓鼠卵巢)细胞的损伤作用,并选择植物活性物质绿原酸、阿魏酸和荭草素探讨其对CHO细胞的保护作用.以CCK-8法确定PM2.5的试验剂量和3种活性物质的最佳保护剂量,然后通过彗星试验、微核试验、流式细胞术及Western Blotting分别检测PM2.5的损伤作用及植物活性物质的保护作用.结果表明:1由CHO细胞存活率可知,PM2.5的有效试验剂量为15μg/m L,绿原酸、阿魏酸和荭草素的最佳保护剂量分别为50、20、10μmol/L.2PM2.5可引起CHO细胞明显的DNA损伤、微核形成增加、细胞周期阻滞所致的细胞增殖指数降低,而经阿魏酸、绿原酸和荭草素预处理后,均可减轻PM2.5对细胞的损伤作用,起到了一定的保护作用.3PM2.5能引起CHO细胞中p53和caspase-3蛋白的表达增加,而阿魏酸、绿原酸和荭草素均可使其表达量有所降低.由PM2.5引起的细胞损伤经绿原酸、阿魏酸、荭草素作用后表达量降低.在3种植物活性物质中,以阿魏酸拮抗PM2.5损伤的效果最佳,绿原酸次之,荭草素相对较差.

阿魏酸拮抗大气PM2.5对大鼠肺的损伤作用

探讨阿魏酸干预北京市大气PM2.5对大鼠肺的损伤作用,为预防和控制PM2.5造成的健康危害提供基础数据。通过建立空白对照组、不同剂量PM2.5(1.5、6.0、24.0 mg/kg)染毒组及相应阿魏酸保护组,取肺组织进行苏木精-伊红染色观察组织形态学变化;收集肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行炎性细胞计数,并测定乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活力;测定血液上清液丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力、8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine,8-OHd G)含量;测定肺组织匀浆上清液免疫球蛋白E(immunoglobulin E,Ig E)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)-4、IL-8、核转录因子-κB(nuclear factorkappa B,NF-κB)含量及Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)-4含量。结果显示,PM2.5染毒能够造成大鼠肺组织不同程度病理性改变;BALF中炎性细胞密度增加,且具有剂量依赖关系,6.0 mg/kg PM2.5中剂量组,损伤作用最明显;阿魏酸剂量为38.8 mg/kg时可以抑制这种改变。剂量为38.8 mg/kg的阿魏酸可以抑制PM2.5染毒引起的血清中MDA含量升高、SOD活力降低和8-OHd G含量升高。PM2.5染毒后,Ig E、TNF-α、IL-4和TLR-4含量增加,阿魏酸预处理可以抑制其增加。因此,PM2.5对大鼠肺部造成明显的氧化损伤和炎性损伤,阿魏酸能够减轻该损伤作用,可能是通过抑制Toll样受体通路减轻PM2.5诱导的炎症反应。

阿魏酸拮抗PM2.5对A549细胞线粒体的损伤作用

研究阿魏酸是否具有拮抗PM2.5致线粒体损伤作用及拮抗机制。实验分为空白对照组、PM2.5(240 μg/m L(损伤组和阿魏酸(80 mmol/L)保护组。通过Mito SOX Red特异性探针和流式细胞仪测定细胞线粒体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量;Annexin-V/PI双染色法流式细胞仪检测细胞凋亡率;JC-1染色法流式细胞仪检测细胞线粒体膜电位的变化;活体细胞线粒体膜通道孔荧光检测试剂盒检测细胞线粒体膜通道孔(mitochondrial permeablity transition pore,m PTP)的开放情况;Western blot法检测caspase-3、caspase-9、含锰金属辅基的超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn SOD)和过氧化物酶增殖体激活受体γ共激活因子-1α(subunit of peroxisome proliferators-activated receptor-γ-coactivator-1α,PGC-1α)相关蛋白表达量。结果显示,与空白对照组比较,PM2.5损伤组的细胞ROS含量、caspase-3和caspase-9表达量及细胞凋亡率升高,线粒体膜电位和m PTP活性及PGC-1α、Mn SOD的表达量降低;阿魏酸预处理后,显著降低了PM2.5造成的A549细胞ROS的含量、细胞凋亡率及caspase-3和caspase-9表达量的升高,显著升高了PM2.5致A549细胞线粒体的膜电位、m PTP的活性及PGC-1α和Mn SOD表达量的降低。阿魏酸对PM2.5致A549细胞线粒体损伤具有明显的保护作用。