利用激光共聚焦研究金黄地鼠与小鼠科间妊娠中MHCⅡ和Gal-α-Gal的表达(英文)

目的:种间胚胎移植是挽救濒危动物的一个有效手段。以往的研究主要集中于对种间、同种妊娠之间微观结构和解剖学差异的描述上,而对导致这些现象产生的分子机制的研究却所见甚少。本研究的目的是阐明同种妊娠和科间妊娠之间免疫反应的差异,并初步探讨科间妊娠中流产的可能原因。方法:以科间妊娠第4天、第8天、第12天的孕体为实验组,小鼠同种移植妊娠第4天、第8天、第12天的子宫孕体和相应时间假孕小鼠的子宫为阳性和阴性对照。结果:采用间接免疫荧光和激光共聚焦扫描的方法对冰冻切片显色的结果表明:妊娠第8天时,MHCⅡ分子和Gal-α-Gal抗原决定簇的表达位置和表达密度在科间妊娠、阳性、阴性对照之间均不相同。妊娠第八天时,MHCⅡ分子在科间妊娠中的表达弱于同种妊娠,其表达模式在第12天时也不相同。Gal-α-Gal抗原决定簇在科间妊娠第8天时不表达,但在同种妊娠中却有一定水平的表达。在妊娠第12天,科间妊娠中有一定量的表达,但与同种妊娠的表达模式不同。结论:科间妊娠和同种妊娠的免疫反应有差异,这些差异可能是造成科间妊娠失败的原因之一。

低功率He-Ne激光照射下细胞内活性氧自由基的产生和游离Ca^(2+)浓度的研究

在临床应用中,低功率He-Ne激光(632.8 nm)能促进骨骼肌修复,加速创伤愈合,降低牙齿的超敏感性,减缓疼痛等。大量研究表明:低功率He-Ne激光能调节细胞的众多行为,如细胞增殖、分泌、迁移、粘附、蛋白质合成和基因表达等。但低功率He-Ne激光调节细胞行为的分子机制并未阐明,考察低功率He-Ne激光照射后细胞内活性氧自由基的产生水平和游离Ca2+浓度是否会发生变化,通过激光扫描共聚焦显微镜,分别利用H2DCFDA和Fluo-3/AM这两种荧光探针,检测到经He-Ne激光照射后,肺腺癌细胞内活性氧自由基的水平上调以及游离Ca2+浓度增加。该研究为低功率He-Ne激光的生物光刺激效应提供了可能的分子机理。

良性前列腺增生组织对钛宝石激光的吸收和散射特性

研究了经尿道等离子体双极电切除术(PKRP)切除和经尿道前列腺电切术(TURP)切除的前列腺增生(BPH)组织对640,660,680,700,720,740,760,780,800,820,840,860和880nm波长的钛宝石激光的光学特性及其差异,实验采用双积分球测量系统以及反向倍增法获取BPH组织的吸收和散射特性参数。结果表明:PKRP和TURP切除的BPH组织对这13个不同波长的激光的吸收系数和约化散射系数都是随着激光波长增大而明显减小的,PKRP切除的BPH组织对这同一波长的激光的吸收系数和约化散射系数都明显较TURP切除的BPH组织对相应的波长的激光的吸收系数和约化散射系数要小,PKRP和TURP切除的BPH组织的吸收系数以及约化散射系数的最大值都在640nm,其值分别为(0.885±0.022)和(0.955±0.024)mm-1以及(1.564±0.039)和(1.658±0.042)mm-1,其差异分别为7.91%以及6.01%,其最小值都在880nm,其值分别为(0.443±0.011)和(0.455±0.011)mm-1以及(1.117±0.028)和(1.197±0.030)mm-1,其差异分别为2.71%以及7.16%。PKRP和TURP切除的BPH组织对660nm的吸收系数的差异最大,其值为8.95%,其差异最小在860nm,其值为1.75%,PKRP和TURP切除的BPH组织对800nm的约化散射系数的差异最大,其值为9.13%,其差异最小在640nm,其值为6.01%。

在LPS诱导的炎症模型中低功率激光照射对小胶质细胞吞噬功能的影响

小胶质细胞的激活在神经退行性疾病的病理发生过程中发挥了重要的作用。一旦被激活,他们便具有类似巨噬细胞的吞噬功能以及释放炎症因子的能力,前者有利于保护中枢神经系统的功能,而后者则会加重神经元的死亡。然而,在神经退行性疾病的发生过程中,脑内的小胶质细胞却不能有效地对死亡细胞甚至Aβ进行吞噬。因此,调控小胶质细胞的吞噬功能被认为是寻求神经保护治疗手段的一个有效策略。在本研究中,我们的实验结果表明了20 J/cm2的LPLI能够增强LPS激活的小胶质细胞的吞噬功能。我们发现LPLI介导的小胶质细胞的吞噬功能增强是一个基于actin聚合的Rac1依赖的过程,持续激活的Rac1(Rac1Q61L)相比野生型Rac1可以诱导更多的actin聚合,而显性负效应的Rac1(Rac1T17N)却显著抑制了actin的聚合。另外,我们运用一个基于荧光能量共振转移的Raichu-Rac1质粒也进一步证实了在LPLI下Rac1的激活,并且这一激活过程是由PI3K/Akt通路所介导的。我们的研究为控制神经退行性疾病的进程提供了一个可行的的治疗策略。

利用荧光共振能量转移技术监测高通量低能量激光诱导细胞凋亡过程中caspase-3活性的动态变化

荧光共振能量转移可用于对生物大分子之间的距离进行定性、定量检测。应用荧光共振能量转移技术对高通量低能量激光诱导肺腺癌细胞凋亡过程中caspase-3的激活过程进行实时动态监测。实验结果表明:高通量低能量激光可以诱导肺腺癌细胞(human lung adenocarcinoma cell,ASTC-a-1)凋亡。同时荧光共振能量转移技术是一个有效的监测caspase-3在凋亡过程中活性动态变化的方法。

热作用致良性前列腺增生组织对KTP/Nd:YAG激光的吸收和散射特性变化

研究了热作用下的良性前列腺增生(BPH)组织对532 nm的KTP和1064 nm的Nd:YAG激光的吸收和散射特性的变化及其差异,实验采用双积分球测量系统以及反向倍增法获取BPH组织的吸收和散射特性。结果表明:热作用下的BPH组织对532 nm和1064 nm的吸收系数和约化散射系数都是随着加热温度的变化而变化的,在20℃到80℃的温度范围内,BPH组织对532 nm的吸收系数和约化散射系数都分别显著地较其对1064 nm的吸收系数和约化散射系数要大,其对532 nm和1064 nm的吸收系数的最大值都在20℃,其值分别为1.663 mm-1和0.127 mm-1,最小值分别在50℃和70℃,其值分别为0.864 mm-1和0.034 mm-1,其对532 nm和1064 nm的吸收系数的最大差异在70℃,其值为2647%,其对532 nm和1064 nm的约化散射系数的最大值都在80℃,其值分别为2.036 mm-1和1.421 mm-1,最小值分别在50℃和70℃,其值分别为1.499 mm-1和0.246 mm-1,其对532 nm和1064 nm的约化散射系数的最大差异在70℃,其值为555%,在70℃的热作用下BPH组织达到完全热凝固,其对532 nm和1064 nm的吸收和散射特性的差异达到最大值。

实时监测高通量低能量激光照射诱导GSK-3β的核质穿梭

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthasekinase-3,GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶。哺乳动物细胞中主要存在GSK-3α与GSK-3β两种亚型。以前的研究认为GSK-3是一种单一的磷酸化糖原合成酶的激酶,可以抑制糖原的合成。最近的研究表明GSK-3可以磷酸化50多种底物,进而调节细胞的多种生理过程,包括细胞结构的改变、代谢,基因表达及细胞凋亡。本文主要研究在高通量低能量激光(high fluencelow-power laserirradiation,HF-LPLI)照射下,GSK-3β在活细胞中的动态分布变化。应用荧光蛋白融合蛋白GFP-GSK-3β,在人神经胶质母细胞瘤细胞(U-87)中实时监测高通量低能量激光照射下GSK-3β的动态行为。实验结果显示,120 J/cm^2的氦氖激光照射后,GSK-3β在9 h时进入细胞核,并维持在核内近2 h,随后GSK-3β又从细胞核转位到细胞质中。这表明高通量低能量激光照射激活了GSK-3β。同时,实验结果预示了高通量低能量激光照射可能激活GSK-3β并且参与调控了p53、β-catenin、Myc等相关的转录因子。进一步的研究将探讨在高通量低能量激光照射下,GSK-3β具体调控的转录因子以及调控机制。

叶绿体延迟荧光中730nm成分产生机理的光谱学研究

叶绿体685nm延迟荧光成分被认为源于PSⅡ作用中心的电荷复合。利用多种光谱学测量手段研究了叶绿体延迟荧光光谱中730nm峰的产生机制。不同浓度下叶绿体延迟荧光光谱实验结果表明:初始随浓度的增加,延迟荧光光谱中685和730nm成分强度均增强;当浓度增加到7.8μg·mL-1时,685nm成分强度达最大,730nm成分强度继续上升;当浓度增加到31.2μg·mL-1时,延迟荧光光谱中730nm成分强度达最大,而685nm成分已明显下降。吸收光谱实验结果表明:A685A730在叶绿体浓度增加的过程中几乎不变。叶绿体730nm荧光成分的激发光谱实验结果表明:685nm光对730nm荧光有较高的激发效率。上述实验结果表明叶绿体延迟荧光光谱中730nm峰是由PSⅡ所发685nm成分激发PSⅠ所产生的荧光。同一浓度下叶绿体延迟荧光光谱波形随延迟时间(1～9s)的不变性进一步证明了这一结论。

利用荧光探针DsRed-Mit的细胞凋亡形态学研究

D sR ed-M it是一种特异性定位于线粒体的荧光分子探针。本文重点探讨了D sR ed-M it探针在观察细胞凋亡形态学、以及凋亡过程中动态分子调控过程研究中的应用。实验结果表明,在细胞凋亡过程中应用该探针标记线粒体,能够直观地监测线粒体肿胀的形态变化,以及细胞凋亡的重要蛋白--Bax蛋白转位线粒体和细胞色素C释放的动态过程。

采用不同的光传输模型比较研究结肠的散射和吸收特性:离体结肠肿瘤的光学诊断(英文)

测定和比较研究了离体的正常的和腺癌的人结肠粘膜/粘膜下层以及正常的和腺癌的人结肠肌层/浆膜组织对630 nm,680 nm,720 nm,780 nm,810 nm,850 nm和890 nm波长的钛宝石激光的散射和吸收系数。采用双积分球测量系统测量组织样品对七个不同波长的激光的准直透射、漫反射和漫透射,从实验所测结果以及分别采用反向倍增法和反演蒙特卡罗技术这两个光学模型计算出组织的散射和吸收系数。研究结果表明,无论是用反向倍增法还是用反演蒙特卡罗法,每一种类型的正常的和腺癌的人结肠组织对同一波长的激光的吸收系数和散射系数有显著性的差异(P<0.01),正常的和腺癌的结肠组织的散射和吸收系数有大的差异,这些结果提示每种类型的正常和腺癌的结肠组织的组份和结构之间有大的差异。四种类型的结肠组织对七个不同波长的激光的散射系数较其吸收系数至少要大三个数量级,而四种类型的结肠组织对七个不同波长的激光的散射系数有相同的数量级。

植物光诱导延迟荧光与光合作用的内在关联性研究

光合作用是地球上最重要的化学反应,植物内源性光诱导延迟荧光是光合作用原初过程中光系统Ⅱ作用中心P680处电荷分离效率的内在探针。本文从实验上证明了延迟荧光的产生与光合作用存在本质必然的联系。实验结果表明,延迟荧光激发谱与光合作用谱存在着明显的相似,延迟荧光强度随着激发光源光强的变化表现出类似的光抑制现象,以及在室温条件下延迟荧光强度与光合速率有着很好的相关性。为从植物光诱导延迟荧光技术来研究植物的光合作用提供了重要的实验证据。

利用延迟荧光研究DCMU对植物光合的影响

敌草隆(DCMU)阻断植物光合器官类囊体膜上的电子从QA到QB的传递。延迟荧光(DF)是光系统II(PSII)反应中心电荷分离效率的内在探针。本文以菠菜叶片作为实验材料,从DF衰减动力学及其总强度的变化研究了DCMU对植物光合作用的影响。DCMU作用后叶片DF衰减动力学曲线表明在快相部分有明显上升趋势,而慢相部分出现下降。不同DCMU浓度处理叶片后延迟荧光强度与叶片光合速率的变化表现出很好的相关性。研究结果表明,植物延迟荧光能很好的表征植物叶片DCMU处理后光合速率的变化。

连续流动式PCR微流控装置的研究

介绍了基于薄膜加热器的新型连续流动式PCR微流控装置的设计与制作;讨论了退火温度、PCR反应试剂(引物、Mg2+、dNTPs以及Taq DNA聚合酶)浓度以及PCR溶液的流动速度等对连续流动式PCR反应的影响;结果发现反应试剂影响连续流动式微流控PCR扩增的行为不同于它们影响传统PCR的行为,在较宽的浓度范围内都不会引起非特异性扩增。除此之外,在15 min内能成功对249 bp的人类β-肌动蛋白基因进行扩增,扩增速度比传统PCR快;通过低热容量的薄膜加热器来维持三个温度区带的恒温,完成33个循环的连续流动式PCR扩增能量消耗小于0.0088 kW.h,比传统PCR仪低得多,新研制的PCR微流控装置有可能成为便携式装置。

高灵敏度电化学发光PCR方法检测基因点突变研究(英文)

近年来发展了一种用于定量检测基因点突变的电化学发光PCR方法。该法采用三联吡啶钌标记的上游引物和生物素标记的下游引物对待测基因进行PCR扩增;随后,采用特定的限制性内切酶对扩增产物进行酶切,由于野生型样品和突变型样品间存在酶切位点的变化,其中只有一种基因型样品能被切断;通过生物素与链霉亲和素包被的磁珠连接,将生物素标记的DNA片段收集到样品池中;进行电化学发光检测,通过所得信号的有无可以判断其基因型。我们分别将该法用于Presenilin-1基因和H-ras癌基因的点突变检测,结果均可明显区分突变型样品和野生型样品。该法具有灵敏、快速、简便、安全等优点,是一种实用的基因点突变检测方法。

光学无损分析技术在植物铝毒性研究中的应用

光学技术以它所特有的无损、快速和在位分析的优势，广泛应用于植物逆境生理监测和逆境胁迫机制研究。作为一类最主要的逆境胁迫，铝毒性是酸性土壤限制作物生长的主要原因。本文从光学分子成像和在位实时监测两个功能层面上概述了光学分析技术在铝毒生物学机制研究和铝毒性生理探测中的应用，并对其做了展望，同时，也讨论了铝毒性生物胁迫机制尚未涉及的问题，以期为铝胁迫机制研究提供有用的技术和理论参考。

利用重组荧光素酶报告基因载体研究E2F调控组蛋白H2A的转录

转录因子E2F与细胞增殖、凋亡及癌变密切相关,组蛋白H2A是构成核小体的重要成员之一。研究通过特异性的阻断Rb基因的表达发现组蛋白H2A家族成员:HIST1H2AJ表达下调,再进一步研究转录因子E2F对HIST1H2AJ的转录调控。通过PCR得到HIST1H2AJ的5'非翻译区序列,克隆到荧光素酶报告载体pGL3中,然后转染入HEK293,再检测荧光素酶的活性来判断E2F是否调控HIST1H2AJ的转录。研究结果表明:转录因子E2F能够调控组蛋白H2A家族成员之一HIST1H2AJ的转录。

固气界面上花菁染料J-聚集体的研究

研究固气界面上花菁染料J-聚集体的光学性质、形貌特点和形成机制。以花菁染料为研究对象,在云母基底表面制备花菁染料的超分子J-聚集体,根据J-聚集体独特的光学性能,通过紫外吸收光谱,荧光光谱,荧光显微镜等对云母界面上的花菁染料聚集体进行光谱测量和形貌表征。结果表明:云母/空气界面上的花菁染料聚集体在580 nm处出现相对于染料单体红移且狭窄的强吸收峰,而在583 nm处出现一个伴随微弱Stokes位移的荧光峰,这些结果符合吸附在基质上的J-聚集体的光学特征,同时荧光显微镜观察表明云母基底上分散分布着2～4μm微晶棒状的聚集体。结果证明:花菁染料能够在云母/空气界面生成超分子J-聚集体,其形成机制是通过带正电荷的花菁染料分子与云母基底表面带负电荷的空穴通过外延相互作用形成的。

利用FRET技术在活细胞内研究红景天甙对Aβ_(25-35)诱导PC12细胞凋亡的抑制作用

为研究红景天甙(salidroside)对-淀粉样肽25-35(.amyloidpeptide25-35,A/25-3)5诱导PC12细胞凋亡的抑制作用,采用CellCountingKit-8(CCK-8)分析细胞的存活率,通过光镜检测细胞形态并配以Hoechst染色检测细胞核固缩,利用荧光共振能量转移(fluorescenceresonanceenergytransfer,FRET)技术在单个活细胞中检测caspase-3和caspase-8活性的动态变化。结果表明,红景天甙可剂量依赖性抑制A025-35引起的细胞凋亡,提高细胞的存活率;红景天甙对caspase-3的活性有明显的抑制作用,而且A125-35诱导细胞凋亡不依赖于caspase-8的激活。这些结果提示抑制caspase-3的活性是红景天甙抑制A225-35诱导PC12细胞凋亡的机制之一。

三维微波热声成像系统及早期乳腺肿瘤检测研究

本文讨论了正常乳房组织与肿瘤组织的微波吸收差异,从理论上证明了利用微波热声成像技术检测乳腺肿瘤的可能性;建立了一套三维热声扫描系统,并利用此系统对模拟肿瘤和真实离体肿瘤进行成像实验。实验结果表明,三维微波热声成像系统能对乳腺肿瘤高分辨率高对比度成像,有希望应用于早期乳腺肿瘤检测。

荧光相关谱测量技术研究

荧光相关谱(fluorescence correlation spectroscopy,FCS)是对处于热平衡态条件下的荧光分子发出的荧光强度涨落进行时间相关处理的一种单分子检测方法,能够直接测量分子在溶液里的扩散系数和浓度。影响FCS测量扩散系数准确性的因素有分子量子效率,测量时间,样本折射率和温度偏差等。用FCS分别测量溶有荧光染料罗丹明6G(rhodamine 6G,Rh.6G)和青色素Cy5甘油水溶液的粘滞系数,实验结果表明:荧光分子的量子效率是影响测量准确性的重要因素,要求其每秒发射的光子数目(photon counts per second,cps)至少达到1 000(photons/s)。