医学细胞生物学实验教学改革之探索

细胞生物学是生命科学领域重要的基础学科，也是医学教育中重要的基础课程。近年来，细胞生物学与分子生物学、医学遗传学密切联系，使细胞生物学发展进入了一个新阶段，即分子细胞生物学。为适应学科发展的需要，2004年以来，教研室陆续对细胞生物学实验课进行了改革。根据学生的不同水平，适当删去或增加一些内容，突出了以培养实验技能为主的特点，规范了细胞生物学实验教学。

七年制医学细胞生物学教学改革的探索与思考

为适应培养高层次医学人才的需要，在七年制医学细胞生物学教学改革中应理顺学科关系、整合优化教学内容，突出学科进展和研究热点，推广PBL教学模式，加强双语教学，从而提高教学质量，实现培养目标。

细胞生物学教学中几对名词的辨析

就医学细胞生物学几对在概念和定义上容易混淆的名词用中文和英文加以解释与讨论，包括着丝粒与着丝点、微体与微粒体、附着核糖体与膜结合核糖体、中心粒与中心体、细胞内膜与内膜系统。正确认识和理解细胞生物学中的名词和概念可为学习其他课程打下坚实的理论与实验基础。

青蒿琥酯通过调控Skp2、P21基因的表达抑制食管鳞癌细胞的研究

目的阐明青蒿琥酯在食管鳞癌病理进程中对肿瘤细胞功能以及细胞周期的调控作用。方法用不同浓度青蒿琥酯的培养基处理KYSE450细胞和TE14细胞,以0 mg·L^(-1)青蒿琥酯处理的细胞作为空白组,以30 mg·L^(-1)青蒿琥酯处理后细胞作为实验组。采用MTT和克隆形成实验去测定细胞的生长情况;以Transwell实验去分别检测青蒿琥酯处理前后细胞的侵袭迁移能力的变化情况;利用流式细胞术检测细胞周期变化。通过转录组测序检测基因变化,并利用RT-qPCR验证差异基因以探究青蒿琥酯在ESCC中发挥作用的可能机制。结果与空白组相比,青蒿琥酯处理后KYSE450、TE14细胞的增殖、侵袭、迁移能力明显下降(P<0.01)。测序结果表明,青蒿琥酯可能通过影响细胞周期发挥抑制肿瘤发生发展的作用。青蒿琥酯处理后KYSE450细胞和TE14细胞G 1期比例明显上升。与细胞周期调控密切相关的基因Skp2表达降低,其下游靶基因P21升高。结论青蒿琥酯通过调控Skp2、P21的表达抑制食管鳞癌细胞发生发展。本研究以抗疟疾中成药青蒿琥酯的重新应用为创新点,为开发新型安全、有效的ESCC靶向药物提供了科学依据,也为开发ESCC新治疗方案提供了思路。

青蒿琥酯通过影响Skp2和CDKN1A基因的表达抑制乳腺癌细胞

目的阐明青蒿琥酯(artesunate,ART)在乳腺癌发展过程中所发挥的功能及可能的作用机制。方法设置用不同浓度ART处理MCF-7、MDA-MB-231为实验组,0μmol·L^(-1)ART处理细胞为对照组。通过MTT、平板单克隆实验测定ART对乳腺癌细胞生长能力的影响;Transwell实验探究ART对乳腺癌细胞侵袭以及迁移能力的影响;采用流式细胞术检测ART对乳腺癌细胞周期及其凋亡的影响;通过转录组测序分析及RT-qPCR实验方法检测并验证ART在乳腺癌细胞中可能的作用机制。结果经ART处理后的两种乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231其增殖、迁移以及侵袭能力与对照组相比均明显下降,ART作用后的乳腺癌细胞其G 0-G 1期细胞比例明显增加,并且乳腺癌细胞凋亡率明显上升。转录组测序结果提示,ART可能通过下调S期激酶相关蛋白2(S-phase kinase associated protein 2,Skp2)基因的表达、上调周期蛋白抑制因子1A(cyclin dependent kinase inhibitor 1A,CDKN1A)基因的表达调控乳腺癌细胞的周期以达到抑制乳腺癌细胞发生发展的目的。结论ART可通过影响Skp2基因、CDKN1A基因的表达抑制乳腺癌细胞的发展。

ECRG2基因通过干扰uPAR与β1整合素的相互作用抑制肿瘤细胞侵袭迁移

目的探讨ECRG2影响人成纤维肉瘤HT1080细胞侵袭迁移的分子机制。方法利用ECRG2可诱导表达系统观察该基因对uPAR与β1整合素相互作用及下游Src/MAP信号通路的影响。结果ECRG2基因通过干扰uPAR与β1整合素的相互作用、阻断uPAR/β1/Src/MAP信号通路,从而抑制HT1080细胞的侵袭迁移;ECRG2基因缺失导致uPAR/β1整合素/Src/MAP信号通路活性增强,促进HT1080细胞的侵袭迁移。结论ECRG2基因通过干扰uPAR/β1整合素/Src/MAP信号通路参与肿瘤细胞侵袭迁移的调控。

果蝇Neuroligin 4以非依赖于Neurexin方式调控突触的发育

目的探究果蝇突触黏附分子神经连接蛋白-4(Drosophila neuroligin 4,DNlg4)对幼虫神经肌肉突触发育的调控是否依赖于经典的neuroligin(Nlg)突触前配体分子轴突蛋白(Drosophila neurexin,DNrx)。方法主要利用免疫荧光染色和激光共聚焦显微观测技术,对包括野生型、dnlg4突变体、dnrx突变体和dnlg4,dnrx双突变体等不同基因型果蝇三龄幼虫的神经肌肉接头(neuromuscular junction,NMJ)的形态进行观察,测量其突触分枝总长度并计数突触终扣(bouton)数目。以此作为NMJ发育状态参数,通过比较不同基因型果蝇的NMJ发育缺陷程度,确定DNlg4和DNrx在调控神经肌肉突触发育中的关系。结果DNrx缺失会导致较DNlg4缺失更严重的NMJ发育缺陷;缺失DNlg4会进一步加重因DNrx缺失而导致的NMJ发育缺陷;运动神经元表达外源的DNlg4可部分挽救DNrx缺失造成的NMJ发育缺陷;未检测到两类分子存在在体的相互结合。结论DNlg4与DNrx对果蝇幼虫神经肌肉突触发育的正向调控具有协同效应,DNlg4以非依赖于DNrx的方式调控神经肌肉突触的发育。

刚地弓形虫棒状体蛋白17(ROP17)真核表达载体的构建、表达及其激酶活性分析

目的构建刚地弓形虫RH株棒状体蛋白17(ROP17)真核表达载体,对表达产物进行激酶活性的检测和功能分析。方法根据刚地弓形虫ROP17蛋白编码基因(GenBank登录号为AM075203.1)设计引物,以弓形虫RH株速殖子总RNA为模板,RT-PCR扩增目的基因片段,克隆至真核表达载体p3×Flag-CMV-14,构建重组质粒p3×Flag-CMV-14/TgROP17。经菌液PCR、双酶切和测序鉴定正确后,用脂质体法转染至人胚肾细胞(HEK293T),RT-PCR和蛋白质印迹(Western blotting)分析表达产物;Western blotting检测其激酶活性;流式细胞术分析ROP17对转染宿主细胞凋亡的影响。结果 RT-PCR结果显示,从RH株弓形虫速殖子中扩增出约1 850 bp的基因片段。菌落PCR、双酶切和测序结果显示,重组质粒p3×Flag-CMV-14/TgROP17构建成功且序列正确。RT-PCR和Western blotting结果显示,在转染p3×Flag-CMV-14/TgROP17的细胞中有TgROP17的表达,基因片段大小为1 850bp,蛋白质相对分子质量(Mr)约为70 000,而转染空质粒组未见表达。Western blotting结果显示,ROP17可以磷酸化c-Jun蛋白;流式细胞术结果显示,ROP17抑制喜树碱(CPT)诱导的细胞凋亡,6 h和12 h的抑制率分别为20.6%和24.1%,两者差异有统计学意义(P<0.05)。结论成功构建了真核表达载体p3×Flag-CMV-14/TgROP17,其表达产物具有激酶活性且能够抑制细胞凋亡。

RAS及其基因多态性与原发性高血压

肾素-血管紧张素系统(RAS)在调节盐代谢和血压的调控以及高血压的发病中起着重要的作用,RAS是迄今为止研究最广泛的高血压相关基因。现对RAS中的3个重要成员血管紧张素转换酶(ACE)、血管紧张素原(AGT)和血管紧张素Ⅱ1型受体(AT1R)的特性、分布、基因定位、基因结构、基因多态性及其与高血压的关系进行了系统的综述。

重组弓形虫磷酸甘油酸变位酶2联合IL-2、IFN-γ佐剂鼻内免疫小鼠诱导的小肠黏膜免疫应答

为探讨IL-2和IFN-γ的佐剂效应，本研究观察了重组弓形虫磷酸甘油酸变位酶2（rTgPGAM2）联合IL-2或IFN-γ滴鼻免疫小鼠诱导小肠黏膜IgA抗体分泌细胞（IgA—ASCs）和小肠冲洗液sIgA的免疫应答。将48只6周龄雌性BALB／c小鼠随机均分为6组，免疫组分别用500IUIL-2、1000UIFN-γ、30μgrTgPGAM2、30μgrTgPGAM2＋500IUIL-2或30μgrTgPGAM24-1000UIFN-1滴鼻免疫小鼠，抗原和佐剂溶于20μLPBS中，对照组用20μLPBS滴鼻。免疫3次，一免和二免间隔2周，二免后1周三免。三免后第14天，颈椎脱臼处死小鼠，免疫组化检测小鼠十二指肠、空肠和回肠黏膜中IgA-ASCs，计算阳性率，ELISA测定小肠冲洗液sIgA水平。结果表明，免疫组十二指肠、空肠和回肠黏膜中IgA—ASCs阳性率高于PBS组，其中rTgPGAM2、rTgPGAM2联合IL-2或IFN-γ佐剂组差异显著（P〈0．05或P〈0．01）。rTgPGAM2联合IL-2或IFN-γ佐剂组小肠冲洗液sIgA水平显著高于PBS组（P〈0．01）。rTgPGAM2、TgPGAM2＋IL-2和TgPGAM2＋IFN-γ滴鼻免疫小鼠均可有效诱导肠黏膜免疫应答，IL-2和IFN-γ可显著增强抗原的免疫效应，IL-2的佐剂效应优于IFN-γ。

ECRG2基因缺失通过p53途径导致中心体过度复制

目的探讨ECRG2基因调控中心体复制的分子机制。方法采用质谱法筛选ECRG2基因作用伙伴;采用免疫共沉淀法鉴定ECRG2与p53发生相互作用的位点;采用Western印迹法检测p53转录活性;采用免疫荧光技术观察ECRG2基因对p53中心体定位能力的影响。结果结果显示p53是ECRG2基因的一个新的作用伙伴。ECRG2基因通过其N端20个肽与p53发生相互作用,通过p53参与中心体复制。ECRG2基因缺失不但促进p53蛋白泛素化降解程度,降低p21蛋白活性,提高cyclinE/CDK2活性,从而启动了中心体过度复制,而且使p53蛋白无法定位于中心体,丧失了对中心体再复制的抑制作用。结论ECRG2基因通过p53参与中心体复制,一方面,ECRG2通过p53/p21/cyclin E/CDK2途径调控中心体复制;另一方面,ECRG2也可影响p53中心体定位能力,参与p53对中心体再复制的抑制作用。

重组弓形虫磷酸甘油酸变位酶2联合白细胞介素-2或干扰素γ诱导小鼠的脾淋巴细胞免疫应答

目的观察重组弓形虫磷酸甘油酸变位酶2(Recombinant Toxoplasma gondii phosphoglycerate mutase 2,rTgPGAM2)联合白细胞介素-2(Interleukin-2,IL-2)或干扰素γ(Interferonγ,IFNγ)滴鼻免疫小鼠诱导的脾淋巴细胞免疫应答,探讨IL-2和IFNγ的佐剂效应。方法将48只BALB/c小鼠随机均分为6组:rTgPGAM2组(30μg)、IL-2组(500 IU)、IFNγ组(1 000 IU)、rTgPGAM2(30μg)+IL-2(500 IU)组和rTgPGAM2(30μg)+IFNγ(1 000 IU)组和对照组(20μl PBS),免疫途径均为滴鼻免疫,共免疫3次。末次免疫后第14天,颈椎脱臼处死小鼠,CCK-8法检测各组小鼠脾淋巴细胞增殖活性,ELISA法检测脾淋巴细胞培养上清中IL-2、IFNγ、IL-4和IL-10水平。结果经rTgPGAM2刺激后,与对照组比较,各免疫组小鼠脾淋巴细胞刺激指数(Stimulation index,SI)均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01),rTgPGAM2联合IL-2或IFNγ组显著高于rTgPGAM2组(P<0.01或P<0.05);经ConA刺激后,仅IL-2组SI显著高于对照组(P<0.01)。各免疫组小鼠脾淋巴细胞培养上清中IL-2和IFNγ含量均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01),rTgPGAM2联合IL-2或IFNγ组显著高于rTgPGAM2组(P<0.01或P<0.05);rTgPGAM2组及其联合IL-2或IFNγ组IL-4含量显著高于对照组(P<0.05);而IL-10的含量,只有IFNγ组和rTgPGAM2+IFNγ组显著高于对照组(P<0.05)。结论 rTgPGAM2联合IL-2或IFNγ鼻内免疫小鼠诱导的脾淋巴细胞免疫应答优于rTgPGAM2单独免疫,表明IL-2和IFNγ具有良好的佐剂效应,IL-2的佐剂效应更佳。

ECRG2基因对人类纤维肉瘤HT1080细胞侵袭迁移能力的影响

目的探讨ECRG2基因在人类纤维肉瘤侵袭和转移过程中的作用。方法应用RNA干扰技术抑制内源性ECRG2基因在人类纤维肉瘤HT1080细胞中的表达，建立ECRG2基因在该细胞中的可诱导表达系统，Westernblotting方法观察细胞ECRG2蛋白表达水平的变化，细胞划痕实验和Transwell侵袭实验观察HT1080细胞迁移、侵袭能力的变化。结果Westernblotting检测筛选得到敲除内源性ECRG2基因的最佳Tet—On可诱导表达克隆。细胞划痕实验和Transwell侵袭实验发现，敲除内源性ECRG2基因明显促进HT1080细胞的侵袭迁移能力，而表达外源ECRG2基因的HT1080细胞侵袭、迁移能力显著下降。结论ECRG2基因与人类纤维肉瘤的侵袭转移潜能相关，外源ECRG2基因的表达可明显抑制人类纤维肉瘤HT1080细胞的侵袭、迁移能力。

Pulse-chase实验示踪食管癌相关基因2蛋白在EC109细胞的分布

目的:本研究拟探讨食管癌相关基因2(ECRG2)蛋白产生后在食管癌EC109细胞的分布。方法:利用35S-蛋氨酸标记的Pulse-chase实验示踪ECRG2蛋白产生后在EC109细胞内外的分布情况;利用免疫荧光染色方法观察ECRG2蛋白在EC109细胞内的亚分布。结果:Pulse-chase示踪实验显示ECRG2蛋白产生后,一部分聚集于细胞核内,另一部分被分泌到细胞外;进一步免疫荧光染色分析显示,在间期细胞中ECRG2聚集于中心体处,在有丝分裂期细胞聚集于着丝粒处。结论:ECRG2基因有可能分别在细胞内、细胞外发挥不同的生物学功能,通过细胞外发挥丝氨酸蛋白酶抑制剂功能、细胞内参与中心体复制、纺锤体检测点功能的调控,而在肿瘤细胞侵袭迁移、染色体不稳定性中发挥重要作用。

S期激酶相关蛋白2对食管鳞癌细胞增殖、迁移的影响及其作用机制

目的明确S期激酶相关蛋白2(S-phase kinase associated protein 2,Skp2)在食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)细胞中的功能。方法利用RT-qPCR和Western blot法检测Skp2基因在ESCC细胞系中的表达;用慢病毒敲低Skp2基因在ESCC细胞系中的表达后,采用MTT法、克隆形成试验、Transwell小室试验检测Skp2对ESCC细胞增殖、迁移的影响,采用RT-qPCR法检测Skp2潜在下游靶基因P53、P300的表达。结果与正常食管上皮细胞相比,Skp2基因在ESCC细胞系中呈现高表达的趋势。利用慢病毒敲低Skp2基因的表达可明显抑制ESCC细胞系的增殖及迁移能力;Skp2下游潜在靶基因P53、P300表达量显著上升。结论 Skp2基因可通过抑制P53、P300等抑癌基因的表达,促进ESCC细胞的增殖、迁移及克隆形成。

重组弓形虫肌动蛋白解聚因子滴鼻免疫小鼠诱导的免疫应答及保护作用

目的观察重组弓形虫肌动蛋白解聚因子(Recombinant Toxoplasma gondii actin depolymerizing factor,rTgADF)滴鼻免疫小鼠诱导的免疫应答及抗弓形虫攻击的保护作用。方法 40只雌性BALB/c小鼠随机分为2组,分别用30μg rTgADF(溶于20μl PBS)和20μl PBS于第0、14和21d各滴鼻免疫1次。末次免疫后14d,每组处死小鼠5只,ELISA法测定血清IgA、IgG和IgG1/IgG2a及鼻咽、阴道和小肠冲洗液sIgA以及脾淋巴细胞培养上清中IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-10水平。每组另取5只小鼠,用4×104 RH株弓形虫速殖子/只灌胃攻击(致死性),观察小鼠健康状况并计算存活率。其余小鼠用1×104速殖子/只灌胃攻击(慢性),攻击后30d处死,计数肝、脑组织速殖子。结果 rTgADF诱发小鼠产生较强的系统免疫和黏膜免疫应答,免疫组小鼠血清IgG、IgA和IgG1/IgG2a水平与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),鼻咽、阴道和小肠冲洗液sIgA水平与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),脾淋巴细胞培养液上清中IFN-γ和IL-2、IL-4水平与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),IL-10水平组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。致死性攻击后30d,对照组小鼠全部死亡,免疫组小鼠存活率为20%,差异有统计学意义(P<0.01);慢性感染后30d,免疫组小鼠肝和脑虫荷分别比对照组减少63.87%(P<0.01)和50.14%(P<0.05)。结论 rTgADF滴鼻免疫小鼠诱导产生较强的黏膜及系统免疫应答,并可部分抵抗弓形虫致死性和慢性攻击,可作为弓形虫候选蛋白疫苗。

ECRG2基因缺失导致纺锤体检测点功能缺陷

目的 观察ECRG2基因对纺锤体检测点功能的影响.方法 利用基因敲除和免疫荧光染色技术观察ECRG2基因在细胞内的定位及生物学功能.结果 ECRG2基因在有丝分裂间期分布于中心体、有丝分裂期分布于着丝粒处,可能参与中心体复制和纺锤体检测点功能.siRNA技术敲除ECBG2基因细胞导致纺锤体检测点功能丧失,在nocodazole处理时无法阻断细胞于有丝分裂期而进入下一细胞周期,最终导致染色体不稳定性和非整倍体细胞出现.结论 ECRG2在纺锤体检测点中起重要作用,对确保染色体稳定性必不可少;ECRG2基因的缺失可能是肿瘤细胞染色体不稳定性和非整倍体细胞产生的重要原因.