模拟失重骨细胞条件培养基对成骨细胞活性的影响

目的探讨三维随机回转模拟失重培养后的骨细胞条件培养基(RCM)对成骨细胞活性的调节作用。方法采用三维随机回转模拟失重培养小鼠骨细胞系MLO-Y448h后,收集回转条件培养基(RCM)和未回转对照组的条件培养基(CCM),用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法、对硝基苯磷酸(pNPP)法和流式细胞术(FCM)检测RCM对小鼠成骨样细胞系MC3T3-E1增殖、周期及细胞分泌碱性磷酸酶(ALP)活性的影响。结果三维随机回转48h后的MLO-Y4RCM可促进MC3T3-E1增殖,用100%的MLO-Y4RCM和CCM培养MC3T3-E148h和72h后,RCM组比CCM组分别增加了1.21和1.27倍,差异性极显著(P<0.001);周期检测结果表明,RCM可以使MC3T3-E1越过周期阻滞点(S期);MC3T3-E1的ALP活性在RCM组和CCM组之间无差异。结论三维随机回转模拟失重培养骨细胞48h后的条件培养基促进了成骨细胞的增殖;并使成骨细胞的周期越过阻滞点,对成骨细胞的ALP活性无影响。

模拟失重对人自然杀伤细胞毒活性的影响

目的研究模拟失重状态下人NK细胞的细胞毒活性并对其活性变化的机制进行初步的探讨。方法采用高均一性的人NK细胞作为模型,以回转细胞培养模拟失重状态。人NK细胞经历48h和72h的模拟失重后,测定其杀伤率,并在mRNA水平检测NK细胞穿孔素基因、激活性受体基因以及抑制性受体基因的表达水平。结果模拟失重48h和72h的人NK细胞,其杀伤率比对照组分别下降了16%(P<0.05)和26%(P<0.05)。通过对模拟失重72hNK细胞mRNA的定量分析,发现激活性受体NKG2D基因表达下调,抑制性受体NKG2A基因表达上调,而穿孔素基因表达没有显著性变化。经历72h模拟失重的人NK细胞,回到正常条件下培养6d后,其细胞毒活性才恢复至正常水平。结论模拟失重可以导致人NK细胞杀伤活性的下降,其原因可能与NKG2A及NKG2D受体表达的变化有关。

5-氟尿嘧啶衍生物的合成及其体外抗肿瘤活性研究

目的设计合成5-氟尿嘧啶衍生物,并对其抗肿瘤活性进行评价。方法以5-氟尿嘧啶(5-FU)结构为基础,化学合成2-苄氧基-5-氟-4(3H)-嘧啶酮(2-BF),采用质谱(MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)及碳谱(13C-NMR)对其结构进行表征;MTT比色分析法比较2-BF与5-FU作用于人结肠癌细胞(SW620)及正常人肠上皮细胞(HIEC)后对细胞生长抑制率的影响及差异。结果 MS、1H-NMR和13C-NMR的结果确证合成化合物为目标产物;体外实验结果表明,2-BF(0.01～100μmol·L-1)作用于SW620细胞24h和48h后,其对细胞的生长抑制率分别为29.20%～64.96%、32.85%～72.26%,呈浓度、时间依赖性。在HIEC细胞中,高浓度2-BF(1、10、100μmol·L-1)的细胞生长抑制作用明显低于5-FU(P<0.01)。结论本实验成功合成了5-氟尿嘧啶衍生物——2-苄氧基-5-氟-4(3H)-嘧啶酮,不仅具有较好的抗肿瘤活性,且细胞毒性明显低于5-FU,具有潜在的临床应用价值。

^(12)C^(6+)离子辐射对细胞存活增殖及模拟失重和辐射对家蚕卵发育的影响

目的:观察重离子辐射后人骨肉瘤细胞MG-63、人胚胎皮肤成纤维细胞ESF-1和人胚胎肝正常细胞HEL-1的生存和增殖情况,及重离子辐射和模拟失重环境处理后家蚕卵的孵化和发育情况,初步探讨重离子辐射对细胞及复合环境对家蚕卵的一些生物学效应.方法:利用超导磁体模拟失重环境,利用重离子加速器产生12C6+离子,用不同剂量辐射细胞和家蚕卵,检测在重离子辐射后细胞的存活和克隆形成能力及复合条件下家蚕卵的发育情况.结果:HEL-1细胞在0.1Gy时存活率已经开始降低,且随辐射剂量的增大这种影响也增加,到1.5Gy时存活率降低50%.ESF-1细胞在1.5Gy时存活率下降约20%,但辐射对骨肉瘤MG-63细胞的存活率影响不大.HEL-1和ESF-1细胞受到0.1Gy的辐射后克隆形成能力就明显降低90.2%和79.1%,而MG-63细胞一直保持较高的克隆形成率,直到1.5Gy时迅速降低75%.家蚕的出蚁率随辐射剂量的增大而降低,到30Gy时出蚁率降到2.22%.当辐射剂量为0～10Gy时,家蚕卵在两种不同重力条件下的孵化率没有明显差异.但当辐射剂量增加到15,20和30Gy时,失重环境明显促进了家蚕卵的孵化.另外,失重环境下家蚕卵的孵化时间比正常条件下缩短约3d左右.同时,高剂量的辐射处理会延迟家蚕幼虫的生长.结论:重离子辐射降低了细胞的存活和增殖能力,同时影响了家蚕从受精卵到幼虫的发育,降低了出蚁率.失重环境可以缩短家蚕卵的孵化时间.

家蚕3-羟基异丁酸脱氢酶基因克隆及其在模拟失重环境中的表达模式分析

采用RT-PCR和RACE技术克隆了家蚕3-羟基异丁酸脱氢酶(hibadh)基因全长cDNA(GenBank登录号EU719652)并对其序列进行了分析,用RT-PCR方法检测了hibadh基因在家蚕5龄幼虫不同组织中的分布,最后用real-timeRT-PCR方法分析了整个胚胎期家蚕hibadh基因在模拟失重环境中的表达模式。克隆的hibadh基因cDNA全长1074bp,包含1个能编码完整Hibadh长度为969bp的开放阅读框。家蚕hibadh基因与伯霍尔德杆菌、果蝇、蜜蜂、热带爪蟾、小鼠、人类等6个物种hibadh基因推导的氨基酸序列同源性分别达到46%、43%、48%、44%、45%、45%。Hibadh蛋白为分泌蛋白,不存在糖基磷脂酰肌醇锚定位点,分子量和等电点分别为34.1kD和9.14。hibadh基因在家蚕5龄幼虫的头、丝腺、中肠、皮肤、血液、脂肪体、马氏管等组织中稳定表达。模拟失重环境中家蚕hibadh基因在胚胎发育的不同时期表达量不同,胚体突起发生期和反转期hibadh基因表达量分别上调2.3倍(P<0.05)和4.6倍(P<0.01),气管形成期hibadh基因表达量下调7.6倍(P<0.01),其余时间段hibadh基因表达量没有明显变化。整个胚胎发育期内,模拟失重组与对照组相比较hibadh基因总表达量下调2.6倍(P<0.05)。在模拟失重环境中,家蚕hibadh基因的表达模式与家蚕整体的响应模式有相似之处但不尽相同。基因对环境反应的灵敏度高于有机体整体对环境反应的灵敏度。该研究有利于进一步探讨hibadh基因的重力生物学机制。

深空辐射生物学效应研究进展

对深空领域进行探测将成为世界范围航天技术发展的重要方向之一。研究深空辐射生物学效应,可以为航天员生命健康保障提供理论指导。本文综述了近年来这方面的一些进展,在细胞和模式动物方面的研究表明,深空或地基模拟的辐射环境能造成DNA双链的断裂和染色体畸变的增加,导致基因组的不稳定性,从而影响了很多生理功能。

MACF1的生物信息学分析及细胞定位

目的:了解微管微丝交联因子1(MACF1)的结构与功能.方法:采用生物信息学软件对MACF1结构、功能及亚细胞定位进行分析,并利用分子模拟软件对MACF1空间结构进行了模拟,同时采用免疫荧光显微术及共聚焦激光扫描显微术(CLSM)对生物信息学分析的部分结果进行了验证.结果:MACF1由5430氨基酸组成,Mr约为620×103,主要定位于胞质及细胞骨架.MACF1结构中包含1个ABD、37个血影蛋白重复单元、1个SH3结构域、2个EF手臂钙结合位点结构域、1个生长捕获特异蛋白2结构域等基序,并包含4个序列谱及5个序列模式.MACF1的德温特入藏号为Q9UPN3,MACF1包括4个亚型即MACF1/2/3/5,主要功能可能是将微丝、微管与其它骨架蛋白交联.同源模建结果表明,MACF1与α-辅肌动蛋白的ABD结构域一级序列的同源性为50.2%.免疫荧光显微术及CLSM结果表明,MACF1主要分布与细胞质,且与微丝、微管骨架部分共定位.结论:MACF1是一种大分子量的骨架交联蛋白,主要定位于细胞质,且与微丝、微管骨架部分共定位,MACF1结构功能可能与α辅肌动蛋白有一定的相似性.

亚磁环境生物学效应的研究进展

生命在地球上的产生、进化与地球环境密不可分,除了空气、水等基本环境因素外,地磁场伴随着生物进化的整个过程,在生命活动中有重要意义。随着人类太空探索计划的不断推进,人类在太空的停留时间越来越长。另外,某些人工磁屏蔽实验环境,舰船的密闭舱室,特别是潜水艇内,地磁场被不同程度地屏蔽。长期脱离地球磁场环境,人类生理活动以及伴随人类太空探索进入太空的动、植物也会产生相应的生理、生化反应。20世纪70年代末至今,关于亚磁场生物学效应的研究一直没有中止。本文对亚磁或零磁环境的生物学效应的相关研究与进展作一简要概述。

模拟失重对人成骨样细胞凋亡的影响

为了探讨失重对人成骨样细胞凋亡情况的影响及对相关分子的作用,采用双向多样本回转器模拟失重效应,将培养的人成骨样细胞MG-63随机分为静止对照组、水平旋转对照组和失重实验组(用回转器模拟失重条件),在实验的12h取细胞用流式细胞仪检测早期凋亡情况,同时检测bcl-2、NF-κB(p65)mRNA和P53的表达。结果显示,在模拟失重12h时,MG-63细胞表现出一定的早期凋亡趋势,且bcl-2、NF-κB(p65)的表达明显降低,P53表达增加,提示失重可能通过影响这几种凋亡相关因子的表达,启动成骨细胞凋亡,从而破坏骨形成和骨吸收之间的平衡。成骨细胞凋亡的启动可能是航天员骨丢失的原因之一。

核壳结构有机/无机复合微球的制备与应用进展

根据核、壳的组成,核壳结构有机/无机复合微球可以分为2类:A类是核为无机材料,壳为高分子材料的核壳式结构;B类是核为高分子材料,无机材料作为壳层的核壳式结构。综述了B类复合微球的研究进展,详细讨论了复合微球的制备方法,如原位化学沉积法、溶胶-凝胶法、化学镀法、自组装法,并对各种制备方法的优缺点进行了总结,介绍了复合微球在轻质雷达吸波材料、光子晶体、生物医药载体材料、化妆品等领域的应用。最后指出了该研究领域未来的发展方向。

水难溶性药物的载体材料研究进展

水难溶性药物因其在水中溶解度小使得药物的临床应用受到限制。将水难溶性药物通过某些载体包裹,是对水难溶性药物进行增溶的一种行之有效的方法。综述了水难溶性药物载体材料的研究进展,并总结了各种载体材料的优缺点。针对普遍存在的增溶效果不理想的问题,指出了几种载体未来的发展方向。表面活性剂胶束因其自身的毒性而逐渐被其它载体材料取代。环糊精和聚合物胶束具有广阔的发展前景。尽管脂质体作为水难溶性药物载体存在不足之处,但其可用作水溶性药物的载体或者制备成主动靶向制剂(例如单克隆抗体导向的脂质体)、物理化学靶向制剂(例如磁靶向脂质体),仍具有巨大的研究价值和发展空间。

染料木素促成骨样细胞增殖作用及其机制研究

目的观察染料木素(genistein)对成骨样细胞MC3T3-E1细胞增殖及骨形成蛋白-2(BMP-2)、β-连环素(β-catenin)表达的影响。方法培养成骨样细胞MC3T3-E1,加入不同浓度的染料木素(1×10-10、1×10-9、1×10-8、1×10-7、1×10-6和1×10-5mol·L-1),以1×10-9mol·L-1雌激素(β-estradiol,E2)作为阳性对照组,采用MTT比色试验法和碱性磷酸酶(ALP)活性检测法,观察染料木素作用后MC3T3-E1的增殖及分化情况,以Westernblot方法检测成骨样细胞中BMP-2和β-catenin蛋白的表达。结果染料木素可促进MC3T3-E1细胞增殖,染料木素作用后细胞的ALP值也明显升高,呈浓度依赖性;染料木素可增加BMP-2和β-catenin表达,且呈浓度依赖性。结论染料木素促进MC3T3-E1细胞增殖与分化,可通过调节BMP-2和Wnt/β-catenin信号通路而影响成骨样细胞的活性。

强磁重力环境对成骨细胞增殖、形态及其主要元素含量的影响

目的:研究强磁重力环境(HMGE)对成骨细胞增殖、形态以及主要元素相对百分含量的影响.方法:采用大梯度超导磁体模拟空间重力环境,以细胞计数法和扫描电子显微镜结合能谱仪(SEM-EDS)分别检测强磁失重(0g),强磁常重力(1g)和强磁超重力(2g)三种HMGE对人骨肉瘤细胞(MG-63)及小鼠成骨样细胞(MC3T3)增殖能力、形态以及细胞中钙、钠、镁等元素百分含量的影响.结果:MG-63和MC3T3细胞在0,1,2g和对照环境中培养24h后,MC3T3细胞平均增殖倍数分别为:-(0.21±0.06),0.91±0.17,0.49±0.04和1.08±0.18;MG-63细胞平均增殖倍数分别为:1.03±0.16,0.75±0.06,0.67±0.15和0.44±0.07.与对照组相比较,0,1,2g环境处理组细胞形态发生明显变化,其中0g环境处理组变化最为明显.各环境处理组MC3T3细胞中钙、钠、镁元素百分含量与对照组相比差异不明显.MG-63细胞中钙元素百分含量0,1,2g环境处理组及对照组分别为(9.93±0.98)%,(3.61±1.53)%,(5.30±1.47)%和(7.35±1.92)%,与对照组相比,0g环境处理组MG-63细胞中钙元素含量明显增加(P<0.01),而1,2g环境处理组MG-63细胞中钙元素含量明显下降(P<0.05).各组MG-63细胞中钠元素含量与对照组相比较差异不明显.MG-63细胞中镁元素百分含量0,1,2g环境处理组及对照组分别为:0%,(1.90±0.77)%,(2.50±0.74)%和(2.83±0.21)%.0,1g环境处理组与对照组相比明显下降(P<0.05).结论:HMGE可影响成骨细胞的增殖、形态以及细胞中钠、镁、钙等元素的相对百分含量.

蛋白质结晶条件的筛选策略研究进展

蛋白质分子的三维结构是生命科学研究中极为重要的信息,X射线单晶衍射技术是目前获得结构信息最主要的手段,但如何筛选到第一个蛋白晶体是该技术必需的第一步,也是制约结构生物学发展的主要瓶颈问题之一。现在一般通过规模筛选的方法从众多的溶液中筛选出可结晶的条件,但是工作量较大,效率也不高。回顾了近年来在提高结晶筛选效率方向取得的成就,主要表现在2个方面:一是在传统结晶方法和试剂基础上发展起来的一系列新的高效的结晶技术和筛选试剂盒;二是从生物学、物理学和化学等角度提出的一些提高结晶筛选效率的新技术,主要包括通过分子工程改造蛋白、提高蛋白溶液的稳定和均一性、导入籽晶、共结晶、改善结晶界面和变温筛选等技术。最后展望了该领域未来的发展趋势。

基于免疫荧光图像的微管蛋白半定量分析

目的:建立一种基于免疫荧光图像的快速、简便、半定量分析微管蛋白的方法.方法:小鼠成骨样细胞MC3T3分别在正常及三维回转条件培养48h后,免疫荧光细胞化学技术标记对照组和回转组的成骨细胞微管骨架,激光共聚焦显微镜采集荧光图像;采用三种不同的专业图像分析软件SimplePCI,Imagepro-Plus6.0(IPP)及ImageJ定量分析三维回转培养条件对小鼠成骨样细胞MC3T3-E1微管细胞骨架的影响;用Western Blot检测α-微管蛋白表达量;用ImageJ软件确定MC3T3-E1细胞微管骨架的分形维数.结果:对采集到的细胞骨架荧光染色图像做定量分析发现,与对照组相比,经过48h三维回转培养,MC3T3-E1细胞图像的荧光强度明显降低(P<0.01);Western Blot结果表明,经过48h三维回转培养,MC3T3-E1细胞α-微管蛋白表达量表达量明显下降;Im-ageJ软件分析结果表明,经过48h三维回转培养,MC3T3-E1细胞微管的分形维数也明显低于对照组(P<0.05).结论:图像分析软件的结果和实验结果一致,表明基于免疫荧光图像的分析方法是可行的,为细胞形态学的定量研究提供了新思路和手段.

0.2-0.4T静磁场对肿瘤细胞生长和黏附功能的影响

目的:研究0.2-0.4T中强静磁场对肿瘤细胞生长和黏附的影响.方法:用0.2-0.4T静磁场对SMMC-7721、HepG2和MCF-7细胞曝磁处理后,用噻唑蓝(MTT)法检测中强磁场对SMMC-7721、HepG2和MCF-7细胞生长增殖的影响.通过结晶紫染色检测细胞对FN黏附能力的变化,并应用流式细胞技术检测中强磁场对肿瘤细胞周期的影响.结果:中强磁场影响SMMC-7721、HepG2和MCF-7细胞的生长和黏附功能.中强磁场对不同的肿瘤细胞有不同的效应,对SMMC-7721的生长没有明显的影响,但降低SMMC-7721黏附能力(1.847±0.342vs1.094±0.33,P=0.012),与对照组相比SMMC-7721细胞周期的G2/M的百分比降低(12.05%±1.14%vs3.74%±0.87%,P=0.018).而对于MCF-7细胞,中强磁场促进细胞的增殖,增强细胞对FN的黏附能力(1.094±0.076vs2.177±0.474,P=0.017),使其G2/M的百分比降低(4.42%±1.23%vs12.04%±1.65%,P=0.004).HepG2细胞在中强磁场中,细胞的增殖受到抑制,对FN的黏附能力没有明显的变化(0.305±0.076vs0.394±0.089,P=0.467),但G2/M的百分比有所升高(1.90%±0.79%vs0.24%±0.15%,P=0.046).结论:0.2-0.4T中强静磁场对不同的肿瘤细胞有不同的影响.

氯化锂对去卵巢大鼠骨密度的影响研究

目的观察GSK3特异性抑制剂氯化锂(LiCl)对去卵巢(OVX)大鼠骨密度的影响并探讨其作用机制。方法24只雌性SD大鼠,随机均分为3组:假手术(Sham)组、OVX组和LiCl组。Sham组仅切除一段肠系膜,OVX组和LiCl组行双侧卵巢摘除,LiCl组给予LiCl溶液140mg/(kg.d)灌胃,Sham组与OVX组均用生理盐水(1ml/d)灌胃,持续10周。每周称量大鼠体重,10周后观测各组大鼠骨密度、子宫重量及子宫内膜的改变;采用免疫组化和Westernblotting观察骨组织形态学改变和β-catenin蛋白的表达。结果10周后,与OVX组比较,LiCl组大鼠体重增幅小而骨密度有所增加,子宫内膜未出现萎缩性改变,骨小梁形态结构基本完整,骨小梁形态结构破坏少。与Sham组比较,OVX组成骨细胞β-catenin蛋白表达降低,而LiCl组表达明显升高。结论LiCl可使OVX大鼠的骨密度增加,可抑制由雌激素缺乏引起的子宫萎缩,从而有效预防雌激素缺乏导致的骨质疏松。

提高蛋白质晶体质量的研究进展

获得高质量蛋白质晶体一直是X射线衍射解析蛋白质结构的瓶颈问题,因此研究提高蛋白质晶体质量的方法具有非常重要的意义。近年来人们从影响蛋白质结晶过程的各个因素出发,发展了一系列提高蛋白质晶体质量的方法,如在亚稳区生长蛋白质晶体、利用特殊环境影响蛋白质晶体生长的动力学过程、利用去垢剂提高蛋白质晶体质量和分子工程改造蛋白质分子提高晶体质量等。分析和评述了这些方法影响蛋白质结晶过程的机理。

MACF1与成骨细胞骨架之间的相互关系研究

采用激光共聚焦显微术研究微管微丝交联因子(MACF1)与成骨样细胞(MG-63及MC3T3)微丝/微管骨架、黏着斑之间的相互关系.结果表明,MACF1不连续地分布于微管纤维上,与微丝骨架部分共定位于胞质中,在很多的成骨细胞中可见MACF1分布于骨架相关的粘着斑处;细胞松弛素B影响了MACF1在成骨细胞中的分布,并有使其向细胞核周围及核内转位的趋势,秋水仙素对MACF1的分布无明显的影响.转染了siRNA-MACF1的MG-63细胞微丝骨架纤维分布不连续、微管骨架纤维分布紊乱.这些结果提示MACF1不仅起交联微丝及微管细胞骨架的作用,而且还可稳定细胞骨架;成骨细胞MACF1的分布更依赖于微丝骨架的完整性.

尾悬吊大鼠比目鱼肌‘肌肉生长抑制素’基因的表达水平

目的确定尾悬吊大鼠比目鱼肌组织中‘肌肉生长抑制素’(myostatin,MSTN)基因的表达水平。方法在测定尾悬吊14、30 d大鼠后肢比目鱼肌相对湿重的基础上,采用real-time RT-PCR方法,在基因水平对尾悬吊14、30 d大鼠比目鱼肌中MSTN mRNA水平进行检测。结果尾悬吊14、30 d后比目鱼肌的相对湿重分别下降了11%和19%。real-time RT-PCR结果表明,大鼠尾悬吊14、30 d后,比目鱼肌中MSTN mRNA表达水平均有所提高,分别是对照大鼠的2.2倍和3.5倍。结论尾悬吊大鼠后肢去负荷后可诱导抗重力肌-比目鱼肌组织中MSTN mRNA表达水平的上调。