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单细胞生物特征(6篇)

发布人:网络 发布时间:2024-06-19

单细胞生物特征篇1

【摘要】目的:探讨成人外周血来源的内皮祖细胞(epc)与成熟血管内皮细胞在抗原表达、细胞形态、增殖潜能和体内外血管生成方面的异同点.方法:密度梯度离心法获得单个核细胞,用含生长因子的内皮培养基接种于纤连蛋白包被的培养板中.细胞在接种后每2h去除1次未黏附细胞共2次,然后隔日换液1次,直到晚期克隆出现.同期培养人脐静脉内皮细胞(huvec)进行比较.流式细胞技术检测细胞表面抗原表达,直接荧光染色法测定细胞结合荆豆凝集素及摄取乙酰化低密度脂蛋白.体外培养细胞的群体倍增次数确定细胞增殖潜能,胶原凝胶细胞体外种植及裸鼠体内移植实验分别测定体外及体内血管生成功能.结果:epc在培养21~28d出现,表现出典型的内皮细胞“铺路石”外貌.与huvec相比,epc表达高水平的cd36和kdr(epcvshuvec,p<0.01),但表达cd146,结合植物凝集素和摄取乙酰化低密度脂蛋白在两种细胞间未存在统计学差异.体外培养100d,epc和huvec分别传代46次和25次,只有epc能在体外和裸鼠体内胶原凝胶中形成管腔样结构.结论:人外周血来源的epc虽然具备成熟内皮细胞的表型和形态特点,但仍保留干/祖细胞的完整生物学特征.

【关键词】血管生成;内皮细胞;祖细胞;生物学性状

0引言

内皮祖细胞(endothelialprogenitorcells,epcs)原始储存部位在骨髓,受缺血信号刺激后向外周血释放,募集到缺血部位参与血管新生.但另有研究却发现,epcs在肿瘤血管新生、受损血管内皮修复、或成年动物体内血管再生方面,所起作用很小或几乎不起作用[1-3].我们研究首先确认外周血循环中是否存在有真正的epcs,然后将其与成熟内皮细胞进行完整生物学性状对比分析.

1材料和方法

1.1材料histopaque,1.077,fitc标记的植物凝集素(ulexeuropaeusagglutinin?1,uea?1)、纤连蛋白(fibronectin)、fitc标记的抗?vegf?2受体(kdr)、i型胶原均为sigma公司产品;添加各种生长因子和胎牛血清的内皮细胞完全培养基(egm?2mvsinglequots)和i型胶原酶为bectondickinson公司产品;dii标记的乙酰化低密度脂蛋白(dii?ac?ldl)购自abdserotec公司;vwf一抗和fitc标记二抗均购自dako公司;pe?cd34,fitc?cd14,fitc?cd146,均为bd公司产品.健康志愿者11(男9,女2)例,年龄46.5±13.1岁,肘静脉取血每例50ml,肝素(20ku/l)抗凝.hanks1∶1稀释血液,加入histo?paque经密度梯度离心法获得单个核细胞(mononuclearcells,mnc).用hanks洗涤mncs3次,重悬于egm?2,调整细胞计数2×109/l,接种于100mg/l纤连蛋白包被的24孔培养板中.另在无菌条件下取正常剖腹产健康新生儿脐带20~30cm,pbs冲洗脐静脉腔,i型胶原酶灌注,37℃水浴消化15min.收集消化液、离心、洗涤,egm?2调整细胞计数2×109/l,接种于纤连蛋白包被的培养瓶中,取2~3代人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalveinendothelialcells,huvec)用于实验.

1.2方法根据单核细胞在体外培养时具有短期松散附壁的特点,应用序列黏附法去除淋巴细胞的混杂.每例血样在分离出mnc并接种后每隔2h去除1次未黏附细胞,共2次,然后加入egm?2静止培养,4d后换液.此后隔天换液1次,直至典型的内皮细胞克隆出现,然后消化传代,取2~3代细胞进行实验.

1.2.1表面抗原表达的测定贴壁细胞用pbs洗涤2次,2.5g/l胰酶/edta消化后制成细胞悬液,密度为1×109/l.每份细胞悬液取150μl×2分装2个试管,分别加入fiti?cd14,fitc?cd146,fitc?kdr,pe?cd34及同型对照mab各20μl,避光反应30min,pbs洗涤2次测定,每例均以流式细胞术复测3次.上机后收集20000个细胞,荧光强度以对数放大,结果以各种抗原表达阳性百分率表示.

1.2.2内皮细胞vwf的表达贴壁细胞生长至80%汇合时用1∶1甲醇/丙酮固定,vwf一抗及fitc标记的二抗均作1∶50稀释,严格按说明步骤进行.

1.2.3细胞增殖潜能的测定epc及原代huvec生长至亚汇合状态时分别消化,制成稀释的细胞悬液,密度均为2×107/l,传代接种于25ml培养瓶中.然后按此方法对这两种细胞分别持续传代,直至细胞衰老.每传代细胞1次,记数为1次群体倍增.以培养时间为横坐标,群体倍增次数为纵坐标,绘制细胞群体倍增曲线图.

1.2.4体外血管形成实验用冷藏的egm?2配置浓度为2g/l的i型胶原溶液,100g/l碳酸氢钠滴定溶液ph值7.4~7.6,加入96孔板中每孔100μl,37℃放置30min使其成胶.分别将2~3代贴壁的epc和huvec制成细胞悬液,加入凝胶之上每孔5×104个细胞,置培养箱内孵育,不同时间点倒置显微镜下观察血管生成情况.

1.2.5体内血管生成实验无胸腺裸鼠22只,7~11wk,购自郑州大学实验动物中心.收集epcs和huvecs,制成浓度为2×109/l的细胞悬液.用1.5g/l的碳酸氢钠、25mol/lhepes,100ml/l胎牛血清、300ml/legm?2制备浓度为3g/l的胶原溶液.将等量的细胞悬液与胶原溶液混合,每只裸鼠后肢sc细胞?胶原溶液1ml.将裸鼠置于饲养笼28℃条件下30~60min,触摸裸鼠移植部位皮丘呈胶冻感为移植成功,然后常规条件饲养.21~30d处死裸鼠,取出移植体行病理切片分析.

统计学处理:采用spss11.0统计软件进行分析.计量数据以x±s表示,两组均数间的比较采用t检验,以p<0.05为有统计学差异.

2结果

mnc接种后7~11d可见有簇状聚集的早期克隆出现,中间是圆形细胞,周边有向外爬行生长的梭状或多角形细胞(图1a).持续培养至21~28d可观察到晚期克隆的出现,细胞均呈多角形或纺锤形,紧密贴壁,聚集向外生长(图1b).至35~42d,可见细胞增殖、逐渐汇合成片,呈现内皮细胞典型的“铺路石”外貌(图1c,d).huvec接种当时为圆形、悬浮,24h后细胞即伸展、贴壁,呈梭形或多角形(图2a),5~7d后贴壁细胞基本汇合成单层,外观与epc来源细胞相同(图2b,c).

2.1epcs与huvecs表型特征对比huvec相比,epc表达高水平的干/祖细胞标记cd34和kdr(p<0.01,图3).单核细胞特异抗原cd14在两组细胞表面仅有微量表达,而泛内皮细胞标记cd146在两组细胞均为高表达但无统计学差异.vwf鉴定两组细胞均阳性证实为内皮细胞起源.a:第7日形成早期克隆×40;b:第22日形成晚期克隆×40;c:第37日晚期克隆增殖汇合;d:晚期克隆再种植形成单层内皮细胞,呈典型铺路石样外观×100.

图1epc体外培养细胞形态

a:种植后24h伸展贴壁×40;b:6d后增殖汇合×40;c:第二代huvecs呈铺路石外观×100.

图2huvecs体外培养形态特点

2.2epcs及huvecs体外增殖潜能对比epc传代接种后经历1~2d潜伏适应期,然后增殖旺盛,每3~4d传代1次.在100d时间内,epc传代46次,曲线陡直上升(图4).此后传代时间渐延长,曲线由水平转为下降趋势.huvec传代周期为5~7d,曲线缓慢平坦上升,表明细胞增殖潜能低于epc.在68d时间内、同等培养条件下huvec共传代21次,然后曲线迅速下降,提示细胞开始衰老.在相同的100d时间内,huvec总计传代25次.

图3epc与huvec表达抗原阳性百分率比较(x±s,n=33,bp<0.01vshuvec)

图4epchuvecs体外培养群体倍增曲线

2.3胶原凝胶体外血管生成贴壁的epc和huvec分别消化再种植于i型胶原凝胶上,36h后可见epc伸展呈纺锤状,并相互连接形成管腔样结构(图5a),72h后可见原管腔增大,管壁可见有细胞向管腔中央呈发芽状生长(图5b).持续观察huvec未见形成管腔样结构,至1wk后仅见细胞呈圆形或多角形融合成片(图5c).

a:epcs种植36h形成管腔结构;b:72h后管腔扩大,并见管壁细胞向腔内呈发芽状生长;c:huvecs种植不能形成管腔结构.

图5胶原凝胶体外血管生成×100

2.4裸鼠体内血管生成裸鼠22只细胞移植均获成功(epc和huvec组各11只),饲养期间未发现裸鼠有异常反应.移植体病理切片he染色显示,epc组11只裸鼠中有8只在胶原凝胶移植体中观察到了典型的微血管结构,并与小鼠组织构成了人?鼠嵌合血管,其间可见小鼠的血细胞流动(图6a).而huvec组仅在1只裸鼠的移植体中观察到了类似微血管样结构(图6b),其余10只裸鼠移植体中均显示出不规则的细胞聚集现象,未观察到血管结构(图6c).

a:epc组细胞移植形成典型血管结构,管腔中可见小鼠血细胞;b:huvec组细胞移植仅1例形成不典型管腔;c:其余huvec组细胞移植均不能形成管腔结构,仅有不规则细胞聚集).

图6细胞移植裸鼠体内血管生成he×200

3讨论

本研究结果显示,成人外周血循环中的单个核细胞在体外内皮培养条件下,于不同时间段内可形成早期和晚期克隆.yoder等[4]研究表明,这种早期克隆属于单核?巨噬细胞系列,再种植不能分化成内皮细胞,因而还不属于真正的epc.在早期克隆出现后持续培养,直至获得具有内皮细胞形态特征的晚期克隆后,才显现出干/祖细胞和内皮细胞双重生物学特征.因此,这种晚期克隆及其分化产生的近代细胞,应属于真正的epc.本研究显示,epc体外再种植培养可呈现典型“铺路石”外观,与huvec形态相同.两种细胞表达vwf,结合植物凝集素及吞噬乙酰化低密度脂蛋白均为阳性,不表达单核细胞标记cd14而高表达泛内皮细胞标志cd146,提示二者均为内皮细胞来源.与huvec相比,epc表达更高水平的cd34和kdr.由于cd34是多数干/祖细胞的共有标志,而kdr的高表达预示着细胞对血管内皮生长因子更敏感,增殖力和血管生成能力更强[5].由此可见,我们所获得的晚期克隆来源细胞除了具备成熟内皮细胞的全部表型外,还显现出非成熟细胞(即干/祖细胞)的特征.

本研究显示,在同等培养条件下,晚期克隆来源的epc增殖速度快、传代周期短,在100d时间内传代近50次而无明显衰老征象.相反,huvec虽然在6代以内的生长方式和细胞形态接近epc,但传代周期进行性延长,在2mo的时间内只能传代21次即迅速衰老,说明自我复制能力低下,也符合一般成熟细胞的特点.本研究显示,将晚期克隆来源细胞种植于胶原凝胶中,可生成典型的管腔样结构,而huvec种植后只出现细胞聚集,无典型管腔形成,说明前者具备干/祖细胞和内皮细胞的双重特征.晚期克隆细胞能够在动物体内增殖并形成血管,因而具有epc完整的生物学特征.鉴于冠心病患者外周血循环中出现的内皮细胞是自血管壁脱落的衰老细胞,与huvecs相比在体外更不易存活和增殖[6].因此有理由相信,我们所获得的晚期克隆细胞属于纯化的epcs,未被成熟血管内皮细胞混杂.

【参考文献】

[1]gothertjr,gustinse,vaneekelenja,etal.geneticallytaggingendothelialcellsinvivo:bonemarrow?derivedcellsdonotcontributetotumorendothelium[j].blood,2004,104(6):1769-1777.

[2]dimmelers,zeiheram,schneidermd.unchainmyheart:thescientificfoundationsofcardiacrepair[j].jclininvest,2005,115(3):572-583.

[3]booscj,lipgyh,blannad.circulatingendothelialcellsincardiovasculardisease[j].jamcollcardiol,2006,48(8):1538-1547.

[4]yodermc,meadle,praterd,etal.redefiningendothelialprogenitorcellsanalysisandhematopoieticstem/progenitorcellprincipals[j].blood,2007,109(5):1801-1809.

单细胞生物特征篇2

[关键词]皮肤;浆细胞为主淋巴组织瘤样增生;临床病理

[中图分类号]R738.6[文献标识码]B[文章编号]2095-0616(2013)12-124-03

皮肤淋巴组织瘤样增生是发生于皮肤的一种良性淋巴病变,多见于青年女性,好发于面部单个或多个高出于皮面的皮肤结节,发病周期短,常可自愈,国内文献鲜有报道[1-3]。本研究报道1例发生于手腕部的以浆细胞增生为主的淋巴组织瘤样增生,结合文献复习对其临床病理特征、免疫表型及生物学行为进行探讨。

1资料与方法

1.1一般资料

患者,女,18岁。右手腕部皮肤包块10年(图1)。查体:右手腕部皮肤包块,大小1.3cm×1.1cm×0.7cm,表面光滑,皮色同周围,局麻下门诊手术完整切除送检。

1.2方法

标本经10%中性缓冲福尔马林液固定,常规脱水,石蜡包埋,4μm厚切片,HE染色,光镜观察。免疫组化采用Maxvision两步法,LCA,CD3、CD20、CD38、CD138、MUM-1、Ki-67,均购自福州迈新生物技术开发有限公司。操作步骤按照试剂盒说明书进行,用PBS代替一抗作阴性对照。

3讨论

3.1临床特点

皮肤淋巴组织瘤样增生又称淋巴增生、淋巴腺病、皮肤良性淋巴细胞瘤以及Spiegler-Fendt类肉瘤等,主要发生于妇女面部,呈青黑色结节或斑块,常为单发,可能是对创伤、虫咬及其他不明原因的刺激所产生的反应[4]。本例患者,发生于儿童期,病史长达10年,肿块生长缓慢。

3.2诊断与鉴别诊断

诊断皮肤淋巴组织瘤样增生应满足以下特征:(1)细胞类型多样性;(2)有浆细胞和嗜酸性粒细胞;(3)淋巴滤泡形成,伴或不伴生发中心;(4)有吞噬核碎片的组织细胞;(5)血管增生;(6)浸润细胞主要位于血管周或附属器周;(7)表皮有明显增生[4]。

本例特征:(1)病史长达10年,未见明显恶性变体征;(2)发生部位为手腕部,部位较为特殊;(3)镜检增生细胞以浆细胞和中等大小淋巴样细胞为主,生长于皮下、增生血管和皮肤附属器周围,表皮增生向下延伸,未见破坏;(4)免疫标记淋巴样细胞呈多样性表达(CD3、CD20阳性),且多克隆表达,浆细胞标记MUM-1强表达;(5)随访10个月,未见复发。

鉴别主要同皮肤淋巴瘤鉴别,皮肤淋巴瘤细胞具有单一性,明显异性,浸润破坏皮肤、血管壁和附属器,本例经组织学和免疫标记及外院会诊,诊断成立。

3.3治疗与预后

手术切除是治疗本病最佳选择,尤其对长期不能自愈,原因不明皮肤肿块采用肿物单纯切除为恰当治疗,经病理确诊后,无需其他治疗,由于本病少见,故病理医师应提高对该病的认识,实在尚难鉴别的病例,可暂作良性报告,但要注明需随诊观察,必要时再取材[5]。以免过度诊断和治疗,随访10个月,未见复发。

[参考文献]

[1]赵婕,杨蕾.眼睑皮肤淋巴组织增生性病变1例[J].中国实用眼科杂志,2001,19(7):551.

[2]张亚勤,郭玮,王万杰,等.皮肤淋巴瘤样增生1例[J].中国皮肤性病学杂志,2005,19(4):252.

[3]李春阳,孙青,王玉坤,等.皮肤假性淋巴瘤9例临床与组织病理分析[J].临床皮肤科杂志,2004,33(12):732-734.

[4]阿克曼.阿克曼外科病理学(上卷)[M].第8版.回允中译.沈阳:辽宁教育出版社,1999:190.

单细胞生物特征篇3

论文摘要:细胞凋亡又叫细胞程序性死亡,是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。

细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是kree在1965年观察到的,经过进一步深入研究之后,他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年,细胞凋亡的研究主要集中在动物,人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样,在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性,有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来,随着植物细胞凋亡的研究进展,人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分,同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。

1植物细胞凋亡的一般特征

经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器)[3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质dna在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的dna梯度(dnaladder),此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。

2细胞凋亡的检测方法

2.1细胞形态学观察法

苏木素-伊红(he)染色法:石蜡切片的he染色是组织形态学检测的常规方法,光学显微镜下细胞核呈蓝黑色,胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布,表现在核染色质致密浓缩,核碎裂等。

(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体,初期细胞可见完整的细胞器,细胞膜完整,凋亡小体形成。目前一致认为,电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。

(2)荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理,可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、hoechst33258或hoechst33342、碘化丙啶(pi)、溴乙锭(eb)。前两种可分别进入活细胞和死细胞,而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光,正常细胞呈均匀荧光染色,而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。

2.2反映凋亡细胞膜改变的方法:染料排斥法。

除了电镜能反映细胞膜完整性外,还可用染料排斥法,如台盼蓝、pi等。坏死细胞膜破损,被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整,不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此,此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上,磷脂酰丝氨酸基团(ps)位于胞内侧,而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧,以利于被吞噬。因此,磷脂酰丝氨酸基团位置的改变,可作为凋亡细胞的一个标志。

2.3反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法

细胞凋亡过程中,dna有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。

(1)琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取dna后,于含eb的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞dna呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180~200bp左右的及多聚核小体的梯状dna条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。dna电泳法是判断细胞凋亡的经典方法.peg6000诱导的小麦叶片[7]、羟自由基诱导的烟草细胞[8]、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9]和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生pcd时均检测到dna梯状条带。

(2)流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性增加,但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间,利用这一特点,被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。

(3)原位末端标记法(insituend2labeling,isel)。通过dna多聚酶i把已标记的核苷酸结合到dna的单链断裂处,以寻找有无ap发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。

(4)原位切口平移法(insitunicktranslation,is2nt)。利用dna多聚酶将核苷酸整合到ap细胞内断裂的dna3′羟基末端,同时水解5′末端,以修复dna。若用已标记的核苷酸,即可显示出有断裂dna的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中ap的观察。

(5)末端转移酶介导的缺口末端标记法(tdt2me2diatedx2dutpnickendlabeling,tunel)。末端转移酶(tdt)介导的x2dutp缺口标记法是目标原位检测ap最为敏感、快速、特异的方法,其具有广泛的应用前景。末端转移酶(tdt)可催化在dna片段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应,即dna片段加尾。利用末端转移酶(tdt)将标记的脱氧核苷酸转移到dna缺口或3′羟基末端上,通常所用的核苷酸为dutp,标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。

(6)elisa法。对ap细胞内dna片段的检测还可用elisa法。悬浮细胞经裂解,高速离心去除核的成分后,取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板,反应后再加酶标抗dna抗体,若上清中含断裂的dna片段,则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。

3植物发育过程中的细胞凋亡

萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上,与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核dna的断裂都可以经常观察到,但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。

3.1导管的形成

导管是由排列有序的死亡的导管分子(trachearyelements,tes)构成。王雅清和崔克明[13]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织,而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14].

3.2单性花的形成

许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。

3.3大、小孢子的形成和发育

大多数种子植物中,大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子。仅有1个能发育成雌配子体,其余的3个大孢子退化。例如,蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子,这4个大孢子通常呈线型或t型排列,仅有1个能继续发育成雌配子体,其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15]。

3.3雌雄配子体的发育

植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中,原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].

3.4胚的发育

在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成,在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡,形态上表现为质壁分离,原生质体固缩。单子叶植物的种子中,在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞,含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子,后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织,分泌水解酶,水解胚乳成分,种子萌发后,糊粉层功能完成,便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡,没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育,会因饥饿而死亡。

3.5根冠细胞的死亡

根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌d、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有dnaladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20]。

3.6叶发育过程中的细胞凋亡

在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片)的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、rna酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21],这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是pcd。

4环境胁迫诱导的植物pcd

4.1植物超敏反应中的pcd

超敏反应(hypersensitiveresponsehr)是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,dna片段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。

4.2盐胁迫诱导的pcd

无机盐kcn、nacl、cacl2和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(nacl500mmol/l)处理后,出现明显的dna梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%peg溶液(-0.63mpa)对小麦根系进行渗透胁迫,在小麦叶片dna琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状dna条带,表明peg处理诱发了dna核小体间的断裂,末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’oh末端标记法(tunel)检测出现阳性结果。

4.3活性氧与植物细胞凋亡

活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时,细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(no)供体硝普钠(snp)处理小麦可以明显提高ros清除酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性,从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ros,或直接清除ros来保持细胞处于还原状态。

5研究植物细胞凋亡的意义及展望

导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。

由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、dna复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。

随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27]。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。

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单细胞生物特征篇4

[关键词]颠茄草;原植物鉴定;性状特征;显微特征

药材颠茄草为茄科植物颠茄AtropabelladonnaL.的干燥全草。为多年生草本植物,属于茄科茄族枸杞亚族颠茄属中的一个种,全草入药。原产欧洲中、南部及小亚细亚[1]。20世纪30年代至今,我国栽培引种1种。颠茄俗名“野山茄”,主要用于胃痉挛,胃、十二指肠溃疡病,胆绞痛,输尿管结石等引起的腹痛,胃炎及胃痉挛引起的呕吐和腹泻,迷走神经兴奋导致的多汗、流涎、心率慢、头晕、晕服等。青光眼患者忌用。成药制剂产品有浸膏、流浸膏、颠茄酊、复方颠茄片等,其制剂广泛应用于临床,为解痉药,有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效[2]。随着颠茄提取物大量出口及国内需求的增加,以颠茄为原料的制药厂扩大生产规模,颠茄种植面积增加。

颠茄系列商品市场常见流通形式除以颠茄浸膏、流浸膏、颠茄提取物等半成品外,药材常以原药材切段或粉碎的形式销售。2010年版《中国药典》一部收载了颠茄草[3]。鉴别项下仅有粉末显微特征,因药用部位为全草,粉末显微有它的局限和不足,不能专属、准确可靠的鉴别颠茄草,在实际工作中往往难以直接鉴别定论,带来很大的困难。本实验在植物分类学方法鉴定的基础上,对颠茄草药材的性状鉴别特征、根、茎、叶横切面显微特征和粉末显微特征进行了深入研究,以图文形式详细记录了颠茄草的组织和粉末显微特征,为日后工作中鉴别颠茄草提供参考依据,为颠茄草的进一步研究提供实验基础。

1材料

实验所用材料于2013年采集于颠茄草种植基地,由中国食品药品检定研究院中药标本馆提供。经张继主任药师植物分类学鉴定,确定为颠茄A.belladonna。

2方法

观察记录样品外观性状特征,采用OLYMPUSSZX12体式显微镜数码成像系统观察和记录其微观性状特征。分别对根、茎、叶进行组织切片,对药材进行粉末制片,加水合氯醛透化,置显微镜下观察、拍摄,采用OLYMPUSBX51显微数码成像系统记录横切面及粉末显微特征。

3结果

3.1原植物形态

颠茄栽培为一年生或多年生,株高0.5~2.0m。根呈圆柱形,茎下部单一,带紫色,上部叉状分支,嫩枝绿色,多腺毛,老时逐渐脱落。单叶互生或在枝上部大小不等2叶双生,叶柄长达4cm,幼时生腺毛;叶片卵形、卵状椭圆形或椭圆形,长7~25cm,宽3~12cm,顶端渐尖或急尖,基部楔形并下延到叶柄,上面暗绿色或绿色,下面浅绿色,两面沿叶脉有柔毛。花俯垂,花梗长2~3cm,密生白色腺毛;花萼长约为花冠之半,裂片三角形,长1~1.5cm。顶端渐尖,生腺毛,花后稍增大,果时呈星芒状往外开展;花冠筒状钟形,下部黄绿色,上部淡紫色,长2.5~3cm,直径约1.5cm,筒中部稍膨大,5浅裂,裂片顶端钝。浆果球形,直径约1.5~2cm,成熟后紫黑色,光滑,汁液紫色。种子扁肾脏形,褐色,长1.5~2cm,宽1.2~1.8cm。花果期6月至9月。在开花至结果期内采挖,除去粗茎及泥沙,切段干燥。

颠茄在土壤丰富、水分充足的地方生长茂盛,喜温暖湿润气候,怕寒冷,忌高温,以20~25℃的气温生长快,超过30℃生长缓慢。北方地区5月至6月植株生长快,7月生长慢,冬季不能露地越冬,只作一年生栽培;长江以南产区可作多年生栽培[4]。

3.2药材性状

本品根呈圆柱形,直径5~15mm,表面浅灰棕色,具纵皱纹;老根木质,细根易折断,断面平坦,皮部狭,灰白色,木部宽广,棕黄色,形成层环纹明显。髓部白色,中空。茎呈扁圆柱形,直径3~6mm,表面黄绿色,有细纵皱纹及稀疏的细点状皮孔,中空,幼茎有毛。叶多皱缩破碎,完整叶片卵状椭圆形,黄绿色至深棕色。花萼5裂,花冠钟状。果实球形,直径5~8mm,具长梗,种子多数,表面有网纹。气微,味微苦、辛(图1)。

3.3显微特征

3.3.1根的横切面木栓层薄,由数列木栓细胞组成。皮层薄壁组织中散有草酸钙砂晶细胞,薄壁细胞含淀粉粒。韧皮部有筛管及薄壁细胞。形成层环状。木质部占大部分,由射线间隔。导管与周围的管胞及少数木纤维结成群,散列于非木化的木薄壁组织间(老根木质部,木薄壁细胞多为木纤维所替代)。木质部尚有木间韧皮部。根中央可见二原型的初生木质部(图2)。

3.3.2茎横切面表皮为1列切向延长的类方形细胞,皮层较宽,薄壁组织中散有草酸钙砂晶细胞。维管束双韧型,韧皮部狭窄,外侧有纤维单一或2~个相聚,壁厚,排列成环。形成层明显。木质部导管单一或2~4个相聚成径向排列,导管直径20~50μm,木纤维壁增厚,直径10~25μm,木射线细胞1~3列。可见内生韧皮部,髓部宽广,髓细胞类圆形(图3)。

3.3.3叶横切面上表皮细胞扁而长,有气孔。下表皮细胞较小,气孔较上表皮多;腺毛有长短2种,长腺毛具2~4个细胞的柄部和单细胞的头部,短腺毛具单细胞的柄部和1至多个细胞的头部,非腺毛少数。栅栏组织细胞1列,在栅栏组织和海绵组织中常含草酸钙砂晶的大型细胞,可见草酸钙簇晶;中脉维管束双韧型,木质部呈新月形。中脉薄壁细胞中亦含有草酸钙砂晶(图4)。

3.3.4粉末本品粉末浅绿色或浅棕绿色。草酸钙砂晶甚多,直径3~10μm,亦可见簇晶和柱晶(分别来自叶的栅栏细胞和海绵细胞,茎的薄壁细胞中)。叶表皮细胞垂周壁波状弯曲,具角质条纹;气孔不等式。淀粉粒众多,呈类圆形、盔帽形或多角形,直径8~26μm,脐点点状或裂缝状,大粒层纹明显。偶见腺毛,腺毛头部单细胞、柄2~4细胞及头部5~6细胞、柄单细胞。具缘纹孔及网纹导管、螺纹导管,直径24~50μm。亦可见木纤维、波状弯曲的种皮石细胞与花粉粒等(图5)。

4讨论

国内外文献偏重于对颠茄草及其浸膏、提取物、复方制剂中的化学成分和临床药理作用研究,本次实验在植物分类学的基础上,对颠茄草的原植物形态、药材性状、显微特征进行了深入研究,总结了颠茄草的生药学鉴别特征。为颠茄草药材的鉴定提供了基础和理论依据。

颠茄草为茄科植物,具有茄科植物典型的显微特征,草酸钙砂晶和双韧维管束,颠茄草的草酸钙砂晶在根、茎、叶细胞中均存在,其中在叶的海绵细胞中存在密集,在叶栅栏组织和海绵组织中可见簇晶,在茎的薄壁细胞中偶见柱晶,在粉末显微中大量散在草酸钙砂晶,偶见簇晶和柱晶。粉末显微中还多见淀粉粒,导管、木纤维、木薄壁细胞、种皮石细胞等,而极少见腺毛。

颠茄全株各部分均有毒,另有俗名“毒茄”(deadlynightshade)[1],存在于植物中的不稳定的左旋莨菪碱,在贮藏、加工、提制过程中逐渐转化为比较稳定的消旋莨菪碱即阿托品,尚含其他微量生物碱如东莨菪碱、阿托胺等。吸入足够的剂量,将严重影响到中枢神经系统,麻痹侵入者肌肉里的神经末梢。果实味道甘甜,含有剧毒,绝对不可以食用,2个浆果的摄取量就可以使一个小孩丧命。甚至在采收,加工过程中均需小心以免产生过敏症状。

[致谢]样品收集及标本观察得到了中国食品药品检定研究院中药标本馆的支持和帮助。

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PharmacognosticalstudyofAtropabelladonna

LIUCan-huang1,ZHANGJi2*,KANGShuai2,LIUTa-si3,ZHAOJing4

(1.LoudiHunan,ProvincialInstituteforDrugControl,Loudi417000,China;

2.NationalInstitutesforFoodandDrugControl,Beijing100050,China;

3.HunanUniversityofTraditionalChineseMedicine,Changsha410208,China;

4.Benxi,LiaoningProvincialInstituteforDrugControl,Benxi117000,China)

[Abstract]Basedontheresearchofplanttaxonomyandbotanicalinvestigation,microscopiccharacteristicsoftheroot,stem,leaftransversesectionandpowderofAtropabelladonnawerestudiedforidentificationoftheherb.Theresearchdetailedandmadecleartothedescriptionidentificationandmicroscopiccharacteristicsofofficinalpartsoftheherbs.TheworkprovidedreferencefortheidentificationofA.belladonnaherbsandpiecesofworkinthefuture,aswellasatheoreticalbasisforthefurtherresearch,development,medicinaluseandtheupgradingofqualitystandards.

单细胞生物特征篇5

关键词:微观视域;图形;科学;艺术;视觉

1从自然科学到微观图形

美,无处不在。随着当下科学技术的迅速发展与物质文明,现代图形设计对形式美的探究带着人类的眼睛进入了一个全新的视域。“跨界”是近些年在设计界经常被提及的一个词汇,它示意着艺术与科学的交融关系将变得尤为亲密。许多艺术家和设计师在研究自己专业领域的同时也开始设计其他学科来阐释自己对形式美的独特理解。

微观世界的图形样式对于形式语言的研究带来了意想不到的震撼。微观世界可以概括为“微观物体”和“微观现象”,通常人们将感官所不能直接感觉到的微小的物体叫做“微观物体”,人的肉眼可以分辨直径大于0.1mm以上的物体,小于该尺度的事物都属于微观物质。把与宏观概念相对应细微的活动表现叫“微观现象”。从原子的对撞,到DNA螺旋和X射线扫描,有许多方式可以揭露自然界基本组成之中最深层的模式,人们在不断解读各种科学新发现的同时还增长了对微观视觉的新认知。

显微镜的出现揭开了微观世界神秘的面纱。借助显微镜可以观察到姿态万千的微观自然形态,包括各种微观生物的物质结构和生命痕迹及其物质表皮色彩,组织肌理等。因此,微观影像便成为展示微观之美的最有说服力的证据,这些惊喜打破了人们对于自然物常规审美认知的状态。20世纪70年代尼康公司开始举办微观摄影比赛,从全世界募集在生命科学、材料科学等领域做出重要贡献的优秀摄影作品,旨在展现通过光学显微镜看到生命的美丽和复杂性。

2微观视域中的物质与现象

细胞是最常见的微观物质形态,除病毒外的所有具有完整生命力的生物的最小单位,也经常被称为生命的积木。生物可分为单细胞生物(仅由单个细胞构成,包括大多数的细菌)和多细胞生物(包括植物和动物)。人体约包含60兆个细胞。植物细胞和动物细胞的大小在1μm到100μm之间,所以在显微镜下可见。通常情况显微镜下观察到的动植物细胞的图形会比较丰富多变,尤其是植物的细胞组成结构相对多元化,高等植物都有细胞膜,膜外有细胞壁,细胞壁中有各种细胞器如线粒体、叶绿体、质体和液泡等。动物细胞没有细胞壁,细胞质中常有中心体,而高等植物则没有。各种细胞总是保持自己的一定状态,由于细胞内在的结构和自身表面张力,以及外部的压力各不相同,因此,对于显微镜下观察的不同样本,不同的细胞结构就会表现出千奇百怪的细胞图形(图1、2)。细胞的图形样式多种多样,有球形、多边形,纺锤状和柱状等。

微观的细胞图形隐存着大自然中多元的视觉形式特征:形态、比例、对称、秩序、平衡、色彩、肌理等。通过显微镜的观察常常可以发现其微观物象不同于外表的形式表现。我们也许知道植物的根茎、花蕊、洋葱的表皮、微小动植物本身。但却并不知道如此形态各异的结构图形存在于物质世界的一些小角落里。

细菌和病毒在显微镜下也呈现出形态多样的图形结构。细菌(图3)是所有生物中数量最多的一类,属于原核生物。细菌的结构比较简单,是单细胞存在,缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器。根据细菌的形状可以将其分为三类,即球形、杆形和螺旋形。球形细菌表现出的特征都是以圆形为基本单位进行组合,根据其排列方式可以分为单球形、双球形、四联球形、八叠球形等。杆菌细胞形态较复杂,有短杆状、棒杆状、梭状、月亮装、分枝状。螺旋菌可分为弧菌和螺菌。此外,人们还发现星状和方形细菌。病毒(图4)的尺寸只有细菌的千分之一。病毒是一些DNA或RNA分子,外面覆了一层蛋白质。微观视觉下的病毒形态有球状、杆状、砖形、冠状、丝状、链状。

自然界中的一些固态物质在微观的视角下也呈现出令人惊叹的形式美。有些矿物单体或化合物其肉眼不可见的部分经过多倍地放大展示在人们的面前,这些被观察到的晶体结构秩序完整,呈规则的几何多面体形态,给人以对于形式美的理性思考。在宏观与微观的自然物象之间,这种基于空间的审美差异将毫不犹豫地带来视觉感官的愉悦。

与此类似的微观现象还包括比如无线电波中的正弦波谱曲线(图5);布朗运动中显微镜下捕捉到的花粉沿着曲折路径移动的轨迹;物理学家威尔逊发明的从云室和泡室观察到的粒子碰撞的轨迹,粒子射入泡室,猛冲穿越液态氢,产生连串的细小气泡形成粒子的移动轨迹;亚原子粒子在加速器中互撞,使粒子偏向不同的角度,从而进行路径的相对曲度,因此就可以寻觅基本粒子绚丽的弧线和轨迹(图6)。这些图形图像是科学家们对于自然科学内在规律的寻找与总结,作为“实验性艺术”的图形图像,它给现代设计却带来了新的视觉表现语言,是一种融合着科学与艺术的关系的抽象语言。

3微观视域图形的特征

3.1视觉简约性

微观视觉下的图形不像自然界的物质有着复杂的外部结构和肌理,不同的自然物种可以通过外部特征便可分辨出来。微观图形所表现出的只是单独的一个层次,从视觉形式语言来说,这些繁复多样的图形参杂交混着各种点、线、面之间关系的变化,而没有光影和体积,呈现了二维多样的世界。

3.2意象关联性

微观视域图形一般给人以抽象的审美意识,它没有实际的客观形象,但图形本身却富有张力和生命律动,人们在对其产生视觉认知的同时还融入了主观情感的感悟。这些类似于生命活动和运动轨迹的图形,使人能够意象到自然状态事物本身的生命样式,并且这种意象感知是以视觉关联为前提的,它旨在反映这种关联内在的共性内涵。

3.3神秘刺激性

人们总是对陌生的事物总是怀有好奇心。随着科学家对神秘的微观领域不断探索与发现,这种好奇心同时表现在对微观图形的想象,图形是自然现象规律对于科学原理视觉化的传播媒介,陌生的图形总会给人些许的兴奋和刺激感,基于科学原理的微观图形给世人呈现出一种新的视觉逻辑。

4结语

艺术与科学的融合已经成为当代艺术设计发展的新方向。新科学技术的发展与推进为人类进一步发现微观世界奠定了物质基础,人们对未知的微观美视觉的追求也必然始终满怀热情,源自自然事物的微观视域将不断涌现更加丰富多彩的视觉图形。

参考文献:

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单细胞生物特征篇6

【关键词】他汀类药物;治疗;急性冠状动脉综合征;抗感染作用

中图分类号R54文献标识码A文章编号1674-6805(2014)14-0163-02

他汀类药物的用途非常广泛,且历史悠久,除了能够降脂以外,最近的医学研究中,发现其能够在治疗急性冠状动脉综合征起到抗感染作用。急性冠状动脉综合征简称ACS[1-2],是一种常见的冠状动脉粥样硬化性的心脏病急病,ACS机制主要是冠状动脉粥样硬化斑块不稳当,所导致的急性血栓的出现。主要是非ST段抬高型的急性心肌梗死、不稳定心绞痛、ST段抬高型的急性心肌梗死三类[3]。下面本文就对他汀类药物在急性冠状动脉综合征中的抗感染作用及其临床运用进行分析综述。

1急性冠状动脉综合征的炎症机制

急性冠状动脉综合征的发病机制主要是因为冠状动脉粥样硬化斑块的破裂所引起的,而其炎症的产生是导致冠状动脉粥样硬化斑块的破裂的最根本因素[4]。通常情况下,在冠状动脉粥样硬化斑块的破裂位置会有活的诱发炎症的细胞出现在周围,其中巨噬细胞可诱导平滑肌细胞凋亡、分泌各种降解基质金属蛋白酶(matrixmeta-lloproteinases,MMPs)纤维帽[5]。T淋巴细胞会进行分泌肿瘤坏死因子-A(TNF-A),从而直接抑制了平滑肌细胞的合成胶原蛋白,同时会刺激巨噬细胞产生表达了降解基质金属蛋白酶来导致纤维帽变薄和破裂[6]。同时冠状动脉粥样硬化斑块出现动荡,其胶原蛋白逐渐分解从而因其斑块破碎,这时候形成血栓,导致患者出现了急性冠状动脉综合征。急性冠状动脉综合征的患者出现的症状主要就是动脉会有白细胞增加,血液沉积加快以及一些如C反应蛋白等代表炎症发生的成分增多[7]。因此,就必须做好在患者出现急性冠状动脉综合征时的抗感染治疗。

2他汀类药物在急性冠状动脉综合征中的抗感染作用及其作用机制

在常用的急性冠状动脉综合征疾病的治疗中,以普通抗感染症的消炎药等类居多,但是其严重的副作用以及不良反应给治疗带来很大的负面影响。在众多临床实践的应用中,他汀类抗感染药物逐渐崭露头角,其以良好的抗过敏、消炎、止痛功效[8],成为急性冠状动脉综合征抗感染疾病的常用药物。而随着他汀类抗感染药物的应用逐渐增多,其安全性及临床应用效率的研究,也成为了众多专家的研究课题。他汀类抗感染药物在急性冠状动脉综合征的应用中疗效虽然较为显著,但是其不良反应亦不可轻视。为探究其更安全的用药方法和临床效果,更多的专家对其进行了深入研究,拟减少其不良反应,提高药效。近年来,推出了的新型的他汀类抗感染药物如阿托伐他汀等[9],这类药物在治疗急性冠状动脉综合征的炎症时疗效显著,不良反应少,值得临床推广应用。

2.1对内皮保护功能的影响

他汀类药物可以防止单核细胞黏附在血管的内皮上,起到稳固冠状动脉粥样硬化斑块的作用[10]。各类新型的他汀类药物通过不同的作用方式,起到防治血管壁出现炎症,比如阿托伐他汀可以使得丝氨酸及苏氨酸的激酶活化,从而引起eNOS出现磷酸化[11],eNOS的活性加强,这时候阿托伐他汀就可以降低凹陷处蛋白的含量,降低凹陷处蛋白质对eNOS实施的阻碍,从而提高eNOS的活性[12],生成NO,NO的含量增加就可以使病人的血管舒张,防止单核细胞黏附在血管的内皮上,从而对血管内皮起到保护作用。

2.2调节核因子κB

核因子κB的激活是急性冠状动脉综合征出现炎症最早的始动环节,也是急性冠状动脉综合征发病的重要环节[13-14]。核因子κB是通过利用非活性复合物的形式生存在细胞胞浆内部的核转录因子,是能够产生多个转录调节作用的特殊的DNA的结合蛋白质,在静置的细胞内部,其中核因子κB的P65亚基[15]和IkB的蛋白相结合,从而能够有效地覆盖住P50的蛋白核定位的系统信号,促进核因子κB与IkB形成的复合体保留在细胞内部。与此同时,在蛋白激酶的有效机制下,IkB逐渐磷酸化,形成降解,核因子κB进入到细胞核中,从而通过与其他区域因子的结合,控制早期应答基因的转录过程[16]。当细胞缺血和缺氧时,心肌细胞就会刺激自身细胞质存在的还没有活化的核因子κB,促使核因子κB被激活,从而进入细胞核内部,与正确的核因子κB位点相结合,不断地有核因子κB进入细胞核内部与正确的核因子κB位点结合,从而加快了急性冠状动脉综合征的炎症基因的转录和表达过程,将炎症放大,使炎症一直持续,他汀类药物通过减小动脉粥样硬化的斑块以及血液单核细胞内部的核因子κB,从而防止炎症因子继续表达,增强了在急性冠状动脉综合征中的抗感染作用[17]。

2.3抑制血栓形成,稳固冠状动脉粥样硬化斑块的作用

他汀类药物可以通过有效地降低冠状动脉粥样硬化斑块内部仪器血液循环过程中凝血因子与组织因子之间的有效结合[18],那么当冠状动脉粥样硬化斑块出现破裂时,抑制了血栓的形成,从而直接抑制了平滑肌细胞的合成胶原蛋白,同时会刺激巨噬细胞产生表达了降解基质金属蛋白酶来导致纤维帽变薄和破裂[19]。

2.4增加单核细胞的过氧化物酶体增殖物激活受体内进行的表达

通过增加单核细胞的过氧化物酶体增殖物来激活受体的表达,能够起到抗感染的效果,单核细胞除了会在过氧化物酶体增殖物激活受体内进行表达,同时也会在急性冠状动脉综合征的患者的血管内皮细胞上进行表达,活化的过氧化物酶体增殖物激活受体利用NF-JB活化和激活蛋白[20]。从而有效地降低很多黏附因子和促炎性因子的表达,从而降低了性冠状动脉综合征疾病的发生率。以上这个过程中,说明增加单核细胞的过氧化物酶体增殖物激活受体内进行的表达,他汀类药物能够通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体来达到抗感染的效果。

2.5下调了CRP的合成同时拮抗CRP致炎症作用

CRP是肝脏合成的主要的炎性因子,通过白细胞介素6的刺激通常能够促进CRP的合成增加[11],与此同时知道CRP也有致炎症的作用,他汀类药物的有效使用能够下调CRP的合成,同时降低CRP的致炎症的作用,这种作用与急性冠状动脉综合征的预后有相关性。

3他汀类药物作用的差异性

他汀类药物作为治疗急性冠状动脉综合征的抗感染药物,都通过各自不同的药性和药效来实现急性冠状动脉综合征炎症的防治。但是不同的他汀类药物的性质不同,那么各类药物治疗的有效性、安全性等也都不会相同。比如阿托伐他汀、辛伐他汀以及洛伐他汀等由于其药物组成成分不同,发挥的抗感染症机制不同,因此他们在治疗急性冠状动脉综合征的炎症时,各自的安全性能和效率就不尽相同。比如阿托伐他汀这种他汀类药物,主要特征就包括以下几方面:(1)半衰期可以长达15~30h[12];(2)阿托伐他汀容易达到系统循环中充足血液浓度;(3)因为他汀类药物的降脂作用,因此阿托伐他汀的亲脂性能很强;(4)活性羟基代谢物质的抗氧化功效。也正是因为阿托伐他汀有这么多的特点和优势,因而在治疗急性冠状动脉综合征的抗感染药物,他汀类药物的选择时,经常被置于第一位。

他汀类药物在治疗急性冠状动脉综合征严重疾病的过程中,效果较其他类药物更为明确。不但能够降脂,而且能够对内皮保护、调节核因子κB、抑制血栓形成,稳固冠状动脉粥样硬化斑块、增加单核细胞的过氧化物酶体增殖物激活受体内进行的表达、下调CRP的合成同时防止CRP致炎症作用。通过在急性冠状动脉综合征的早期过程中,选用适当的药物计量进行治疗,能够保证效果更好,同时安全性也有了很高的保证,副作用及不良反应逐渐减少并且反应症状较轻。但是,对他汀类药物在治疗急性冠状动脉综合征炎症的应用还需进一步研究,以提高治疗效果。

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