端粒-端粒酶假说与细胞衰老

端粒(telomere)位于真核细胞染色体末端,是末端DNA和蛋白质的复合体,随细胞的分裂而缩短,同时,细胞衰老也就开始.端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白(RNP)DNA聚合酶,直接参与端粒区DNA的合成.通过激活端粒酶,可以延长端粒区,以抵消由于细胞分裂而导致的DNA片段的缩短,间接地延缓了细胞衰老现象.本文介绍了端粒-端粒酶假说与细胞衰老的关系.同时,也简述了端粒在动物克隆技术方面的研究进展.     

新型萘醌类衍生物对细胞衰老的抑制作用

通过对萘醌类化合物的化学修饰,研究2-取代5,8-二甲氧基-1,4-萘醌类衍生物对鼠胚胎成纤维细胞(MEF)衰老的抑制作用。应用噻唑蓝(MTT)、流式细胞术(FCM)、SA-β-gal染色等方法检测多种萘醌衍生物对细胞毒性、细胞内活性氧(ROS)水平和细胞衰老的作用,实验结果显示:2-苄硫基-5,8-二甲氧基-1,4-萘醌在降低其细胞毒性作用的同时,具有清除细胞内活性氧从而抑制细胞衰老的作用。     

前沿扫描六则

<正>科学家设计基因调控回路延缓衰老3年前，美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员破译了衰老过程背后的基本机制。在确定了细胞衰老过程的两个不同方向后，研究人员通过基因操作这些过程来延长细胞的寿命。根据最新发表的论文，他们通过对控制细胞衰老的回路进行基因重组，设计一个负反馈回路，来延缓衰老过程。研究人员表示，这是首次使用合成生物学和工程学原理有效延长寿命，创造了通过遗传和化学干预延寿的新纪录。     

硼对棉花叶片解剖结构的影响

在土培条件下,研究了缺硼和硼中毒对棉花叶片解剖结构的影响。结果表明:缺硼真叶及子叶的叶脉维管束明显增长,输导组织严重受损,细胞畸形,细胞数显著增加,且叶片加厚,但栅栏组织所占比例及其细胞中的内含物减少并解体,导致总叶绿粒和线粒体降低,可能是减弱光介强度的重要原因之一。硼中毒仅影响叶缘及叶尖的解剖结构,表现为栅栏细胞叶绿粒减少,海绵细胞衰老坏死,表皮细胞排列紊乱、缺硼及硼中毒对解剖结构的变化与外观症状一致。     

抑制体细胞衰老促进诱导性多潜能干细胞（iPSC）生成的研究进展

诱导性多潜能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）是指对体细胞实施特定的诱导方法,将体细胞重编程获得的多潜能干细胞。最常用的诱导方法是利用基因导入技术,将与胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）多潜能性相关基因的转录因子导入体细胞,激活内源多能性基因的表达,实现体细胞重编程。除转基因外,使用某些小分子物质或蛋白质等也可以实现体细胞重编程。iPSC与ESC在形态学、表观遗传学和分化能力上高度相似。由于iPSC来源于普通成体细胞,避免了胚胎干细胞面临的伦理道德和免疫排斥问题,使得这一技术在再生医学和畜牧生产上都具有广阔的应用前景。然而,iPSC的低生成率和高风险性逐渐成为制约该技术发展的主要障碍。生成效率和速率低,大大增加了获得iPSC的难度,工作量大且成本高;高风险性使iPSC无法安全应用于再生医学和生产转基因动物。这成为iPSC科研工作者亟待解决的两大问题。文章介绍了通过抑制体细胞衰老来促进iPSC生成的相关研究进展。该方法对体细胞重编程有显著效果,但同时也存在较大的安全性争议。控制细胞衰老凋亡的Ink4a/Arf位点,p53、pRB、p21等基因和蛋白因子可以及时清除体内损伤细胞,促进细胞衰老凋亡,抑制细胞癌变,组成了维护机体健康的重要调控通路。近年研究表明,抑制促细胞衰老凋亡基因的表达可显著提高iPSC生成的效率和速率,说明肿瘤发生和iPSC生成存在某些相同的调控通路。抑制体细胞衰老的方法主要有3类：改进培养液成分、使用新的转录因子和调节细胞培养环境。通过抑制体细胞衰老,最高可将小鼠iPSC生成效率提高到100%。这为高效获得iPSC,探索iPSC及肿瘤的生成机制提供了新思路。同时,此方法存在较大安全性问题。iPSC最初是由Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc等4种转录因子诱导而来,这些因子本身都存在致癌风险。抑癌基因的失活使获得的iPSC致癌风险增大,成为制约该方法广泛应用的最主要障碍。文章概括了2008年以来通过抑制体细胞衰老促进iPSC生成的研究进展、存在问题和应用前景。     

天然药物保鲜剂对草莓品质和组织中自由基代谢的影响

研究了天然药物保鲜剂对草莓品质和组织中自由基代谢的影响。结果表明 :天然药物保鲜剂能显著提高草莓新鲜度和质量指数 ,降低腐烂率 ;同时 ,还能明显增加草莓组织细胞中SOD和POD的活性 ,显著降低组织中LPO的浓度。提示天然药物保鲜剂有较好的消除自由基、延缓草莓细胞衰老、抑制微生物和改善细胞呼吸功能的作用。     

扁桃种皮组织结构和超微结构观察

扁桃(Amygdalus cummunis L.)的食用部位为种子。试验以扁桃种皮为材料,通过半薄切片和透射电镜,观察了扁桃种皮发育过程早、中、晚3个时期的组织结构和超微结构变化,对其维管束结构观察,发现维管束SE/CC复合体与周围韧皮薄壁细胞的胞间连丝发达,初步推断扁桃种皮以共质体方式进行糖卸载,同时对扁桃种皮细胞衰老方式进行了探讨。     

植物细胞壁扩展蛋白(Expansins)研究进展

Expansins(EXP)是一类植物细胞壁蛋白,它能诱导分离细胞壁的延伸生长及依赖pH调节的细胞扩展生长。在生长的组织中,细胞壁若要打破约束而扩展体积,必须取决于胞壁的生物合成与维持结构完整性及强度的壁松弛协调机制。Expansins的生物学作用是多样化的。它参与了细胞增大,果实软化,花粉管及根系生长以及植物细胞衰老等过程。现已发现两大类expansins基因家族,称之为α-expansin和β-expansin,它们都是由多基因家族组成。本文对EXP的发现,基因家族分类及其在植物发育、生长及衰老各阶段的生理作用机制等研究进展进行了综述;并对EXP的应用前景给予一定阐述。     

两种愈伤组织生理生化特性和形态结构比较

为了解愈伤组织形成单细胞克隆体系的关键因素,以青睐苜蓿为试材,比较了两种形态的愈伤组织的生理生化指标和形态结构变化。结果表明,两种类型的愈伤组织细胞膜透性和丙二醛含量无明显差异;细胞内可溶性糖含量和过氧化物酶POD活性差异较大,其中可溶性糖含量为:松散型巨大型,松散型是巨大型的2.09倍;POD酶活性:巨大型松散型,巨大型是松散型的1.35倍;巨大型愈伤组织细胞较大、组织排列疏松、细胞高度液泡化、细胞质较稀薄,而松散型愈伤组织细胞较小、组织排列松散、细胞液泡较小、细胞质较浓。巨大型与松软型愈伤组织细胞的膜代谢程度相同,但松散型愈伤组织细胞中糖积累多,细胞代谢旺盛;而巨大型愈伤组织糖积累少,细胞衰老。     

外源抗坏血酸对烟草细胞生长及衰老的影响

用不同浓度的外源抗坏血酸(ASA)对BY-2烟草悬浮细胞进行处理,测定了细胞中可溶性蛋白质含量、脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量、相对电解质渗透率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸(ASA)含量和还原型谷胱甘肽(GSH)含量等生理生化指标,从细胞脂质过氧化及抗氧化功能的角度探讨了不同浓度抗坏血酸对BY-2烟草悬浮细胞生长及衰老的影响。结果表明,当用2mmol.L-1 ASA处理时,能促进细胞分裂生长,增加可溶性蛋白产量,减少膜透性和MDA含量,维持SOD活性和ASA与GSH含量在较高水平,说明ASA对促进细胞生长,维持细胞抗氧化功能以延缓细胞衰老方面起着重要作用。但当ASA浓度过高,超出4mmol.L-1时则对细胞造成伤害,MDA含量和膜透性增加,SOD活性降低,ASA和GSH含量呈现先升后降的趋势。     

Prx Ⅱ缺失的真皮间充质干细胞提前衰老加速皮肤老化进程研究

通过比较野生型和Prx II(Peroxiredoxin II)基因敲除型小鼠皮肤老化情况,阐明皮肤老化过程中Prx II对真皮间充质干细胞的保护作用。体内试验采用病理组织切片,蛋白免疫印迹等方法检测两种129/SvJ小鼠皮肤组织及生理功能的差异;体外试验采用SA-β-gal染色对比两种真皮间充质干细胞衰老情况。结果表明同月龄的Prx II基因敲除型小鼠与野生型小鼠相比真皮厚度层变薄,伤口愈合速度减慢,皮肤组织中P16、p21表达水平增加,PCNA表达水平降低;同代数的Prx II基因敲除型的真皮间充质干细胞与野生型相比衰老细胞数量明显增多。综合分析,Prx II基因敲除小鼠皮肤细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子表达上升,皮肤发生提前老化,与真皮间充质干细胞的细胞衰老存在相关性,为通过Prx II延缓皮肤老化,减少因皮肤老化而引发的多种疾病提供基础理论。     

miR-125a对人脑微血管内皮细胞功能的调节作用

目的 探讨miR-125a对人脑微血管内皮细胞(HBMECs)功能的影响.方法 体外培养HBMECs,慢病毒感染法沉默HBMEC中miR-125a,qRT-PCR检测HBMECs中miR-125a表达.在正常条件及低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激条件下,采用MTT法检测HBMEC细胞增殖能力,血管形成检测试剂盒检测细胞血管形成,分别采用衰老试剂盒和流式细胞仪检测细胞的衰老及凋亡.结果 在正常及ox-LDL处理条件下,miR-125a敲除均能抑制HBMEC细胞增殖及血管形成能力,促进细胞衰老及凋亡.结论 miR-125a调控生理及病理条件下HBMECs多种功能.     

人端粒酶活性的调控机制及其新功能研究进展

端粒酶活性在胚胎发育过程中消失,人的绝大多数体细胞没有端粒酶活性,因而随着体细胞分裂次数的增加,端粒长度在不断缩短.当端粒缩短到一定程度时,细胞无法维持正常的端粒结构而导致细胞的衰老,而当细胞衰老调控机制失控的情况下,端粒的极限缩短将导致细胞死亡或癌变.端粒酶的活性在细胞癌变的过程中被重新激活以维持端粒的长度和结构,以及细胞无限增殖化的能力,与衰老及肿瘤的发生发展密.切相关.随着人们对端粒酶认识的深入,新研究进展显示端粒酶具有独立于端粒之外的新功能,端粒酶在DNA修复、促进细胞存活、基因转录及刺激干细胞增殖等方面不依赖于端粒的新功能的发现,为阐明端粒酶在衰老及癌变中重要功能的分子机制提供了新的思路.     

壳聚糖在果品贮藏保鲜中的应用进展

壳聚糖是一种无毒无害可食用的天然物质,具有良好的成膜性,涂布在果蔬表面能防止果蔬失水、抑制果蔬呼吸强度、延缓细胞衰老、减少果蔬在贮藏过程中的营养损失和腐烂,具有良好的保鲜作用。     

猪胎儿成纤维细胞SOD1基因差异表达研究

 在研究模式生物衰老机制的过程中,发现衰老受某些特定基因的调控。为研究细胞内铜锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD,SOD1) 在不同代数的猪胎儿成纤维细胞的差异表达,本试验收集正常传代生长的5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70代的猪胎儿成纤维细胞,分别提取细胞总RNA;采用RT-PCR技术,检测不同代数猪胎儿成纤维细胞SOD1的表达。结果表明猪SOD1在第5代猪胎儿成纤维细胞中表达水平最高,随着细胞代数的增加,表达量逐渐下降,到第70代表达量为最低。结果将为进一步揭示细胞衰老的分子机制提供有价值的参考,同时为丰富猪的分子生物学提供新素材。     

全膜覆土栽培模式下冬小麦功能叶片泡状细胞形态变化规律

【目的】探索全膜覆土栽培模式冬小麦高产的细胞学依据.【方法】在大田试验条件下,以常规栽培露地穴播为对照(L),采取全膜覆土穴播(F)种植方式,利用光学显微技术,研究全膜覆土栽培模式下冬小麦不同功能叶位泡状细胞的形态和数量变化规律.【结果】从抽穗前期至灌浆初期,各处理下叶片结构变化不明显,泡状细胞排列紧密有序,细胞间隙少.随着籽粒灌浆进行,小麦功能叶片衰老迅速,叶肉细胞开始解体,体积变小,排列紊乱,泡状细胞数量均呈下降趋势,但全膜覆土处理泡状细胞数量下降缓慢,功能叶片能保持更多水分,细胞衰老速率较缓,尤其旗叶功能期较长.【结论】冬小麦功能叶片持绿性状的延长,有助于更多的同化物积累,为籽粒的充分灌浆提供有利条件,旗叶持绿型品种结合全膜覆土栽培模式,能进一步提高西北旱区冬小麦的高产潜力.     

学术范例在细胞生物学教学中的应用与思考

范例方式教学是通过教材或科学研究中典型事例,使学生从个别到一般,掌握教材结构,获得基础性知识的一种教学模式,或称示例性教学或个案分析教学。本文结合多年教学实践经验,针对细胞生物学课程的自身特点与教学内容,对学术范例在细胞生物学教学中的应用及教学改革中遇到的问题进行了若干探讨。     

壳聚糖在果品贮藏保鲜中的应用进展

壳聚糖是一种无毒无害可食用的天然物质,具有良好的成膜性,涂布在果蔬表面能防止果蔬失水、抑制果蔬呼吸强度、延缓细胞衰老、减少果蔬在贮藏过程中的营养损失和腐烂,具有良好的保鲜作用.     

葡萄皮多酚调节LC3-Ⅱ表达及抑制视网膜色素上皮细胞损伤

研究葡萄皮多酚类化合物是否具有保护RPE细胞免受对脂褐素损伤的作用,并且探讨这种保护作用是否与维持自噬活性相关。脂褐素沉积是细胞衰老标志之一,当脂褐素在视网膜色素上皮细胞(RPE)中累积到一定水平,将增加年龄相关性黄斑变性(AMD)的风险。但是,脂褐素在RPE细胞内的作用机制尚不清晰。目前尚无有效预防、治疗AMD的手段,通过抗氧化剂清除自由基,维持细胞自噬活性可能会成为预防AMD的新策略。采用化学合成脂褐素主要荧光基团Nretinyledin-N-retinylethanolamin(A2E)建立RPE细胞累积脂褐素模型,用共聚焦显微镜和液相色谱-质谱联用检测A2E在RPE细胞中累积。细胞活力及凋亡检测结果表明A2E对细胞活性具有抑制作用。Western blotting结果表明A2E提高自噬相关蛋白LC3-Ⅱ的累积,并且自噬阻断剂bafilomycin A1和A2E共同处理RPE细胞条件下LC3-Ⅱ表达量较单独用A2E处理条件下没有显著性差异,说明A2E能够阻断自噬流。此外,葡萄皮提取物能够减少A2E诱导的LC3-Ⅱ累积,提示葡萄皮多酚化合物对自噬流的保护作用。并且,葡萄皮提取物能够抑制A2E诱导RPE细胞凋亡,这种抑制作用在一定程度上归因于对自噬流的保护作用。     

河北北方学院实验中心仪器简介（一）

河北北方学院实验中心是我校教师科学研究，青年教师科研技术培训，研究生教育及本科生课外科研兴趣小组等的重要活动基地。现已初步建成细胞生物学，分子生物学，超微结构，药物研究与开发及肿瘤学研究等技术平台。