多溴联苯醚对HL-7702细胞和小鼠皮肤成纤维细胞间隙连接通讯的影响

利用划痕染料示踪标记(SLDT)方法,检测了多溴联苯醚(PBDEs)对人肝正常细胞(HL-7702)与小鼠皮肤成纤维细胞间隙连接通讯(GJIC)的影响.结果表明,PBDE-47与PBDE-209均显著抑制HL-7702细胞的GJIC(10～50μmol.L-1),随着剂量的升高,抑制作用随之增强.在小鼠皮肤成纤维细胞中,PBDE-47在3.75～50μmol.L-1范围内对GJIC有显著的抑制作用,而PBDE-209在15～50μmol.L-1范围内对GJIC有显著的抑制作用,在两种细胞中,PBDE-47的抑制作用大于PBDE-209.停止染毒后,细胞GJIC有一定程度的恢复.实验表明PBDEs可抑制细胞间隙连接通讯,为进一步研究PBDEs的毒性机制提供了科学依据.     

工频磁场影响细胞间隙连接通讯功能及其机制的研究

电磁场的生物学效应,尤其与肿瘤发生的关系,是目前关注的一个热点.细胞间隙连接通讯(GJIC)有调控细胞生长、分化等功能,GJIC抑制则是促癌剂促癌过程中的一个重要环节.研究证明,工频磁场(脉冲或正弦)不仅能增强12-氧-14-酰佛波13酯(TPA)对GJIC的抑制作用,而且一定强度的磁场本身也能抑制GJIC.通过系列的机制研究表明工频磁场对GJIC的抑制作用主要发生在连接蛋白(Cx)的翻译后水平,即通过由蛋白激酶C介导的信息转导途径,使Cx43蛋白发生过磷酸化,并使其从质膜向胞质转移.     

间隙连接在鸡胚水晶体发育中的作用

初步报道已揭示，单克隆抗体ＮＤ６可影响鸡胚水晶体的发育，使之明显增大．ＮＤ６是一种被认为专一于膜蛋白ＭＰ２６细胞外侧段的单抗．ＭＰ２６已被认为是水晶体纤维细胞间隙连接的成份．因此，ＮＤ６很可能可阻断水晶体纤维细胞间隙连接的形成．本人试图用定量显微镜技术证实ＮＤ６对水晶体发育的影响与间隙连接数量减少之间的相关性。注射ＮＤ６于２０期鸡胚的右眼；同胚未注射的左眼作为对照．培养２４ｈ后周定，然后作下列三种处理：（１）测量整体水晶体的大小；（２）制备水晶体超薄切片，并统计间隙连接数量；（３）制备鸡胚头部的连续石蜡切片，并统计水晶体纤维细胞的数量．实验结果指出，在ＮＤ６处理２４ｈ，水晶体大小及纤维细胞数量均比对照组明显增大（表１，Ｐ＜０．０１或０．００１）；而间隙连接数量则比对照组明显减少（表２），Ｐ＜０．００１）．这表明，水晶体的增大及纤维细胞的增多是由间隙连接的减少所引起．这些结果证实，间隙连接在鸡胚水晶体的发育中起重要作用．     

不同恶化程度胃癌细胞系的细胞间隙连接通讯功能及Cx43表达的差异

以人正常胃黏膜上皮细胞系GES-1和不同恶化程度的人胃癌细胞系(低恶化AGS细胞系、中恶化SGC-7901细胞系、高恶化BGC-823细胞系)为研究对象,采用激光共聚焦显微镜的荧光漂白恢复技术及划痕标记荧光染料示踪技术研究不同恶化程度的胃癌细胞系细胞间隙连接通讯(Gap junctional intercellular communication,GJIC)功能的差异;采用荧光定量PCR技术和间接免疫荧光技术检测间隙连接蛋白(Connexin43,Cx43)基因在mRNA和蛋白水平的表达差异,探求其与胃癌恶性程度的相关性.结果表明,在正常胃细胞系和低、中及高恶化胃腺癌细胞系中,细胞间的GJIC功能随着恶性程度的升高而减弱(AGS、SGC-7901)或消失(BGC-823),且Cx43蛋白及mRNA的表达量随着恶性程度的升高而下调(AGS、SGC-7901)或缺失(BGC-823).这提示胃癌恶性程度与胃癌细胞的GJIC功能显著相关(P<0.05),GJIC在胃癌发生中起重要作用.     

细胞间隙连接通信及电磁抑制作用的理论模型

在细胞间隙连接处于自组织临界状态的假定下建立细胞间隙连接通讯模型,由此模型讨论了作为敏感区域的细胞膜在细胞通讯中所起的信息汇、信息闸和信息通道的作用,以及工频电磁场通过对间隙连接的作用而使细胞通讯功能受到抑制.利用实验数据进行了定量分析,得到与实验比较符合的结果.     

小鼠Connexin31蛋白磷酸化定位

间隙连接蛋白31(Connexin31,Cx31)是间隙连接蛋(Connexin)家族的一员,目前对于Cx31的功能及其调节方式知之甚少.本文通过免疫沉淀、SDS-PAGE分离、蛋白质条带回收、蛋白质胶块酶解、4-磺酸苯异硫氰酸酯修饰、PSD-MALDI-TOF质谱分析、数据分析、确定小鼠Cx31磷酸化位点.     

基因改造技术可以激活细胞电活性

细胞间通讯能力对心脑组织来说尤其重要,而细胞间的通讯功能要有电脉冲通过才能实现。细胞间的离子通道是带电分子或离子进出细胞的门户,可以将电流从一个细胞传导到下一个细胞。根据理论预测,要让哺乳动物心脏产生和传导电脉冲,有3种通道至关重要：钾离子通道、钠离子通道和一个间隙连接通道,间隙连接通道是一种支持细胞间电通讯的高度特殊结构。最近美国物理学家引入了这3种特殊的离子通道,让正常情况下没有电活性的细胞产生了电活性。     

v-src,Ca~(2+),PKC和cAMP对3T3-tsLA90细胞间隙连接通讯的调节

以3T3-tsLA 90细胞为正常和转化细胞模型,采用划痕标记染料示踪技术,初步研究了 v-src 基因及 Ca~(2+)-钙调素,蛋白激酶 C,cAMP 等细胞内信号物质对细胞间隙连接通讯的调节作用.40℃时正常表型的细胞间隙连接通讯正常,33℃时转化表型的细胞间隙连接被阻断.用 v—src 基因产物抑制剂、钙通道抑制剂、钙离子载体、钙调素和蛋白激酶 C 抑制剂及 cAMP研究了对细胞间隙连接的作用.当3T3-tsLA 90细胞由40℃转移到33℃时,v-src 基因活化,其产物 pp 60~(v-s c)通过 Ca~(2+)-CaM 和 DG-PKC 通路及 cAMP 系统相互作用对细胞间隙连接通讯功能起下降调节作用,从而导致细胞呈转化表型状态.     

核酸酶I-SceI介导的转基因斑马鱼构建及连接蛋白Connexin48.5的定位研究

细胞连接蛋白是由多基因家族编码的一类结构相似、分子质量不同的蛋白质.在细胞膜上,每6个相同或不同的连接蛋白围绕中央孔排列形成一个连接子,相邻细胞膜上的连接子相互对接形成细胞间隙连接,细胞间隙连接是一种重要的通讯连接,它不仅是细胞间代谢偶联、冲动传导的结构基础,而且可以通过介导与细胞的迁移、分化、增生和器官形成有关的信号物质而在胚胎发育中起重要作用.为了进一步探讨细胞间隙连接在生物体中的作用,采用斑马鱼胚胎显微注射核酸酶I-SceI和质粒DNA的方法成功构建了绿色荧光蛋白GFP与细胞连接蛋白Connexin48.5融合表达的转基因荧光斑马鱼品系,并通过对荧光蛋白发光的观察在斑马鱼鱼体中进行连接蛋白Connexin48.5的定位.实验结果表明:核酸酶I-SceI介导下的斑马鱼转基因方法效率较高,可行性好;连接蛋白Connexin48.5在斑马鱼体内主要定位于眼球晶状体和脊索.所获得的Connexin48.5-GFP融合表达斑马鱼系,以及利用该品系进行的Connexin48.5定位研究对细胞连接蛋白在生物体内的功能研究将具有重要作用.     

细胞凋亡与肿瘤治疗

细胞凋亡与许多疾病特别是肿瘤的发生发展有关，许多癌基因与抑癌基因参与细胞凋亡过程。对细胞凋亡以及在肿瘤治疗中的有关系进行了综述。     

神经系统中的缝隙连接及通讯调节

缝隙连接(gap junction,GJ)是细胞之间进行通讯的直接通道．中枢神经系统中广泛存在这种结构．一些小分子代谢产物和第二信使分子(Ca^ ,IP3,cAMP和ATP)能扩散通过这一结构,这种信使分子的交换为神经细胞提供了短距离和长距离的信息通讯．神经细胞之间的缝隙连接也为神经细胞的同步化活动提供了物质基础．神经细胞之间的GJ通讯受多巴胺、去甲肾上腺素、5-HT和NO等多种物质的调节．     

中华宽体金线蛭神经元与神经节内平滑肌细胞间突触的超微结构

用胞内注射辣根过氧化物酶(HRP)的方法标记中华宽体金线蛭AP神经元。透射电镜下观察到神经节的内、外囊中的平滑肌细胞膜间、以及标记AP神经元的轴突末梢膜与神经节中平滑肌细胞间的连接。通常,单个的平滑肌细胞散布在神经节的内、外囊中,分别为椭圆形和梭形。平滑肌细胞含粗、细两种肌丝,有密斑,具有许多突起。神经节外囊中平滑肌细胞的细胞质中央区有许多糖元颗粒和一些线粒体及粗面内质网;两个嵌合的平滑肌细胞膜间距为13.1～26.1nm。首次观察到神经元的轴突末梢与外囊内的平滑肌细胞形成化学突触,突触裂隙10.2～15.3nm;AP标记末梢膜与外囊平滑肌细胞膜之间的间距为2.0～2.5nm,相当于缝隙连接的并置膜结构。     

18-β甘草次酸抑制KCl对大鼠脑中动脉的收缩作用

为讨论缝隙连接阻断剂18β—GA在脑血管收缩反应中的可能作用。采用压力肌动图技术,在急性分离的Wistar大鼠的大脑中动脉（直径〈300μm）,观察18β—GA干预前后不同浓度的收缩剂KCl对血管直径的影响。结果显示,KCl可以浓度依赖性的引起脑中动脉收缩,且30～80mmol／L引起的收缩与血管静息状态下的直径相比具有统计学差异（P〈0．05,n=7）。18βGA也可浓度依赖性的引起脑中动脉收缩,且10～100〉mol／L引起的收缩与未加药前相比具有统计学差异（P％0．05,n=8）。预灌流18β—GA（100／amol／L）后,50～80mmol／L KCl引起血管收缩幅度减小,拟合曲线下移,且差异具有统计学意义（P〈0．05,n=7）。由此可知：18B—GA可抑制KCl对脑血管的收缩作用,提示细胞问缝隙连接参与脑血管收缩活动。     

血管内皮细胞与平滑肌细胞间的信息传递

血管内皮细胞和血管平滑肌细胞之间存在着肌内皮间缝隙连接，进行电和化学的信息传递，以协调血管的舒缩活动。电信号可以从内皮细胞到平滑肌细胞进行传递，相反，也可以从平滑肌细胞到内皮细胞进行传递。内皮源性超极化因子、乙酰胆碱、缓激肽、第二信使等物质亦可引起内皮细胞或，和平滑肌细胞细胞膜的超极化或去极化，参与血管内皮细胞与平滑肌细胞间的信息传递。     

缝隙连接阻断剂18α-甘草次酸对大鼠血管平滑肌细胞增殖的作用

为探讨缝隙连接是否参与抑制大鼠血管平滑肌细胞的增殖及可能的分子机制,本研究以原代及传代培养大鼠胸主动脉平滑肌细胞为模型,实验分2组：对照组、缝隙连接阻断剂18α-甘草次酸（18α-—Glycyrrhetinicacid,18Q—GA）组。MTT法及流式细胞术检测细胞的增殖活性,染料示踪分子传递法（划痕标记染料传输法）检测细胞的缝隙连接功能,Westernblotting法检测细胞中缝隙连接蛋白40（Cx40）和43（Cx43）表达。结果显示：（1）与对照组相比,18α-GA组MTT法测得的氏,。值及细胞周期S期比例均降低（P〈0．01）,细胞增殖活性减弱;（2）与对照组相比,18α-GA组罗氏黄荧光染料传递百分数显著降低,缝隙连接功能明显减弱（P〈0．01）;（3）与对照组相比,18rGA组Cx40和总Cx43蛋白表达无显著差异（P〉0．05）,磷酸化Cx43与非磷酸化Cx43的比值显著降低（P〈0．01）。由此可知,18α-GA可能主要通过下调血管平滑肌细胞磷酸化Cx43蛋白表达,引起缝隙连接通讯功能减弱,从而抑制了血管平滑肌细胞的增殖。     

基于自抗扰控制的2个耦合神经元间的混沌同步

针对电缆神经元模型,利用自抗扰控制技术,研究并实现了通过间隙耦合的2个神经元间的混沌同步.未加入控制器时,混沌同步只有当神经元间的耦合强度较大时才会出现.然而在神经元系统中,此条件并不总是得以满足.为此采用自抗扰控制技术来实现混沌同步而不需要考虑耦合强度的大小.此方法不要求精确的神经元模型,而且不要求状态可测,对于外界扰动具有很强的鲁棒性.仿真结果证明所提方法是有效的.     

The Drosophila clock gene per affects intercellular junctional communication

The per locus of Drosophila has been implicated in the control of behavioural rhythms. In fruitfly embryos and larvae per is expressed in salivary glands. Per mutations have striking effects on intercellular communication in salivary glands: gap junction channels are modulated so that their conductance varies inversely with the period of behavioural rhythms in the mutants. A similar effect on junctional communication in the nervous system may explain how per influences behavioural rhythms.     

活细胞内水的有序性状态初探

由于水通道蛋白的存在,细胞才得以快速调节自身体积和内部渗透压。几种生理机能已归因于缝隙连接通讯,即:在所连接细胞之间进行养分和离子的交换;在所连接的细胞之间进行信号传输的途径及电子信号的传递。任何生命体都是耗散结构的自组织系统,它之所以能免于趋近最大熵值的死亡状态,就是因为生命体能通过吃、喝、呼吸等新陈代谢的过程从环境中不断吸取负熵和自由能。新陈代谢中本质的东西,乃是使有机体成功的消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部熵。正如薛定谔所强调的"以负熵为生"。可以设想活细胞中水分子H2O具有高度自组织和高度有序性,而衰老与凋亡是一个严重的熵增过程,这里熵增的变化是一个非常有意义的指标。通过有效的药物或某种医疗手段,可以暂时的,局部的产生"负熵",使活细胞中的水分子修复某种有序性,以延缓衰老和凋亡。文末,对微波炉的加热原理及其安全性提出质疑。