生物细胞作用范文

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生物细胞作用

篇1

【关键词】 CIK细胞;DCCIK细胞;生物学活性;抗淋巴瘤

The biological activity and antitumor effect against lymphoma cells in DCCIK cells

ABSTRACT: Objective To investigate the proliferation activities, phenotype changes, level of secretory cytokines and antitumor activity against lymphoma cells of DCCIK cells in coculture of cytokineinduced killer (CIK) cells with dendritic cells (DC). Methods DC and CIK were prepared from healthy human peripheral blood mononuclear cells. They were cocultured peripherally. CIK cells were cultured alone as controls. Increased number of cells were counted by tapanblue staining, killing activity was detected by MTT assay, cells phenotypes were analyzed by flow cytometry, secretions of INFγ and IL12 were determined by ELISA. Results The proliferation activity of DCCIK cells was significantly higher than that of CIK cells (P

KEY WORDS: cytokineinduced killer cell; dendritic cellscytokine induced killer cell; biological activity; antilymphoma

细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokineinduced killer cells, CIK)是一种体外增殖能力强、杀瘤活性高及对多重耐药肿瘤细胞较敏感的广谱抗瘤免疫活性细胞[1]。树突状细胞(dendritic cells, DC)是目前已知的功能最强的抗原递呈细胞,可以在体内、外向T淋巴细胞递呈抗原,并诱发细胞毒T淋巴细胞反应[2]。在本研究中,我们通过多种细胞因子组合从正常人外周血中诱导DC、CIK细胞,并将两者共培养,观察DCCIK细胞体外增殖能力、杀伤活性、免疫表型变化及分泌细胞因子水平,旨在为其临床应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 主要试剂 rhIL2、RPMI 1640培养基及四甲偶氮唑盐(MTT)均为Sigma公司产品,培养用CD3McAb由Neomarkers公司提供,rhIL1、rhIFNγ、rhTNFα为上海生物制品研究所产品,rhGMCSF为先灵葆雅公司惠赠,rhIL4购自Gibco BRL公司,流式细胞仪标记抗体CD3、CD3CD4、CD3CD8、CD3CD56及检测细胞因子(IL12、IFNγ)的ELISA试剂盒均购自晶美生物工程有限公司,鼠抗人CD1a、CD14、HLADR和FITC兔抗鼠荧光二抗购自中国医学科学院天津血液学研究所。

1.2 靶细胞来源 Raji为人组织淋巴瘤细胞株,引自上海第二医科大学瑞金医院血液学研究所;新鲜淋巴瘤细胞取自外科手术切除的淋巴瘤标本(淋巴结或脾脏),去除结缔组织和坏死组织,剪成1mm3的组织块,2.5g/L的胰酶消化后过100钢目,经淋巴细胞分离液分离,获得恶性淋巴瘤细胞(malignant lymphoma cells, MLC),存于液氮中待用。要求靶细胞比例>95%,活体细胞>90%。

1.3 CIK细胞的培养扩增 采集健康人外周血,肝素抗凝,以FicollHypaque淋巴细胞分离液分离获得单个核细胞(MNC),RPMI 1640洗3次,调细胞密度为4×106/mL;贴壁培养1-2h,收集悬浮细胞用含10%(体积分数)小牛血清(FSC)的RPMI 1640液调细胞密度为1×106/mL,第0天加入rhIFNγ1000u/mL,放置37℃,5%(体积分数)CO2孵育箱中培养24h后加入rhIL2300u/mL、rhIL1100u/mL、CD3McAb 50μg/L,继续培养,以后每3d更换新鲜培养液,补加rhIL2。

1.4 DC的体外培养 参照文献方法[3]。获得健康人外周血MNC中的贴壁细胞,用含10%(体积分数)FSC的RPMI 1640培养基培养,其中包含rhGMCSF 550u/mL,rhIL4500u/mL。隔日半量换液,补加细胞因子,收获前72h再加入rhTNFα 50u/mL,诱导DC成熟。

1.5 DCCIK细胞的培养 收获培养第9天的DC细胞及CIK细胞经活细胞计数后按1∶5混合培养,第3天和第6天,收集细胞做生物学活性测定。

1.6 细胞毒活性的测定 以不同效靶比(5∶1、10∶1、20∶1、30∶1、40∶1),把效应细胞和靶细胞放入96孔板,另设单独靶细胞及效应细胞孔,每孔设3个复孔,置37℃,5%(体积分数)CO2孵育箱中培养48h,按本室建立的MTT法[4]测杀伤活性。杀伤活性(%)=[1-(实验组A-效应组A)/靶细胞A]×100%。

1.7 细胞免疫表型的分析 用流式细胞仪检测CIK及DCCIK细胞的免疫表型;间接免疫荧光法测定DC免疫表型。

1.8 细胞因子的检测 收集培养细胞上清液进行IL12、IFNγ水平测定。采用ELISA双抗夹心法,操作按试剂盒说明。

1.9 统计学处理 数据以±s表示,组间比较采用t检验,以P

2 结果

2.1 增殖能力的观察 CIK细胞培养第6天进入显著增殖期,部分细胞体积明显增大,成丛或集落状悬浮生长。与DC共培养可明显提高CIK细胞增殖速率。培养第15天,经台盼蓝排斥法活细胞计数,CIK细胞总数扩增到原来的(43.57±5.11)倍,而DCCIK细胞为(60.75±4.89)倍,两组差异有统计学意义(P

图1 培养时间与增殖倍数的关系(略)

Fig.1 The relationship between the culture time and proliferation fold

2.2 细胞表型的分析

2.2.1 DC的形态及表型检测 培养第9天的DC 细胞在倒置显微镜下可观察到典型的树状或毛刺状突起。检测细胞表面分子表达,其特异性标志CD1a的阳性率为(80.56±1.72)%,MHCI类分子HLADR的阳性率为(92.06±3.20)%,CD14的表达率为(8.69±1.76)%。表明此种方法可以诱导较高纯度的成熟DC。

2.2.2 DC与CIK细胞共培养后的免疫表型 CIK细胞单独培养,随着培养时间的延长,CD3+CD8+及CD3+CD56+细胞的比例逐渐增加。与DC共培养的CIK细胞CD3+CD8+及CD3+CD56+双阳性细胞的比例明显高于同条件下未共培养组(P

2.3 体外细胞毒性 共培养3d的DCCIK细胞,对Raji细胞株及新鲜MLC的杀伤活性均明显高于单纯CIK细胞(P

表1 CIK和DCCIK细胞免疫表型的变化(略)

Table 1 The phenotype changes of CIK and DCCIK cells

*P

表2 DC CIK细胞对淋巴瘤细胞的杀伤活性(略)

Table 2 Killing activity of DCCIK cells on MLC and cell line Raji

2.4 细胞因子的测定 DC与CIK细胞共培养3d,其上清液中IFNγ、IL12的水平分别为(438.02±213.17)ng/L和(30.65±9.10)ng/L,而同条件下,CIK细胞组IFNγ为(213.96±137.00)ng/L,IL12为(10.10±0.35)ng/L,两组相比,DCCIK细胞分泌IFNγ、IL12的水平显著高于CIK细胞(P

3 讨论

CIK细胞是由多种细胞因子如IL2、IFNγ和CD3单克隆抗体等诱导的一种免疫活性细胞,其兼有T淋巴细胞强大的抗瘤活性与NK细胞的非主要组织相容性复合物(MHC)限制性杀瘤特点[5]。DC摄取、加工、处理抗原,高表达MHCI、MHCⅡ类分子、共刺激分子及黏附分子,在体内外具有激发初次和继发性T细胞免疫应答功能,并能分泌Th1型细胞因子IL12,诱导T细胞和NK细胞产生IFNγ和增强激活NK细胞的细胞毒活性。为此,将具有高效杀瘤活性的CIK细胞和具有强大肿瘤抗原递呈能力的DC共培养,无疑会起到一定的抗肿瘤协同作用。研究发现DC刺激CIK细胞后,细胞毒活性显著增强[6]。本实验显示DC、CIK细胞一起培养后,共培养物DCCIK细胞对淋巴瘤细胞的杀伤作用显著高于同条件下单纯CIK细胞。虽然与文献报道[67]有关DCCIK细胞来源、制备方法、效靶比、效靶细胞作用时间以及靶细胞种类不尽相同,但DCCIK细胞对淋巴瘤细胞的杀伤活性与文献中DCCIK细胞对胰腺癌细胞DANG及CML细胞的杀伤活性强于CIK细胞的结论相同。证实DCCIK细胞确实具有比CIK细胞更强的抗肿瘤活性。CIK细胞属于异质细胞群,其抗肿瘤作用与CD3+CD8+、CD3+CD56+双阳性细胞及分泌细胞因子的水平密切相关。将DC、CIK细胞一起培养后,两者所分泌的细胞因子及表面分子表达发生了变化。研究发现DC与CIK细胞共培养时,DC成熟表面标志CD86、CD80、CD40、HLADR的表达增加[8]。而CD4+CD25+细胞(调节细胞T细胞)和IL10水平下降,对肿瘤细胞的细胞毒活性增强[9]。负载CA199(肿瘤相关抗原)的DC与CIK细胞混合培养24h后IL12的分泌量为CIK细胞单独培养时6.93倍[7]。DC的抗原提呈作用能使CIK细胞分泌IFNγ的时间延长,分泌量增加[10]。我们的实验显示,共培养条件下,DCCIK细胞上清液中IL12、IFNγ分泌量均比同条件下单纯CIK细胞培养分泌高,且CD3+CD8+、CD3+CD56+双阳性细胞比例也比CIK细胞组显著增多。说明DCCIK细胞的高杀伤活性与大量增殖的CD3+CD8+、CD3+CD56+细胞有关,细胞因子IL12、INFγ对杀伤肿瘤也发挥了直接和间接的重要作用。DC能够激活CIK细胞增殖。与DC共培养14d后CIK细胞的增殖倍数比共培养7d时高出两倍左右[7]。本研究结果表明,共培养DCCIK细胞不仅具有很强的杀瘤活性,且比同源CIK细胞具有更强的增殖速率,共培养6d,DCCIK细胞总数比单独培养CIK细胞总数多扩增了17倍。说明利用共培养条件可提高CIK细胞的增殖能力,获得大量高效的免疫细胞,这对于肿瘤临床具有重要意义。本研究初步证实,DCCIK细胞增殖活性、抗淋巴瘤作用均高于单纯CIK细胞,这为其临床应用治疗或辅助治疗淋巴瘤提供了实验和理论依据。

基金项目:陕西省“三五人才工程”专项基金资助项目

【参考文献】

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篇2

[关键词]纳米羟磷灰石-脂肪族聚酯酰胺;成骨细胞;生物相容性

[中图分类号]R 783.1[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.01.009

Biological effects of nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite on the osteoblastsDeng Xia1, Xia Xi2.(1. Dept. of Stomatology, Nuclear of Industry 416 Hospital, Chengdu 610051, China; 2. Dept. of Prosthodontics, The Affiliated Hospital of Stomatology, Chongqing Medical University, Chongqing 400015, China)

[Abstract]ObjectiveTo evaluate the biological effects of nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite(nHA-PEA)on the osteoblast.MethodsThe Dulbecco minimum essential medium(DMEM)leaching liquor of nHA-PEA was applied to the osteoblasts of the test groups while the DMEM itself was applied to control. The methyl thiazolyl tetrazolium assay, flow cytometry and alkaline phosphatase(AKP)analysis were used to evaluate the changes in cell growth, cell cycle and cell function. Moreover, osteoblasts were cultured on the surface of nHA-PEA composite and the attachment, growth and proliferation of osteoblast were investigated. Results The cultured osteoblasts grew well and showed nomorphological variation. Osteoblasts of different test groups demonstrated relative proliferation rate ranging from 92%~107% without dose-dependent effect(P>0.05). The cell cycle and AKP activity were similar in test and control groups(P>0.05). Good cell attachment and proliferation manner were observed on the membranes. ConclusionnHA-PEA has no negative effects on the osteoblast and its osteoblastcompatibility is proved.

[Key words]nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester-amide composite;osteoblast;biocompatibility

有机-无机复合生物材料是组织工程学研究的热点[1],该材料主要用于修复和重建人体的硬组织。纳米羟磷灰石-脂肪族聚酯酰胺(nano-hydroxyapatite-aliphatic polyester -amide composite,nHA-PEA)复合材料由nHA粒子与PEA均匀混合制得,其中羟磷灰石(hydroxyapatite,HA)是人体骨、牙等无机组织的主要成分,PEA及其共聚物是一类新型的生物可降解高分子材料[2]。nHA- PEA复合材料兼具了有机物的韧性和无机物的刚性,具有良好的理化性能。本研究将nHA-PEA复合材料作用于体外培养的成骨细胞,检测其对细胞生长、增殖能力、细胞周期、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性的影响,观察细胞在其表面的黏附、铺展形态,评价其对骨细胞的相容性和生物活性。

1材料和方法

1.1主要材料和仪器

达尔贝科极限必需培养液(Dulbecco minimum

essential medium,DMEM)、胰蛋白酶(Gibco公司,美国),新生小牛血清(成都哈里生物工程有限公司),甲噻唑四唑氮(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)试剂(Sigma公司,美国),AKP试剂盒(北京柏定生物工程有限公司)。Sanyomco-17AI二氧化碳孵箱(Sanyo公司,日本),Olympus IX50相差倒置显微镜(Olympus公司,日本),JSM-5900LV型扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM;JEOL公司,日本),可见光高效分析仪/HTS 7000plus多孔板紫外/荧光(PE公司,美国),流式细胞计数(flow cytometry,FCM;Coulter公司,美国),LightCycler检测仪(Roche公司,德国)。1.2浸提液制备

按文献[3]制得4组nHA-PEA复合材料,按其无机和有机成分的质量分数分组,分别为A组0和100%,B组10%和90%,C组20%和80%,D组30%和70%。将4组nHA-PEA复合材料(平均厚度0.5~1 mm)消毒灭菌后,按照国际标准化组织ISO 10993-5医疗器械生物学评价标准所推荐的试样表面积和浸提介质为6 cm2·mL-1的比例[4],置37℃滤除细菌的培养液中,浸提3~4 d的浸提液备用。

1.3成骨细胞培养和细胞悬液的制备

取生长稳定的第4代SD乳鼠颅骨成骨细胞,经质量分数0.25%的胰酶消化后行细胞计数,用DMEM配制5×104个每毫升的细胞悬液。

1.4甲噻唑四唑氮比色

将200μL密度为5×104个每毫升的细胞悬液加入96孔板,置于体积分数5%的二氧化碳培养箱,37℃培养24 h,细胞贴壁后弃掉原有培养液,将细胞分为试验组(A~D)和对照组(E),试验组每组均分别加入200、100、50μL终质量分数分别为100%、50%和25%的浸提液,形成A1、

A2、A3,B1、B2、B3,C1、C2、C3,D1、D2、D3,

对照组加入原培养液。每日于相差显微镜下观察细胞形态,生长和增殖情况。分别于第1、3、5、7 d各取96孔板1块,每孔加入20μL的MTT,孵育4 h,每孔加入200μL二甲基亚砜,振荡1 min,混匀,570 nm波长下测定各孔吸光度(A),取3孔均值,计算细胞增殖率(proliferation rate,RP):RP=(A试验组/A对照组)×100%。1.5流式细胞计数

接种对数生长期的成骨细胞1×105个每毫升瓶,细胞贴壁后A~D组弃原培养液加入质量分数均为100%的复合材料浸提液,E组加入新鲜原培养液,标准环境下3 d换液1次,培养7 d,消化、离心并收集沉淀细胞。流式细胞计数DNA荧光强度及散光参数,Multicycle软件分析细胞的周期分布和程序性死亡情况。1.6碱性磷酸酶活性检测

取1×105个每毫升的细胞悬液3 mL加入小号培养瓶,将其置于体积分数5%的二氧化碳培养箱,37℃培养24 h,细胞贴壁后弃掉原有培养液,A~D组均加入质量分数100%的浸提液,E组加入新鲜原培养液,分别于第4天和第7天中止培养,收集80μL细胞悬液,以AKP试剂盒通过HTS 7000plus多孔板高效分析仪行AKP活性测试。

1.7成骨细胞与材料的复合培养

将载有nHA-PEA复合膜的血盖片试样置于6孔板内,环氧乙烷冷消毒,磷酸缓冲盐溶液浸泡清洗3次,每次1 h,DMEM孵育过夜备用。取1×105个每毫升的细胞悬液,分别接种于已准备好的材料上,37℃,体积分数5%的二氧化碳孵箱继续静置培养5 d。分别于第1天和第5天将试样取出,以体积分数10%的多聚甲醛固定,体积分数30%~100%的乙醇梯度脱水,醋酸异戊酯置换乙醇,临界点干燥,表面喷金,SEM下观察。1.8统计学分析

使用单因素方差分析,分析各组总体均数间差别有无统计学意义,在检验数据之前对数据行方差齐性检验。用q检验比较两组间均数的差别。P>0.05为差异无统计学意义。

2结果

2.1细胞生长观察及甲噻唑四唑氮比色结果

显微镜下,不同质量分数的nHA-PEA复合材料浸提液组及对照组细胞培养6 h后均已贴壁,12 h细胞突逐渐舒展,24 h细胞开始铺展,72 h后细胞数目明显增多,排列规则密集,细胞呈梭形、三角形或不规则形,形态分析各试验组与对照组细胞形态相似,显示各组细胞均生长良好。试验组和对照组不同时间的MTT比色结果见表1。试验组间的MTT值及其与其对照组间的差异无统计学意义(P>0.05);试验组成骨细胞的相对增殖率为92%~107%,不同质量分数的nHA-PEA复合材料浸提液组对成骨细胞的细胞毒性级数为0~

1级(0级:细胞相对增殖率大于等于100%,1级:细胞相对增殖率为90%~99%)[5],不同质量分数浸提液组间差异无统计学意义(P>0.05)。

3讨论

在生物医学材料的细胞毒性试验方法中,最常用的是材料浸提液培养法和细胞材料直接接触法。本试验综合运用了这两种方法,首先选择浸渍法,具体原因如下。1)对于nHA-PEA复合材料,nHA的生物相容性勿庸置疑;而PEA是新型的人工合成的生物降解型高分子材料,其理化性能和降解性能已有相关研究[6],但其生物相容性鲜有报道。2)由于直接接触法共同培养时,细胞对材料表面和对培养孔板底部的黏附性有差异,细胞洗脱率的不同会产生干扰而使试验复杂化。事实上,仅需考察nHA-PEA复合材料溶出物的

细胞毒性,就可以达到初步评价其生物相容性的目的,而且以材料的浸提液代替材料本身在材料学的研究中已得到公认。本试验严格按照国际标准化组织ISO 10993-5医疗器械生物学评价标准和要求制备生物医学材料浸提液[4],以浸提出最大量的滤出物质,考察其对成骨细胞增殖和细胞周期的影响。

MTT比色是常用的细胞增殖能力检测方法,可以对材料的细胞毒性作出可靠的定量评价[5]。本试验在相差倒置显微镜下观察到nHA-PEA复合材料浸提液不影响细胞的生长形态;MTT值在试验组间以及各组与对照组间差异无统计学意义,试验组的细胞增殖率在92%~107%,表明nHA-PEA复合材料浸提液对成骨细胞的生长无不良影响。因此在进一步地对细胞周期和功能进行的分析中,仅选用最高质量分数的nHA-PEA复合材料浸提液作为试验组进行分析比较。在加入HA的试验组,MTT值略高于对照组,但差异无统计学意义且无量效关系。原因可能与其中的钙、磷水平较高有关。

流式细胞计数已广泛应用于肿瘤学、生物化学和免疫学等领域,细胞周期检测已成为生物材料生物相容性评价的一种可靠方法和指标[7],是常规细胞增殖试验的一项重要补充。近年来,生物材料生物相容性研究进展之一是生物材料的生物功能性评价[8]。生物材料作用于细胞后使其周期改变,从而使其行为和功能发生改变。本试验在MTT比色的基础上进一步使用流式细胞计数,旨在从细胞增殖周期的角度来分析nHA-PEA复合材料浸提液对细胞增殖周期DNA合成的影响,从分子水平上评价材料的细胞毒性。从MTT比色可见,组间、组内不同质量分数的nHA-PEA复合材料浸提液对成骨细胞的增殖和增殖周期影响不大,细胞周期各亚期组成比和程序性死亡率差异亦无统计学意义。B、C、D组处于S期的细胞略多,表明加入HA对细胞增殖有一定促进作用,但不显著,不存在量效关系。此结果与MTT比色结果一致。

除了对细胞增殖的影响,生物材料的细胞相容性还表现在材料对细胞重要功能的影响。AKP是骨形成所必需的酶,是生物矿化和成骨细胞分化成熟的早期标志物[9-10]:其表达代表骨形成状况,表明细胞分化的开始,并随细胞分化的发展而增强;其活性的高低,反映了相应细胞向成骨方向化的趋势。本研究采用酶联法对成骨细胞AKP的表达进行检测,结果显示试验组AKP的表达量与对照组相比较差异无统计学意义,说明nHA-PEA复合材料对成骨细胞的功能酶表达无不良影响,也没有明显的促进作用,不抑制其分化功能。

用浸提液作为试验样品测定复合材料中滤出物质对细胞生长、增殖的影响,仅为预测材料植入体内的潜在危害提供了初步依据,其结果尚有一定的局限性;因此,需在浸渍试验良性结果的基础上再采用直接法将成骨细胞与材料联合培养,以进一步考察材料本体的结构性能对细胞生物学的影响。本研究表明,成骨细胞在复合材料上具有良好的黏附、铺展和增殖行为,即nHA-PEA复合材料具有成骨细胞相容性和良好的细胞相容性等特性。

4参考文献

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篇3

【关键词】  半边旗; 5f; ncih460; 生长抑制

inhibitory effects of  5f from pteris semiinnata  l. on proliferation of nonsmall cell lung cancer ncih460 cells

    liu yi1,wu kefeng1,li li1,george g chen2,michael ky hsin2,malcolm j underwood2,liang lianci1,3

    1. guangdong key laboratory for research and development of nature drugs,guangdong medical college, zhanjiang 524023,china;2. department of surgery,the chinese university of   hongkong,prince of wales hospital,shatin,n.t.;3.institute of biochemistry and molecular biology,guangdong medical college

    corresponding authors:liang lianci,email:plliu78@sina.comabstract:objective   to investigate inhibitory effects of 5f from pteris semiinnata l. on proliferation of nonsmall cell lung cancer ncih460 cells. methods  ncih460 cell growth inhibition mediated by 5f was detected by mtt. pihoechst double staining and tunel assay  were used to observe cell  apoptosis. flow cytometer was used to determine the effect of 5f on the content of dna in cells. results  5f displayed growth inhibitory activity against ncih460 cells with ic50 values of  21.40,4.52 and 1.02 μg/ml   at the  point  of   24, 48 and 72 hours. 5f could induce apoptosis. ncih460 cells treated by 5f were arrestet   in g2/m. conclusion  in vitro 5f  significantly   inhibited  the proliferation of ncih460 cells and the activity might   be realized through   inducing apoptosis.

    key words:pteris semiinnata l;  5f;  ncih460;  proliferation inhibited

半边旗(pteris semiinnata l.)是生长在我国南方的传统中草药,民间用其来治疗感染性疾病。从半边旗中分离提取到一些具有生物活性的物质,以5f含量最高,其结构为二萜类化合物,见图1。化学结构名为11α羟基15氧16烯对映贝壳杉烷19酸(ent11αhydroxy15oxokaur 16en19oic acid)。本课题研究表明5f在体外能抑制多种癌细胞的生长并诱导凋亡的发生;能明显减小k562、s180等瘤株在小鼠所形成的肿瘤大小,延长小鼠存活时间[13]。

    肺癌是目前全世界人类最主要的癌症死因之一,其中75%~80%为非小细胞肺癌(nsnlc), 晚期肺癌患者仅有2%存活率超过5年,通常不满1年。近年来,对肺癌患者的治疗还是以化疗和放疗为主导,这些治疗药物和措施会给患者带来极大的痛苦,因此,从天然植物中提取具有抑制肺癌细胞生长的高效低毒的化合物已经成为抗肿瘤研究的热点。本研究旨在探讨5f对非小细胞肺癌ncih460细胞生长的抑制作用及可能的机制。

    1  材料与方法

    1.1  材料

    从植物半边旗中提取的5f,纯度为100%,使用前溶于dmso。

    mtt、hoechst33342、pi为sigma公司产品;超级无支原体新生牛血清购自杭州四季青生物材料有限公司;rpmi1640购自美国hyclone公司;胰酶购自美国gibco公司;细胞凋亡检测试剂盒为武汉博士德生物工程有限公司产品;其余试剂均为国产分析纯。

    非小细胞肺癌nci-h460细胞由本室传代。

    1.2  方法

    1.2.1  细胞培养

    ncih460细胞培养于含10%小牛血清,100ku/l青霉素和100mg/l链霉素的rpmi1640培养液中,37℃、5%  co2饱和湿度细胞培养箱培养。取对数生长期细胞用于实验。

    1.2.2  mtt法检测5f对ncih460细胞的生长抑制作用

    取对数生长期的ncih460细胞,用0.25%胰蛋白酶消化,rpmi1640完全培养液调制成2.0×104/ml细胞悬液,接种于96孔板中,每孔接种100μl(含2.0×103个细胞)。培养过夜后,吸出培养液,加入新培养液90μl及不同浓度的5f药液10μl,使终浓度分别为5、10、20、40、80μg/ml。同时设置adm阳性对照组,空白对照组加入相同体积的培养液,每一浓度设8个平行孔。继续培养24、48、72h。每孔加入mtt(5g/l)20μl,继续培养4~6h。每孔加入dmso 100μl。在微型振荡器上摇匀15min,结晶溶解后,立即比色,用elx800型酶标仪在主波长为570nm,参比波长为630处测量od值,比色以空白孔调零。实验重复3次。

    抑制率=(1-实验组8孔od值平均值/对照组8孔od值平均值)×100%。

    bliss方法计算半数抑制浓度ic50。

    1.2.3  荧光显微镜观察细胞形态

    取对数生长期细胞, 调整细胞浓度为2.0×105/ml, 加1ml到预先放置盖玻片的6孔板中, 24h待细胞爬片后, 加入不同浓度的5f药液, 使其终浓度为5、 10、 20μg/ml, 继续培养24h后, 用预冷的pbs洗涤2次, 加入hoechst33342  37℃染色15min, pbs洗涤2次, 再加入pi染色液于冰上染色15min,  pbs洗涤2次,于荧光显微镜下观察并拍照。

    1.2.4  流式细胞仪检测dna含量的变化

    参照文献介绍的方法略加改进,1 000r/min, 离心5min收集药物处理组和对照组细胞,pbs洗涤2次,体积分数为70%的乙醇-20℃固定24h以上,pbs离心洗去乙醇后加pi染液(含50mg/l  pi,10mg/l  rnasea,0.1% tritonx100,  0.1%柠檬酸钠和0.5%nacl),室温下避光染色30min,400目筛网过滤,用epicsxl型(美国)流式细胞仪检测dna含量,实验重复3次。

    1.2.5  细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡

    取对数生长期细胞,调整细胞浓度为2.0×105个/ml,加1ml到预先放置盖玻片的6孔板中,24h待细胞爬片后,加入不同浓度的5f药液,使其终浓度为5、10、20μg/ml,继续培养24h后,用4%多聚甲醛/0.01m pbs室温下固定60min,余下步骤按试剂盒说明书进行操作。

    2  结果

    2.1  5f对ncih460细胞生长的抑制作用

    从表1和图2的结果可以看出,5f能明显抑制ncih460细胞的生长,其效果与时间和浓度相关。5、10、20、40、80μg/ml的5f在作用细胞48h后效果与阳性对照药adm相近。5f作用ncih460细胞24、48、72h的ic50分别为:21.40、4.52、1.02μg/ml。

    2.2  荧光显微镜观察5f对ncih460细胞的影响

    经pihoechst双染的ncih460细胞, 对照组细胞核大小较均一, 呈圆形或椭圆形, 染色质分布均匀, 此外光下显蓝色荧光, 出现个别坏死细胞, 见图3a。 而经5f处理24h后的ncih460细胞细胞形态则出现不同程度皱缩, 变形, 染色质浓缩, 部分细胞核染色体碎裂, 并有凋亡小体出现, 见图3b~d。 且细胞凋亡形态出现的多少与5f的浓度相关。

    2.3  流式细胞仪检测细胞dna的变化

    5f作用细胞24、48h后ncih460细胞的dna含量发生变化。随着5f作用终浓度的增加(5~40μg/ml),g0/g1期dna出现含量降低,s期表1  5f对ncih460细胞的生长抑制作用表2  5f处理ncih460细胞不同时相dna含量的影响变化不明显,g2/m显著增加。提示5f可以将ncih460细胞阻滞在g2/m期,见表2。

    2.4  tunel法检测5f对ncih460细胞凋亡的影响

    tunel法检测显示正常对照细胞不显深棕黄色,而经5f处理后的细胞胞核呈深棕黄色,表现为形态皱缩,核固缩,凝集成块,并形成凋亡小体,其凋亡数与5f剂量呈正相关,见图4。

    3  讨论

    临床上用于治疗肿瘤的热疗、放疗、化疗及生物疗法一直被用于杀死肿瘤细胞,随着肿瘤的治疗正朝着日益完善的综合治疗方向迈进,尤其近十几年迅速发展的生物治疗给人们带来了新的希望,但目前化学药物治疗在临床上依然起着重要作用。由于化疗药物的毒副作用及易产生耐药性等缺陷,从天然产物中筛选新的高效低毒的抗肿瘤药仍然是当务之急。本课题对半边旗的有效活性成分及提取工艺进行了详细的研究[46],多年的实验证实其二萜类提取物5f 在体外可致人的多种癌细胞死亡,主要作用机制是诱导肿瘤细胞凋亡并能抑制肿瘤细胞的迁移[79]。

    细胞凋亡(apoptosis)是细胞在其生长、发育过程中发生的一种复杂的生理和病理过程,对机体的正常发育和自身稳定起着极其重要的作用。凋亡细胞的特征是细胞体积缩小,随即与邻近细胞的连接丧失,彼此脱离,失去微绒毛,胞浆浓缩,内质网扩张呈泡状并与细胞膜融合,核染色质浓缩呈块、团,典型的为半月形,凝聚于核膜周边,核仁裂解,进而细胞膜内陷将细胞自行分割为多个具有完整膜性结构,内含各种细胞成分的凋亡小体。不少疾病(包括肿瘤)的发病与凋亡受抑制有关,许多抗癌药物都是通过最终触发肿瘤细胞凋亡通路达到治疗的目的[6]。大多数抗癌药物都可引起肿瘤细胞的凋亡,诱导细胞凋亡可能是抗癌药物发挥作用的共同通路,所以细胞凋亡成为评估抗癌药物作用能力的一项重要指标。

    细胞的生长增殖,24、48、72h的ic50分别为:21.40、4.52、1.02μg/ml,5f对其的生长抑制作用呈浓度-剂量及时间-剂量关系;荧光双染的结果显示经不同浓度的5f处理24h后的ncih460细胞细胞形态出现不同程度皱缩,变形,染色质浓缩,部分细胞核染色体碎裂,并伴有凋亡小体出现,细胞凋亡形态出现的数量与5f的作用浓度有关,这提示5f体外对ncih460的生长抑制作用可能与其诱导凋亡有关;流式细胞仪检测结果发现细胞被阻滞在g2/m期,但5f终浓度为40μg/ml时,细胞周期各时相均出现不同程度的改变,这可能与高浓度5f直接杀伤细胞,表现出细胞毒作用有关;进一步用tunel法进行凋亡检测证实了5f抑制ncih460生长的作用是由其诱导凋亡而产生的。提示5f具有诱导ncih460细胞凋亡的能力,是一种值得深入研究的新型抗肿瘤候选化合物。

【参考文献】

  [1] 崔燎,梁念慈,陈志东,等.半边旗体内外抗癌急性毒性研究[j]. 中药材,1996, 32(1):2932.

[2] 张晓,崔燎,梁念慈,等.半边旗有效成分及抗肿瘤活性研究[j]. 中国药学杂志,1997, 32(1):3738.

[3] 李金华,梁念慈,莫丽儿,等.半边旗五种成分体外细胞毒活性比较及构效关系分析[j]. 药学学报,1998, 33(9):641644.

[4] 吕应年,吴科锋,邓亦峰,等.高效液相色谱法测定半边旗中木犀草素的含量[j]. 时珍国医国药,2007,18(1):102103.

[5] 典灵辉,梁念慈. 半边旗药材提取工艺的研究[j]. 中国药业,2007,16(9):2425.

[6] 龚先玲,陈志红,梁念慈.高效液相色谱法分析测定半边旗中黄酮类化合物[j]. 时珍国医国药,2007, 18(5):10281029.

[7] 何太平,覃燕梅,莫丽儿,等. 半边旗二枯类化合物sf对高转移卵巢癌ho 8910pm细胞中癌相关基因表达的影响[j]. 中国药理学通报,2008, 24(1):117122.

[8] liu z,ng e k,liang n c,et al. cell death induced by pteris semipinnata l.is associated with p53and oxidant stress in gastric cancer cells[j].febs letters, 2005, 579(6):14771487.

篇4

关键词: 合作学习教学模式 医学细胞生物学 应用

合作学习(cooperative learning)是一种以小组学习为形式,旨在促进学生合作,从而达到最佳学习效果的教学方法。它能改善课堂气氛,大面积提高学生的学业成绩,并且能满足学生的心理需要,促进学生情感的发展,已经广泛地受到世界各国的青睐,并成为当代主流教学模式,被越来越多的教师所认可并采用。

医学细胞生物学是我院大一新生第一学期开设的课程。由于医学细胞生物学是一门重要的医学基础课程,且为后续其它的基础医学和临床课程的学习搭建牢固的知识平台,因此,熟练掌握其基础理论、基础知识和实验技能,对医学院的学生来说十分必要。

一、合作学习教学模式的必要性

1.生物学基础知识参差不齐。

我院生源不统一,如护理、预防专业,招收的高中文、理科毕业生皆有,因此刚接触学习医学细胞生物学时,文科毕业生不太习惯这种知识体系,对学习医学细胞生物学相对倦怠和恐惧,容易产生抵触学习情绪,很大程度地影响了学习成绩。

2.传统的教学模式已经不适用于新兴人才的培养。

传统的以教师为“绝对中心”、滔滔不绝的“填鸭式”教学法,使学生失去以饱满状态进行持续听取整堂课的兴趣,学习气氛沉闷,学生学习的积极性和主动性得不到充分的调动和发挥,教学效果不敬人意。

合作学习教学模式以面向全体学生为原则,不仅有利于促进每个学生的发展,而且突出教学过程中学生的主体地位,能够充分调动学生的学习积极性,增强学生的学习效果和教师教学的实效性。因此在医学细胞生物学的教学中,以合作学习教学模式作为对传统教学模式的一种突破和补充,是十分必要的。

二、合作学习教学模式在医学细胞生物学课程中的应用

合作学习模式是一种责任分工学习模式,也是一种互助学习模式,是教师营造民主、平等的学习氛围,通过生生互动、师生互动的交流方式,充分发挥学生的主观能动性和学习潜能,齐心协力共同完成教学目标的一种教学模式。该模式由以下几个步骤构成。

1.学生自主合理划分小组,以小组为单位收集资料(课前)。

合作学习以学生为中心,其基本教学形式是小组活动。分组采取自愿原则,但必须兼顾“组内异质,组间同质”,即按照性别、兴趣爱好、知识基础、语言能力和学习能力等特征将整个班级平均分成若干组,每组6―8人。每组设一个组长,负责工作。组长可以由组内成员轮流担当。组内成员有男有女,有文有理,有强有弱。这样互补型的组内成员优化组合,不仅能使学生产生新鲜感,而且能增强学生的学生兴趣。

组内成员课前各自预习即上新内容(如小分子的跨膜运输),并相互协作通过课本、互联网、图书馆等途径收集即上新内容的相关资料,达到预习的功效。

2.教师课堂进行班级集体授课,制订教学目标(课堂20min)。

合作学习教学模式中的班级集体授课,是合作学习的一种前提准备,也是合作学习模式策略中必不可少的一个重要环节。在集体授课中,教师需要解决的任务有以下几个。

(1)激发兴趣。教师在计划时间内,高效讲授新的课程内容的基本点,以积极、振奋、饱满的情绪感染学生,用影视、图像、声音、动画与文字等多媒体信息进行授课,如各种小分子跨细胞膜膜转运的动画素材,感染学生的听课情绪,激发学生的听课兴趣。

(2)目标设计。做好合作学习的启动工作,根据讲授内容抓住重、难点,按照“从大到小”的原则提出在学生能力范围内的可操作性问题。如:“细胞膜是不是完全封闭的结构?”“是不是所有的小分子跨膜运输都需要膜转运蛋白?”“小分子跨膜运输都需要消耗ATP吗?”“小分子物质的跨膜转运主要分为哪两种?”

3.学生小组研究讨论,教师走动观察(课堂15min)。

各小组分别就所提出的问题,根据课前收集的信息和资料进行“主动参与、交流合作”的组内研究和讨论,由组长总结得出的结论。

教师在班级里走动观察各组讨论情况,及时表扬一些好的行为,鼓励一些胆小不爱表达的同学积极发表意见,及时将一些偏离主题的同学拉回正题上来。另外,如有必要,要让学生掌握一些必要的合作技能,如善于倾听别人的意见,在合作学习过程中要学会尊重,如有不同意见,应先保留,等对方讲完,再提出不同的见解。

这样能使每个学生都积极、平等地参与到问题的讨论中来,共同讨论,共同进步,既可以从别人那里获得宝贵知识,对所学知识产生深刻的认识,又能加强语言表达能力和发展人际交往能力。

4.师生共同总结工作(课堂10min)。

先由某一组组长汇报讨论结果,如“小分子跨膜转运主要有简单扩散、协助扩散和载体蛋白耗能介导的运输”。然后其他组组长作出评价和补充,如“简单扩散和协助扩散属于被动运输方式,载体蛋白介导的耗能运输是主动运输方式”。最后教师进行适当的诱导和启发,师生共同对本课所学内容进行归纳总结,达成一致共识,得出结论:小分子跨膜转运按照是否需要消耗能量被分为被动运输和主动运输。

5.建立奖励制度(课后)。

奖励合作学习中表现优异的小组,如分工最为明确的小组、最为团结互助的小组、最具发散思维的小组、最具创新能力的小组、言语最为精炼的小组等,形成“组内成员合作,组间成员竞争”的新格局,使每个同学都加强个人的责任感和团队意识。且每次得优的小组成员都会在平时分上加相应的分数,以资鼓励。

三、结语

合作学习教学模式在医学细胞生物学中的科学、合理应用,有利于学生对完整知识体系的构建,有利于激发学生的最大程度地发挥其主动学习的潜能,有利于学生从他人的思维中获得启发和创新思维,有利于学生培养团结合作的精神,有利于学生整体素质的全面提高,有利于建立和谐、平等的师生关系和生生关系,有利于教师发现自身存在的知识和能力不足,有利于教学质量的不断改进。像这样“师生共同进步、共同分享教育成果”,才是教育的真谛。

参考文献:

[1]荆艳萍,潘超.美国大学的生物教学方法与启示[J].中国大学教学,2005,(3):61-62.

篇5

因为有知识,我们上了太空,我们延长了人均寿命。更因为有知识,我们超出生死,不再疑惑。下面小编给大家分享一些七年级上册生物知识点,希望能够帮助大家,欢迎阅读!

七年级上册生物知识点1生物圈中的绿色植物

第一章 生物圈中有哪些绿色植物

1、蕨类植物出现根、茎、叶等器官的分化,而且还具有输导组织、机械组织,所以植株比较高大。

2、孢子是一种生殖细胞。

3、蕨类植物的经济意义在于:①有些可食用;

②有些可供药;③有些可供观赏;④有些可作为优良的绿肥和饲料;⑤古代的蕨类植物的遗体经过漫长的年代,变成了煤。

4、苔藓植物的根是假根,不能吸收水分和无机盐,而苔藓植物的茎和叶中没有输导组织,不能运输水分。

所以苔藓植物不能脱离开水的环境。

5、苔藓植物密集生长,植株之间的缝隙能够涵蓄水分,所以,成片的苔藓植物对林地、山野的水土保持具有一定的作用。

6、苔藓植物对二氧化硫等有毒气体十分敏感,在污染严重的城市和工厂附近很难生存。

人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。

7、藻类植物的主要特征:结构简单,是单细胞或多细胞个体,无根、茎、叶等器官的分化;

细胞里有叶绿体,能进行光合作用;大都生活在水中。

8、藻类植物通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,而且是大气中氧气的重要来源。

9、藻类的经济意义:①海带、紫菜、海白菜等可食用②从藻类植物中提取的碘、褐藻胶、琼脂等可供工业、医药上使用

10、种子的结构

蚕豆种子:种皮、胚(胚芽、胚轴、胚根)、子叶(2片)

玉米种子:果皮和种皮、胚、子叶(1片)、胚乳

11、种子植物比苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。

12、记住常见的裸子植物和被子植物。

第二章被子植物的一生

1、种子的萌发环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气

自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。

2、测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测

3、种子萌发的过程

吸收水分——营养物质转运——胚根发育成根——胚芽胚轴发育成茎、叶,首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的

4、幼根的生长

生长最快的部位是:伸长区

根的生长一方面靠分生区增加细胞的数量,一方面要靠伸长区细胞体积的增大。

5、枝条是由芽发育成的

6、植株生长需要的营养物质:氮、磷、钾

7、花由花芽发育而来

8、花的结构(课本102)

9、传粉和受精(课本103)

10、果实和种子的形成

子房——果实受精卵——胚

胚珠——种子 子房壁----果皮(与生活中果皮区别)。

11、人工受粉

当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。

12、被子植物的生命周期包括种子的萌发、植株的生长发育、开花、结果、衰老和死亡。

第三章 绿色植物与生物圈的水循环

1、绿色植物的生活需要水

(1)水分在植物体内的作用

水分是细胞的组成成;水分可以保持植物的固有姿态;水分是植物体内物质吸收和运输的溶剂;水分参与植物的代谢活动

(2)水影响植物的分布

(3)植物在不同时期需水量不同

2、水分进入植物体内的途径

根吸水的主要部位是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。

3、运输途径

导管:向上输送水分和无机盐

筛管:向下输送叶片光合作用产生的有机物

4、叶片的结构

表皮(分上下表皮)、叶肉、叶脉、

5、气孔的结构:保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;

保卫细胞失水收缩,气孔关闭。

白天气孔张开,晚上气孔闭合。

6、蒸腾作用的意义:

可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤

是根吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力

可促使溶解在水中的无机盐在体内运输

可增加大气湿度,降低环境温度,提高降水量。促进生物圈水循环。

第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者

1、天竺葵的实验

暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜,目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。

对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖,目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。

脱色:几个小时后把叶片放进水中隔水加热,目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。

染色:用碘液染色

结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物

2、光合作用概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。

3、光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。

4、光合作用意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物,不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源、氧气来源、能量来源。

5、绿色植物对有机物的利用

用来构建之物体;为植物的生命活动提供能量

6、呼吸作用的概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。

7、呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热散发出去。

第五章 绿色植物是与生物圈中的碳—氧平衡

1、绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。

2、呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用。

植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。

3、光合作用与生产生活关系:要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。

合理密植。使作物的叶片充分地接受光照。

4、光合作用和呼吸作用的区别和联系(见课本131)

5、光合作用(130页)和呼吸作用(125页)公式

第六章爱护植被,绿化祖国

1、我国主要的植被类型

草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林

2、我国植被面临的主要问题

植被覆盖率低,森林资源和草原资源破坏严重

3、我国森林覆盖率16.55%,

4、我国每年3月12日为植树节

5、热带雨林-----地球的肺,

6、生物圈的“绿色工厂”----绿色植物。

七年级上册生物知识点2生物和细胞

一、显微镜的结构

镜座:稳定镜身;

镜柱:支持镜柱以上的部分;

镜臂:握镜的部位;

载物台:放置玻片标本的地方。中央有通光孔,两旁各有一个压片夹,用于固定所观察的物体。

遮光器:上面有大小不等的圆孔,叫光圈。每个光圈都可以对准通光孔。用来调节光线的强弱。

反光镜:可以转动,使光线经过通光孔反射上来。其两面是不同的:光强时使用平面镜,光弱时使用凹面镜。

镜筒:上端装目镜,下端有转换器,在转换器上装有物镜,后方有准焦螺旋。

准焦螺旋:粗准焦螺旋:转动时镜筒升降的幅度大;细准焦螺旋。

转动方向和升降方向的关系:顺时针转动准焦螺旋,镜筒下降;反之则上升

二、显微镜的使用

1、观察的物像与实际图像相反。

注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。

2、放大倍数=物镜倍数×目镜倍数

3、放在显微镜下观察的生物标本,应该薄而透明,光线能透过,才能观察清楚。

因此必须加工制成玻片标本。

三、观察植物细胞:实验过程

1、切片、涂片、装片的区别

P42

2、植物细胞的基本结构

细胞壁:支持、保护

细胞膜:控制物质的进出,保护

细胞质:液态的,可以流动的。细胞质里有液泡,液泡内的液泡内溶解着多种物质(如糖分)

细胞核:贮存和传递遗传信息

叶绿体:进行光合作用的场所,

液泡:细胞液 (溶解有色素、糖等物质)

3、观察口腔上皮细胞实验(即:动物细胞的结构)

细胞膜:控制物质的进出

细胞核:贮存和传递遗传信息

细胞质:液态,可以流动

4、植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核

5、植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁、叶绿体和液泡,动物细胞没有。

四、细胞是构成生物体的结构和功能基本单位。

五、细胞中的物质

有机物(一般含碳,可烧):糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子

无机物(一般不含碳):水、无机物、氧等,这些都是小分子

六、细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,有用物质进入,废物排出。

七、细胞内的能量转换器:

叶绿体:进行光合作用,是细胞内的把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。

线粒体:进行呼吸作用,是细胞内的“动力工厂”“发动机”。

二者联系:都是细胞中的能量转换器

二者区别:叶绿体将光能转变成化学能储存在有机物中;线粒体分解有机物,将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用。

八、动植物细胞都有线粒体。

九、细胞核是遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中

1、多莉羊的例子,

2、细胞核中的遗传信息的载体——DNA

3、DNA的结构像一个螺旋形的梯子

4、基因是DNA上的一个具有特定遗传信息的片断

5、DNA和蛋白质组成染色体

不同的生物个体,染色体的形态、数量完全不同;

同种生物个体,染色体在形态、数量保持一定;

染色体容易被碱性染料染成深色;

染色体数量要保持恒定,否则会有严重的遗传病。

6、细胞的控制中心是细胞核

十、细胞是物质、能量、和信息的统一体。

十一、细胞通过分裂产生新细胞

1、生物的由小长大是由于:细胞的分裂和细胞的生长

2、细胞的分裂

(1)染色体进行复制

(2)细胞核分成等同的两个细胞核

(3)细胞质分成两份

(4)植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁

动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞

十二、新生命的开端---受精卵

1、经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。

2、不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。

动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。四种组织按照一定的次序构成,并且以其中的一种组织为主,形成器官。

3、够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。

系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。

4、动物和人的基本结构层次(小到大):细胞组织器官系统动物体和人体

5、植物结构层次(小到大):细胞组织器官植物体

6、绿色开花植物的六大器官

营养器官:根、茎、叶 ;

生殖器官:花、果实、种子

7、植物的组织:分生组织、保护组织、营养组织、输导组织等

十三、单细胞生物

1、单细胞生物:草履虫、酵母菌、、衣藻、眼虫、变形虫

2、草履虫的结构见课本70页图

3、单细胞生物与人类的关系:有利也有害

十四、没有细胞结构的生物——病毒

1、病毒的种类

以寄主不同分:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)

2、病毒结构:蛋白质外壳和内部的遗传物质

七年级上册生物知识点3生物和生物圈

一、生物的特征:

1、生物的生活需要营养

2、生物能进行呼吸 3、生物能排出体内产生的废物4、生物能对外界刺激做出反应 5、生物能生长和繁殖6、由细胞构成(病毒除外)

二、调查的一般方法

步骤:明确调查目的、确定调查对象、制定合理的调查方案、调查记录、对调查结果进行整理、撰写调查报告

三、生物的分类

按照形态结构分:动物、植物、其他生物

按照生活环境分:陆生生物、水生生物

按照用途分:作物、家禽、家畜、宠物

四、生物圈是所有生物的家

1、生物圈的范围(20KM)

大气圈的底部:可飞翔的鸟类、昆虫、细菌等

水圈的大部:距海平面150米内的水层

岩石圈的表面:是一切陆生生物的“立足点”

2、生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水,适宜的温度和一定的生存空间

3、环境对生物的影响

(1)非生物因素对生物的影响:光、水分、温度等

【光对鼠妇生活影响的实验】

探究的过程、对照实验的设计

(2)生物因素对生物的影响:

最常见的是捕食关系,还有竞争关系、合作关系

4、生物对环境的适应和影响

生物对环境的适应P19的例子

生物对环境的影响:植物的蒸腾作用调节空气湿度、植物的枯叶枯枝腐烂后可调节土壤肥力、动物粪便改良土壤、蚯蚓松土

5、生态系统的概念:在一定地域内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。

一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。

6、生态系统的组成:

生物部分:生产者、消费者、分解者

非生物部分:阳光、水、空气、温度

7、如果将生态系统中的每一个环节中的所有生物分别称重,在一般情况下数量做大的应该是生产者。

8、植物是生态系统中的生产者,动物是生态系统中的消费者,细菌和真菌是生态系统中的分解者。

9、物质和能量沿着食物链和食物网流动的。

营养级越高,生物数量越少;营养级越高,有毒物质沿食物链积累(富集)。

10、生态系统具有一定的自动调节能力。

在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。

11、生物圈是最大的生态系统。

人类活动对环境的影响有许多是全球性的。

12、生态系统的类型:森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统、城市生态系统等

篇6

知识是青年人的最佳的荣誉,老年人最大的慰藉,穷人最宝贵的财产,富人最珍贵的装饰品。下面小编给大家分享一些生物高中必修一知识,希望能够帮助大家,欢迎阅读!

生物高中必修一知识1第一节 从生物圈到细胞

一、相关概念

细胞:是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外,所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统。

生命系统的结构层次:细胞组织器官系统(植物没有系统)个体种群群落生态系统生物圈

二、病毒的相关知识

1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。

主要特征:

①个体微小,一般在10~30nm之间,大多数必须用电子显微镜才能看见;

②仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;

③专营细胞内寄生生活;

④结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。

2、根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。

根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。

3、常见的病毒有:人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。

第二节 细胞的多样性和统一性

一、细胞种类:

根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞。

二、原核细胞和真核细胞的比较:

1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同.

2、真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;

有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。

3、原核生物:由原核细胞构成的生物。

如:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。

4、真核生物:由真核细胞构成的生物。

如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。

三、细胞学说的建立:

1、1665

英国人虎克(RobertHooke)用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来对细胞命名。

2、1680

荷兰人列文虎克(A.vanLeeuwenhoek),首次观察到活细胞,观察过原生动物、人类、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。

3、19世纪30年代德国人施莱登(Matthias

Jacob Schleiden)、施旺(TheodarSchwann)提出:一切植物、动物都是由细胞组成的。细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说(CellTheory)”,它揭示了生物体结构的统一性.

生物高中必修一知识2第一节 细胞中的元素和化合物

1、生物界与非生物界具有统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到

2、生物界与非生物界存在差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同

3、组成生物体的化学元素有20多种

4、在活细胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有机物是蛋白质(7%-

10%);占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C.

第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质

一、相关概念:

1、氨基酸:蛋白质的基本组成单位,组成蛋白质的氨基酸约有20种。

2、脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时失去一分子水。

3、肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—).

4、二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。

5、多肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。

6、肽链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。

二、氨基酸分子通式:

NH2—(R — C H —COOH)

三、氨基酸结构的特点:

每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。

四、蛋白质多样性的原因:

组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。

五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):

1、构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;

2、催化作用:如酶;

3、调节作用:如胰岛素、生长激素;

4、免疫作用:如抗体,抗原;

5、运输作用:如红细胞中的血红蛋白。

六、有关计算:

1、肽键数

= 脱去水分子数 = 氨基酸数目-肽链数

2、至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2)

= 肽链数

第三节 遗传信息的携带者——核酸

1、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。

2、核酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。

3、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;

组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。

4、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)

5、RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿

嘧 啶(U)

6、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;

线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。

第四节 细胞中的糖类和脂质

一、相关概念:

1、糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等;

2、单糖:是不能再水解的糖.如葡萄糖;

3、二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖;

4、多糖:是水解后能生成许多单糖的糖.多糖的基本组成单位都是葡萄糖;

5、可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。

生物高中必修一知识3第一节 细胞膜——系统的边界

一、细胞膜的成分:主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%)还有少量糖类(约2%--10%)。

二、细胞膜的功能:

1、将细胞与外界环境分隔开

2、控制物质进出细胞

3、进行细胞间的信息交流

三、植物细胞还有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。

第二节 细胞器——系统内的分工合作

一、相关概念:

1、细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。

细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。

2、细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。

3、细胞器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。

二、细胞器的比较

1、线粒体:(呈粒状、棒状,具有双层膜,普遍存在于动、植物细胞中,内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶),线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。

2、叶绿体:(呈扁平的椭球形或球形,具有双层膜,主要存在绿色植物叶肉细胞里),叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,(含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA,叶绿素分布在基粒片层的膜上,在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中,含有光合作用需要的酶)。

3、核糖体:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中,是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。

4、内质网:由膜结构连接而成的网状物,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”。

5、高尔基体:在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。

6、中心体:每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,存在于动物细胞和低等植物细胞,与细胞的有丝分裂有关。

7、液泡:主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液。

化学成分:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。

8、溶酶体:有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。

三、分泌蛋白的合成和运输:

核糖体(合成肽链)内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)高尔基体(进一步修饰加工)囊泡细胞膜细胞外

四、生物膜系统的组成:包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。

第三节 细胞核——系统的控制中心

一、细胞核的功能:

是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的控制中心;

二、细胞核的结构:

1、染色质:由DNA和蛋白质组成,染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。

2、核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。

3、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

4、核孔:实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。

生物高中必修一知识4第一节 物质跨膜运输的实例

一、渗透作用:水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。

二、原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

三、发生渗透作用的条件:

1、具有半透膜

2、膜两侧有浓度差

四、细胞的吸水和失水:

外界溶液浓度>细胞内溶液浓度细胞失水

外界溶液浓度

第二节 生物膜的流动镶嵌模型

一、细胞膜结构:磷脂 蛋白质 糖类

二、结构特点:具有一定的流动性;功能特点:选择透过性

第三节 物质跨膜运输的方式

一、相关概念:

1、自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。

2、协助扩散:进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。

3、主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。

二、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较

三、离子和小分子物质主要以被动运输(自由扩散、协助扩散)和主动运输的方式进出细胞;大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。

生物高中必修一知识5第一节 降低化学反应活化能的酶

一、相关概念:

1、新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。

2、细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

3、酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。

4、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

二、酶的发现:

1、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;

2、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;

3、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;

4、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

三、酶的本质:

大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。

四、酶的特性:

1、高效性:催化效率比无机催化剂高许多;

2、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应;

3、酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。

温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。

第二节 细胞的能量“通货”——ATP

一、ATP的结构简式:

ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。

注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。

二、ATP与ADP的转化

第三节ATP的主要来源——细胞呼吸

一、相关概念:

1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。

根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸。

2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。

3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。

4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。

二、有氧呼吸的总反应式:

C6H12O6 + 6O2——>6CO2 + 6H2O +能量

三、无氧呼吸的总反应式:

C6H12O6——>2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量

C6H12O6——>2C3H6O3(乳酸)+少量能量

四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行)

五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较

六、影响呼吸速率的外界因素:

1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。

温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。

2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;

氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。

3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强.但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。

4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。

七、呼吸作用在生产上的应用:

1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。

篇7

论文摘要 香菇多糖是一种结构复杂的高分子化合物,具有多种生物活性,在生物体内起着重要作用。综述了香菇多糖生物活性及其在国内外的应用与研究进展,期望能对今后香菇多糖的应用有所帮助。

香菇是侧耳科的担子菌,世界名贵食用兼药用菌之一。它含有多种有效药用组分,如香菇多糖、木质素等,而引起人们广泛地重视。近年来,国内外学者对香菇多糖的药理作用做了大量研究,香菇中的多糖具有抗肿瘤、降血脂、抗血栓、抗菌、抗病毒等功效。

1 香菇多糖的生物活性

1.1香菇多糖的抗肿瘤活性

香菇多糖具有抗肿瘤作用,它没有化疗药物的毒副作用。香菇多糖进入抗体后诱导产生一种具有免疫活性的细胞因子,在这些细胞因子的综合作用下,机体免疫系统增强,对肿瘤细胞起防御与杀伤作用[1]。

香菇多糖通过激活巨噬细胞,增强抗体依赖性细胞诱导的细胞毒(ADDC),发挥抗肿瘤活性;此外,香菇多糖还能使肿瘤部位的血管扩张和出血,导致肿瘤出血坏死和完全退化[2]。这与免疫监视学说观点一致,后者认为,机体免疫系统可以通过细胞免疫机制杀灭肿瘤,组成防治肿瘤的强大细胞免疫体系。它能通过免疫调节作用或影响一些关键酶的活性,来提高肿瘤对化疗药的敏感性。

同时,香菇多糖能改善癌症病人的恶病体质。一般化疗放疗均导致血细胞的功能损伤和机体造血功能障碍,香菇多糖能改善造血功能。香菇多糖与化疗药物联合用于治疗胃癌,经三期临床跟踪统计,50 %患者的生命得以延长,10.4%延长2年以上[3]。

1.2香菇多糖的免疫调节

自20世纪70年代以来,人们对糖类物质的生物学功能有了新的认识,发现多糖及糖复合物参与了细胞的各种生命活动的调节,如免疫细胞间信息的传递与感受[4]。香菇多糖的免疫调节作用是其生物活性的重要基础。香菇多糖是典型的T细胞激活剂,促进白细胞介素的产生,还能促进单核巨噬细胞的功能,被认为是一种特殊免疫增强剂。其免疫作用特点在于它能促进淋巴细胞活化因子(LAE)的产生,释放各种辅T细胞因子,增强宿主腹腔巨噬细胞吞噬率,恢复或刺激辅T细胞的功能。另外,香菇多糖还能促进抗体生成,抑制巨噬细胞释放[5]。

香菇多糖在体内能激活自然杀伤细胞(NK),而在体外则不能;其激活NK细胞与促进干扰素(IFN)的分泌有关。香菇多糖受体内给药12h后IFN分泌量可达到高峰。另外,香菇多糖还能促进抗体生成,抑制巨噬细胞释放免疫系统抑制剂,这是香菇多糖提高机体免疫功能的重要原因[6]。

1.3香菇多糖的抗病毒活性

日本石田博士研究认为,香菇含有一种双链核糖核酸,能刺激人体网状细胞及白血球释放干扰素,而干扰素具有抗病毒作用。因此,适当多吃香菇,对人体大有裨益。香菇菌丝体提取物可抑制细胞的吸附疱疹病毒,从而防治单纯疱疹病毒、巨细胞病毒引起的各类疾病。英国从培养的香菇菌丝体中提取到一种物质,可使因艾滋病病毒感染的T淋巴细胞复原,刺激巨噬细胞,有助于产生抗体治疗艾滋病,且安全无副作用[5]。

近年来,有学者发现硫酸化香菇多糖具有抗艾滋病病毒(HIV)的活性,因为它是一类多聚阴离子,带有负电荷,能以受体竞争抑制方式阻止病毒与寄主细胞结合;同时它又有许多细胞表面分子的模拟配体,能够直接与细胞结合,阻碍病毒吸附。因此,可干扰反转录病毒及其他病毒的吸附和侵入。日本学者报道,从香菇子实体中获得的一种具有良好抗肿瘤作用的葡聚糖的硫酸化衍生物可抑制HIV的活性[7,8]。我国学者王顺春、方积年对该类衍生物的结构进行了详细的研究,制备了硫酸化香菇多糖,测定了硫酸基的含量,并尝试运用甲基化分析方法和核磁共振法测定硫酸基取代的位置。制备的硫酸化香菇多糖,经美国国家癌症研究中心初步试验表明,具有良好的抗HIV活性[9]。

1.4香菇多糖抗感染作用

据报道,香菇多糖能提高巨噬细胞功能。香菇多糖对小鼠脑炎有显著的治疗和预防作用,治疗组100%存活而对照组全部死亡。香菇多糖对Abelson病毒、12型腺病毒及流感病毒感染均有抑制作用,是治疗各种肝炎特别是慢性迁移型肝炎的良好药物,香菇多糖抗病毒作用与其提高NK细胞活性有关。香菇多糖抗感染的机制与多糖本身的特性有关。体液中游离的糖分子可以与病毒结合起到屏蔽作用,因此糖分子的干扰也是其抗感染的机制之一[6]。

2 香菇多糖的应用

2.1香菇多糖在医药领域的应用

香菇多糖在治疗胃癌、结肠癌、肺癌等方面具有良好疗效。作为免疫辅助药物,香菇多糖主要用来抑制肿瘤的发生、发展与转移,提高肿瘤对化疗药物的敏感性,改善患者的身体状况,延长其寿命。

香菇多糖与化疗剂联合使用,有减毒、增效的作用。化疗药物杀伤肿瘤细胞的选择性较差,对正常细胞也具有杀伤作用,产生毒副作用,造成化疗不能按期按量进行;由于化疗的剂量不足,常引起肿瘤细胞的耐药性,成为难治性癌症,影响疗效。化疗过程中服用香菇多糖,可以增强化疗的疗效,并减轻化疗的毒性作用;同时,化疗过程中患者的白细胞下降的发生率、胃肠毒性、肝功能损害及呕吐的发生明显降低。这充分说明了香菇多糖与化疗并用可以增效、减毒,并增强患者机体的免疫功能[10]。

香菇多糖配合其他药物治疗慢性乙型肝炎,可提高乙肝病毒标志物的转阴作用,减少抗病毒药物的副作用。此外,香菇多糖可用于治疗结核杆菌感染。

2.2多糖在保健食品领域的应用

香菇多糖是一种特殊的生物活性物质,是一种生物反应增强剂和调节剂,它能增强体液免疫和细胞免疫功能[11]。香菇多糖的抗病毒作用机制可能在于其提高感染细胞免疫力,增强细胞膜的稳定性,抑制细胞病变,促进细胞修复等功能。同时,香菇多糖还具有抗逆转录病毒活性[12]。因此,香菇多糖是一种有待开发的抗流感的保健食品。

3 展望

我国是食用菌生产大国,其中香菇的产量在世界居首位,香菇资源非常丰富,亟待人们去认识与开发。由于香菇多糖具有抗肿瘤、免疫调节、抗病毒等方面的生物活性,因此对香菇多糖的研究已成为一个热点。目前,国内外学者在香菇多糖的分离提取、化学组成、结构分析、生物活性等方面做了大量的研究工作。因此,香菇多糖将在食品工业、发酵工业、医疗保健等领域得到更加广泛地应用。在科学技术高度发达的21世纪,香菇多糖的研究必将有更广阔的发展前景。

4 参考文献

[1] 李保庆,马玉泉.香菇多糖的临床应用[J].河北医药,2006,28(3):221-222.

[2] FUMIHIKOTAKATSUKI,RIEKONAMIKI,TOMOKO KIKUCHI,et al.Lentinan augments skin reaction induced by bradykinin:its correla-tion with vascular dilatation and hemorrhage responses and antitumor activities[J].International Journal of Immunopharmacology,1995,17(6):465-474.

[3] 盛建春,杨方美,胡秋辉.海藻多糖生物活性研究[J].食品科学,2005, 26(3):262-264.

[4] TSUBURA E.Rational of Biological Response Modifiers in Cancer Tre-atment[M].Amsterdam:Excerpta Medical,1985.

[5] 杨建民.香菇多糖的研究进展[J].安徽农学通报,2006,12(3):55-56.

[6] 黄益丽,廖鑫凯,李清彪,等.香菇多糖的生物活性[J].生命的化学,2001,21(5):371-373.

[7] DIXON J S,LIPKIN D.Spectrophotometer determination of vicinal gly-cols[J].Anal.Chem,1954(26):1092-1093.

[8] VAISHNAV VV,BACON BE,O’NEILL M,et al.Structural charac-terization of the galactoxylomannan of cryptococcus neoformans cap67[J].Carbohydrate Res,1998(306):315-330.

[9] 王顺年,方积年.香菇多糖硫酸化衍生物的制备及结构分析[J].生物化学与生物物理学报,1999,31(5):549-597.

[10] 蔡月峨.天地欣治疗晚期肺癌疗效观察[J].中华肿瘤杂志,1996,16(5):321.

篇8

提出问题、作出假定、制定方案、实施方案、得出结论、表达交流

2、生物的特征

1)生物的生活需求营养:绝大多数植物经过光协作用制造有机物(自养);动物则从外界获取现成的营养(异养)。

2)生物能进行呼吸。

3)生物能排出身体内的废物。

动物排出废物的方式:出汗、呼出气体、排尿。

植物排出废物的方式:落叶。

4)生物能对外界抚慰做出反响——应激性。例:斑马发现敌害后迅速奔逃。含羞草对抚慰的反响。

5)生物能生长和繁衍。

6)除病毒以外,生物都是由细胞构成的。

3、生物圈的范围:大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。

4、生物圈为生物的生活提供的基本条件:营养物质、阳光、空气和水、合适的温度和一定的生活空间。

5、影响生物的生活的环境要素:

6、生物对环境的顺应和影响:

7、生态系统的概念和组成

概念:在一定地域内生物与环境所构成的一致全体叫做生态系统。

组成:包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生产者、消费者和分解者。非生物部分包括阳光、水、空气、温度等

8、食物链和食物网:

9、罗列不同的生态系统:

森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、农田生态系统等,生物圈是的生态系统。

第二单元

10、利用显微镜观察装片

11、细胞是生物生命活动的基本结构和功用单位。

12、植物细胞特有的结构:细胞壁、叶绿体和液泡。

13、洋葱表皮细胞装片的制造和观察

14、口腔上皮细胞装片的制造和观察

15、细胞膜的功用:让有用的物质进入细胞,把其他物质挡在细胞外面,同时,还能把细胞内产生的废物排到细胞外。

16、线粒体和叶绿体是细胞里的能量转换器

17、细胞核在生物遗传中的作用

18、细胞经过火裂产生新细胞:分裂时,细胞核先由一个分红两个,随后,细胞质分红两份,每份各含有一个细胞核。最后,在原来的细胞的中央,构成新的细胞膜,植物细胞还构成新的细胞壁。于是,一个细胞就分裂成为两个细胞。

19、细胞分化构成组织。

20、人体的结构层次:细胞组织器官系统人体

21、植物体的结构层次:细胞组织器官植物体(植物体无系统)

22、绿色开花植物的六大器官:根、茎、叶(属于营养器官)、花、果实、种子(属于生殖器官)

23、只需一个细胞的生物体

酵母菌、草履虫、衣藻、眼虫、变形虫等都是单细胞生物,能独立生活,有一切生理活动。

赤潮构成的缘由:水体富营养化,单细胞生物大量繁衍。

24、病毒的外形结构和生命活动的特点

(1)种类:按寄生细胞分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)

(2)结构:有蛋白质外壳和遗传物质(核酸)组成。没有细胞结构。

生活:必需寄生在活细胞中。

第三单元

27、区分稀有的藻类、苔藓和蕨类植物。

28、区分稀有的裸子植物和被子植物

29、种子的主要结构(菜豆种子和玉米种子的异同点)

相同点 不同点

菜豆种子 有种皮和胚 无胚乳,营养物质贮藏在子叶里。子叶两片。

玉米种子 有种皮和胚 有胚乳,营养物质贮藏在胚乳里。子叶一片。

在玉米剖面上滴一滴碘液,胚乳被染成蓝色

30、种子萌发的条件

31、种子萌发的进程:先吸收水分(运输营养物质的需求),胚根打破种皮,构成根,胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。

32、植株的生长:

33、桃花的结构:花柄、萼片、花瓣、雌蕊(柱头、花柱、子房)、雄蕊(花药、花丝)。

34、果实和种子的构成

35、根适于吸水的特点:根吸水的部位主要是根尖的成熟区。成熟区生有大量的根毛。

导管的功用:运输水分和无机盐。

水是由导管从下往上运输,营养物质由筛管从上往下运输。

36、蒸腾作用:气孔是植物蒸腾失水的门户,也是气体交流的窗口。气孔由一对保卫细胞组成。

蒸腾作用的意义:促进植物体对水分的吸收;促进植物体对水分和无机盐的运输;降温。

37、光协作用:

38、植物的呼吸作用

第四单元

39 现代类人猿和人类的共同祖先是森林古猿。

40男性和女性生殖系统的结构和功用

男性:——产生,分泌雄性激素

女性:卵巢——产生卵细胞,分泌雌性激素

子宫——胚胎发育的场所,胎儿与母体物质交流的场所是胎盘

输卵管——受精的场所

41青春期的身体变化

(1)身高突增,神经系统以及心脏和肺等器官功用也清楚增强。

(2)性器官迅速发育:男孩出现遗精,女孩会来月经。

42人体需求的主要营养物质

六类营养物质:糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。

44人体消化系统的组成:

45食物的消化和营养物质的吸收进程

口腔 糖类末尾消化的地方 唾液淀粉酶

胃 蛋白质末尾消化的地方 胃蛋白酶

小肠 糖类、蛋白质、脂肪都能消化 消化糖类、脂肪、蛋白质的酶

46关注食品安全。

47人体呼吸系统的组成

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[关键词]血液肿瘤 治疗 技术

中图分类号:R730.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0299-01

一、生物治疗概念

血液肿瘤生物治疗简单来说就是针对肿瘤细胞的生物学特征而进行的治疗,与传统肿瘤治疗所采用的化疗、放疗有本质的区别。传统的化疗、放疗在血液肿瘤的治疗中,无法完全杀死血液肿瘤细胞,导致血液恶性疾病复发率高,同时,化疗、放疗时,无法对正常细胞和肿瘤细胞进行区别对待,导致杀死肿瘤细胞的同时,也损伤了患者的正常细胞。

二、生物治疗的分类

按照治疗原理的不同,一般情况下,我们将血液肿瘤的生物治疗分为两大类:一类是间接抗肿瘤方法,即杀伤或抑制肿瘤细胞的生长,主要通过细胞因子、细菌、疫苗、药物或基因导入等方法,来激活人体自身的免疫系统的效应细胞和它所分泌的细胞因子的方法来完成;另一类直接抗肿瘤方法,主要是直接干扰肿瘤细胞的生长、转化或转移。当前临床治疗中,主要采用的生物治疗方法有以下几种:

1、细胞因子

随着医疗技术的发展,特别是基因工程技术在医学领域得到大规模运用后,大量的生物制剂在临床治疗中得到了广泛的应用,其中,细胞因子是当前临床应用最为广泛、治疗效果最好的一类。当前,在血液肿瘤治疗中常用的细胞因子主要有干扰素(IFN)、白介素(IL)、集落刺激因子三种。

1)干扰素(IFN)

干扰素(IFN)主要分为三大类:IFN-α、IFN-β、IFN-γ,在血液肿瘤的治疗中,干扰素(IFN)的主要作用包括:直接抗病毒作用;增强主要组织相容性抗原复合物(MHC)和肿瘤相关抗原(TAA)表达;增强自然杀伤(NK)细胞的细胞毒作用;增强抗体依赖性细胞的细胞毒(ADCC)作用;直接发挥抗细胞增生作用和抗血管生成作用。

2)白介素(IL)

白介素(IL)简单来说就是一种可以调节细胞反应的可溶性蛋白或糖蛋白,它主要产生至:B细胞、T细胞、骨髓基质细胞和单核细胞。

3)造血生长因子(HGF)

造血生长因子(HGF)是对一类细胞因子的统称,这类细胞因子的特点就在于它们对造血细胞的生长、分化、成熟、增殖等都有着一定的调节作用,对成熟的造血细胞也有着功能激活的作用。临床上,这类细胞应用较多的主要有:粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、粒细胞集落生长刺激因子(G-CSF)和促红细胞生成素(EPO)等。

4)肿瘤坏死因子(TNF)

肿瘤坏死因子(TNF)主要分为两种,即由巨噬细胞分泌的TNF-α和由淋巴细胞分泌的TNF-β。目前,TNF-α在临床上的运用较为广泛,它不但对肿瘤细胞本身具有细胞毒性,还能摧毁实体瘤周围的血管上皮组织,最重要的是它可以通过形成血栓,来阻止血液对肿瘤细胞的营养供应,最终导致肿瘤的出血性坏死、消退或消失。

2、过继性免疫细胞治疗

过继性免疫细胞治疗的治疗原理是通过给血液肿瘤患者输入或注射抗肿瘤免疫效应细胞来直接杀伤肿瘤细胞,或是通过其激活患者机体的免疫反应来杀伤肿瘤细胞,以此来达到治疗血液肿瘤的目的。

过继性免疫细胞治疗的主要实施步骤包括:首先,提取患者的外周血;其次,从提取的外周血中分离出肿瘤杀伤细胞,并对其进行培育,使其在量上得以扩充;最后将扩充后的肿瘤杀伤细胞输入或注射进患者体内,使其可以直接杀伤肿瘤细胞,或是通过其激活患者机体的免疫反应来杀伤肿瘤细胞。治疗肿瘤采用的过继性免疫细胞主要有:淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)、细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)和树突状细胞(DC)。

3、单克隆抗体

部分单克隆抗体在血液肿瘤的治疗中起着杀伤肿瘤细胞的能力。此外,单克隆抗体最大的特点不在于杀死肿瘤细胞,很多单克隆抗体都不具备直接杀死肿瘤细胞的特点,这一部分单克隆抗体在治疗肿瘤时,主要是通过交联方式,携带一种细胞杀伤介质,这种介质定点抓哟用与肿瘤点,这就让单克隆抗体在抗肿瘤效果增加的同时,也减小了对正常细胞的损害。肿瘤治疗中运用的单克隆抗体主要包括:利妥昔单抗、曲妥珠单抗、吉妥单抗、阿仑单抗、西妥昔单抗、贝伐单抗、依决洛单抗。

4、诱导分化治疗

诱导分化治疗在我国最早的应用,是上世纪80年代,上海瑞金医院采用的全反式维甲酸(ATRA)治疗急性早幼粒白血病(APL)。目前,我国已经在治疗APL成功的基础上,将诱导分化治疗研究的范围扩大到了,浆细胞肿瘤、恶性淋巴瘤、成人T细胞白血病、CML及其他髓细胞白血病等血液肿瘤。当前肿瘤治疗中运用的诱导分化剂主要包括:外源性分化和内源性分化两种。

5、基因治疗

基因治疗目前还处在研究阶段,还存在许多局限和不可预知,无法在临床中得到广泛的运用。基因治疗的原理是:将人相应的正常基因与温和病毒DNA重组,构成杂合重组DNA,利用病毒感染作用,将基因导入人体细胞,并整合至人染色体中,取代突变基因,补充缺失基因或关闭异常基因,从根本上治疗恶性肿瘤。当前基因治疗主要的方法包括:基因置换、基因修复、基因增补、基因失活、免疫调节等。

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纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100nm)或由纳米粒子作为基本单元构成的材料.纳米粒子也叫超微颗粒,处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域,这样的体系既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,与常规尺度物质相比具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等[1-2].纳米技术是通过对纳米尺度物质的操控来实现材料、器件和系统的创造和利用,例如在原子、分子和超分子水平上的操控.纳米技术应用于生物领域产生了纳米生物技术,纳米生物技术的发展已经对医学产生很大的影响,过去的几十年中,市场上已经出现基于纳米技术的一些药物,许多具有药物诊断和药物传输功能的纳米材料都可以应用到生物医学中.纳米技术打开了微米尺度以外的世界,而细胞水平上的生理和病理过程都发生在纳米尺度,因此纳米技术将对生物医学产生深远影响.纳米生物技术和生物医学以及其他技术的关系如图1所示[3].本文仅对量子点、纳米金、碳纳米管、氧化铁和富勒烯等纳米材料在生物医学中的应用研究现状及发展前景做一综述.

2纳米材料在生物医学中的应用

2.1量子点

量子点(quantumdots,QDs)是一种粒径为2~10nm的半导体纳米晶,主要包括硒化镉、碲化镉、硫化镉、硒化锌和硫化铅等.与传统的有机荧光染料相比,QDs具有激发波长可调、荧光强度更高、稳定性更强、不易发生光漂白和同时激发多种荧光等优点.通过对多种量子点同时进行激发,可以达到多元化检测的目的,有利于进行高通量筛选.QDs的发射光谱随尺寸大小和化学组成变化而有所改变,因此可以通过控制QDs的尺寸和化学组成使得其发射光谱覆盖整个可见光区[4].随着QDs尺寸的减小,其电子能量的不连续性产生独特光学性质,因此,QDs可以作为荧光探针用于生物分子成像,进行生物分子的识别.Goldman等[5]利用亲和素修饰CdSe/ZnSQDs,通过亲和素-生物素化抗体的特异性结合形成荧光纳米粒子复合抗体,探讨了在蛋白毒素检测领域的应用前景.Genin等[6]以QDs为探针对半胱氨酸蛋白进行检测,检测时间可以持续到150s,检测机理是将QDs与有机荧光染料分子CrAsH、半胱氨酸依次结合,利用形成的复合体进行检测.Liang等[7]研究链酶亲和素修饰的QDs对mi-croRNA的定量检测效果,利用QDs发出的荧光信号对microRNA的含量进行测定,最低检测限达到0.4fmol.Shepard等[8]利用量子点和Cy3,Cy5荧光染料共同作用,对炭疽杆菌进行多元检测,大大提高了检测效率,与传统的双光色检测相比体系通量提高了4倍.杜保安等[9]采用水相合成法合成了Mn2+掺杂CdTe量子点,通过在CdTe量子点中掺杂Mn2+,进一步改良CdTe的发光性能及热稳定性,扩大了量子点的应用范围.聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)因其容易和氨基、羧基、生物素等多种功能化基团反应而常用于QDs的表面改性,而且PEG还能够增加QDs的化学稳定性.研究发现,用低聚PEG-磷酸酯胶束包覆QDs后分散于水中,其荧光强度几周内都不会发生改变,若分散于磷酸盐溶液中,80h后荧光强度只降低10%[10].QDs特殊的光学性质使得它已逐步应用于光发射二极管、生物化学传感器、太阳能电池、生物分子成像和纳米医学等领域.

2.2金纳米粒子

金纳米粒子(AuNPs)具有独特的光学性质、良好的生物相容性、易修饰生物分子以及制备简单等特点,因此在生物传感、分子成像、肿瘤治疗和药物传输等生物医学领域得到广泛研究.Wang等[11]利用N-羟基琥珀酰亚胺修饰的AuNPs实时检测人体血液中链霉素和生物素的相互作用,发现经修饰后的AuNPs具有3μg/mL的低检出限和3~50μg/mL的宽动态检测范围,为构建全血中蛋白检测和细胞分析的新型光学生物传感器提供了思路.Huang等[12]将金纳米棒连接上表皮生长因子抗体后作用于癌细胞,发现金纳米棒附近的分子表现出更强、更敏锐和极化的拉曼光谱,这对于肿瘤的早期准确检测成像具有很大意义.Wei等[13]研究了AuNPs和紫杉醇对HepG2肝癌细胞凋亡的影响,发现AuNPs单独或与紫杉醇协同作用可以引起HepG2细胞凋亡,AuNPs可以增强紫杉醇对HepG2细胞的抑制和凋亡作用.Tong等[14]研究发现叶酸结合的金纳米棒在近红外光照射下可以破坏质膜,这是由于细胞内钙离子的快速增多进而导致肌动蛋白动态异常造成的.但是,关于AuNPs的研究还处于初级阶段,许多问题尚需进一步的深入研究.例如:如何制备各种形态和结构以及可控成分的AuNPs,如何在治疗过程中实现定向输送和释放的靶向性以及使AuNPs作为探针的信号放大以便用于生物检测等都需要进一步的探索.本课题组Liu等[15]研究了AuNPs对成骨细胞系MC3T3-E1的增殖、分化和矿化功能的影响,结果表明,20,40nm的AuNPs均促进MC3T3-E1细胞的增殖、分化和矿化功能,且呈现出剂量和时间依赖性.RT-PCR结果表明,20,40nm的AuNPs均促进runt相关转录因子2(Runx2)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)、碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)基因的表达.结果显示,AuNPs能够促进MC3T3-E1细胞成骨分化及矿化功能,而且影响随纳米颗粒的尺寸变化有所不同.Runx2,BMP-2,ALP和OCN4种基因可能相互影响,从而刺激MC3T3-E1细胞的成骨分化.实验结果提示,与骨中羟基磷灰石晶体尺寸相似的AuNPs可能扮演了一个晶核的角色,从而刺激其周围细胞的增殖、分化和矿化,形成钙的沉积.随后Liu等[16]又研究了AuNPs对骨髓基质细胞(MSCs)增殖、成骨和成脂分化的影响,结果表明,AuNPs可以促进MSCs向成骨方向分化,抑制向成脂方向及成脂横向分化.结果揭示了AuNPs是如何进行细胞内活动进而影响骨髓基质细胞的功能,对合理设计用于组织工程和其他生物医学方面的新材料具有重要意义.

2.3碳纳米管

碳纳米管(carbonnanotubes,CNTs)的结构,形象地讲是由1个或多个只含sp2杂化碳原子的石墨薄片卷曲成的纳米级圆筒.根据石墨片层数不同,CNTs可分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs).CNTs的长度从几百纳米到几毫米不等,但它们的直径均在纳米量级,SWCNTs和MWCNTs的直径分别在0.4~3.0nm和2~500nm.MWCNTs也是由几个石墨片层的圆筒构成,层间距在0.3~0.4nm.CNTs可以在药物供给系统与细胞之间形成圆筒形的渠道,输送肽、蛋白质、质粒DNA或寡核苷酸等物质.CNTs还能促进骨组织的修复生长,促进神经再生,减少神经组织瘢痕产生.Kam等[17]将CNTs胺基修饰后,通过生物素连接具有荧光的抗生素蛋白链菌素,孵育白血病细胞HL60一定时间后,发现细胞内产生较强的荧光,且随CNTs浓度和孵育时间的延长,荧光强度不断增强,证明CNTs能将大分子蛋白载入HL60细胞内.Feazell等[18]研究胺基化的SWCNTs运输铂(Ⅳ)复合物的效果,结果发现铂(Ⅳ)复合物以胺基化SWCNTs为载体进入癌细胞,并且其细胞毒性比连接前高出100多倍,为提高肿瘤化疗药物的敏感性提供了新思路.Zhang等[19]采用原代培养小鼠成骨细胞(OBs)为模型,研究了SWCNTs(直径<2nm)、DWCNTs(直径<5nm)和MWCNTs(直径<10nm)对OBs增值、分化和矿化功能的影响,结果表明,它们均抑制OBs的增殖、横向分化和矿化功能,且呈现时间和剂量依赖性,并且明显抑制了OBs中Runx-2和Col-Ⅰ蛋白的表达水平.Liu等[20]进一步研究了SWCNTs(直径<2nm)和MWCNTs(直径<10nm)对骨髓基质细胞(MSCs)增殖、成骨分化、成脂分化和矿化的影响,结果表明,SWCNTs和MWCNTs明显抑制了MSCs的增殖,且呈现出了剂量依赖关系.SWCNTs和MWCNTs抑制MSCs增殖和成骨分化的机制可能是通过调节依赖于Smad的骨形态发生蛋白(BMP)信号通路而起作用.结果提示,CNTs对OBs和MSCs的生长起着重要的调控作用,其生物安全性评价还需进行充分研究以便将来进行合理设计用于生物医学.由于碳纳米管独特的结构,其外表面既可以非共价吸附各种分子,还可以共价键合多种化学基团,内部则可以包埋小分子,从而提高了其表面负载率及实现增溶和靶向等.在生物医学上,鉴于碳纳米管具有的生物膜穿透性和相对低的细胞毒性,在药物传递方面具有较好的应用前景.碳纳米管的应用给肿瘤的诊断与治疗带来了新的机遇,随着对其用作药物载体的深入研究,低毒高效的修饰性碳纳米管有望在将来广泛应用于临床[21].

2.4氧化铁纳米粒子

氧化铁纳米粒子由于具有超顺磁性,是一类具有可控尺寸、能够外部操控并可用于核磁共振成像(MRI)造影的材料.这使得氧化铁纳米粒子广泛应用于蛋白质提纯、医学影像、药物传输和肿瘤治疗等生物医学领域.Wang等[22]采用一种新方法将色酮偶联到Fe3O4纳米颗粒上,合成的结合物使色酮在培养基中的溶解度急剧增加,从而使HeLa细胞吸收色酮能力增强,结合物能更有效抑制HeLa细胞增殖,这种色酮耦合的Fe3O4纳米粒子可以作为多功能输送系统用于诊断和治疗.Wei等[23]研究发现Fe3O4纳米颗粒可以特异性检测H2O2和葡萄糖,并且具有很高的灵敏度.结果显示,对H2O2的检测精度可达到3×10-6mol/L,对葡萄糖的检测精度达到5×10-5~1×10-3mol/L.Xie等[24]发展了一种新方法用于制备超微磁性纳米颗粒,其中小配体4-甲基苯膦二酚用作表面活性剂来稳定颗粒的表面,其与氧化铁表面具有很强的螯合作用,进而与环状多肽链接,可用于靶向诊断肿瘤细胞.刘磊等[25]通过化学共沉淀法制备了铁磁性纳米粒子(FeNPs),并以W/O反相微乳法制备了包埋荧光染料三联吡啶钌配合物Ru(bpy)2+3的二氧化硅纳米粒子(SiNPs)和二氧化硅磁性纳米粒子(Si/FeNPs),并研究了不同浓度的FeNPs,SiNPs和Si/FeNPs对肝癌细胞HepG2的增殖、细胞周期、表面形态和超微结构的影响,结果表明FeNPs对HepG2细胞增殖和周期没有显著影响,SiNPs和Si/FeNPs能够促进细胞生长分裂,具有促增殖作用;SiNPs和Si/FeNPs通过细胞膜的包吞作用随机进入细胞内,进入细胞后,不影响细胞的形态和超微结构.实验结果对进一步研究修饰特异性抗体、蛋白或负载抗癌药物之后的二氧化硅纳米粒子在一定交变磁场作用下的抗肿瘤效果具有重要意义.氧化铁纳米粒子是目前国内外大力研究的一种新型靶向给药系统,应用前景十分广泛.但是成功应用于活体肿瘤靶向纳米探针和纳米载药体目前仍然存在很多障碍:1)表面进行化学修饰后,氧化铁纳米纳米粒子的磁化量降低;2)纳米氧化铁上嵌入配基结合位点可能会降低它的靶向特异性,并且所载药物常常在内涵体或溶酶体中释放,而不是靶细胞的胞质;3)在到达肿瘤组织之前,结合或封装的化疗药物在血液中很快释放.氧化铁纳米粒子和其他可生物降解的、生物相容性好的聚合物微团的结合可能会解决上述问题.可以预期,随着人们对磁性纳米粒子聚合物研究的不断深入,磁性纳米氧化铁粒子将在肿瘤的诊断及治疗中发挥越来越重要的作用.

2.5富勒烯

富勒烯(C60)是一个由12个五元环和20个六元环组成的球形三十二面体,外形酷似足球,直径为0.71nm.六元环的每个碳原子均以双键与其他碳原子结合,形成类似苯环的结构.富勒烯、金属内嵌富勒烯及其衍生物由于独特的结构和物理化学性质,在生物医学领域有广泛的应用.如抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、药物载体和肿瘤治疗等[26].Hu等[27]发现丙氨酸修饰的水溶性富勒烯衍生物能够抑制过氧化氢诱导的细胞凋亡,其机制是通过清除细胞内外活性氧而抑制细胞凋亡.Yin等[28]研究发现C60(C(COOH)2)2,C60(OH)22和Gd@C82(OH)223种富勒烯衍生物可以降低细胞内活性氧水平来保护过氧化氢诱导的细胞损伤,其清除的活性氧自由基包括超氧阴离子、单线态氧和羟基自由基等.Mashino等[29]研究发现甲基吡咯碘修饰的富勒烯衍生物可以通过抑制大肠杆菌的能量代谢对其活性起到抑制作用.Chen等[30]发现Gd@C82(OH)22能有效抑制肿瘤生长并对机体不产生任何毒性,其对H22肝癌动物模型抗肿瘤效率比环磷酰胺和顺铂都高,其抑瘤效果并不像传统药物对肿瘤的直接杀伤作用,而是通过其他机制来完成.实验结果表明Gd@C82(OH)22能提高免疫应答能力,促进巨噬细胞和T细胞分泌IL-2,TNF-α和IFN-γ等一系列免疫因子,同时促进血液中T细胞亚型Th1型因子IL-2,IFN-γ和TNF-α的分泌,说明它的抑制肿瘤生长效果有可能是通过激活机体免疫功能实现的[31].Zhou等[32]采用差速离心和ICP-MS测定方法研究了Gd@C82(OH)22在荷瘤小鼠组织中的亚细胞分布情况,结果表明此纳米颗粒可以进入细胞,其亚细胞分布模式与GdCl3显著不同,Gd@C82(OH)22在动物体内是以整个完整碳笼形式存在,且在代谢过程中碳笼不会打开释放出内部的Gd3+.随后研究了Gd@C82(OH)22和C60(OH)22对荷Lewis肺转移瘤小鼠氧化应激水平的影响,发现2种富勒烯衍生物可以通过清除自由基抑制脂质过氧化下调氧化应激相关指标,降低由于肿瘤转移到肺造成的肺损伤[33].这些结果都为解释Gd@C82(OH)22纳米颗粒的抗肿瘤生长机制提供了证据,对开展金属富勒烯在抗肿瘤药物领域的研究具有很大意义.