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流式细胞术研究细胞学机制:"cell-cell contact"
HM16 2016-9-8 20:50
简介 细胞间的相互作用方式大体上可以分为两种,一种是通过分泌细胞因子,趋化因子等可溶性的蛋白质相互作用,这个过程不依赖于细胞间接触;另一种是依赖于细胞间接触,通过细胞表面的配体与受体结合,传导信号最终起作用。 细胞间接触机制的研究方法也比较固定:首先,体外可用Transwell实验 培养 两种细胞,阻止细胞-细胞接触,进而观察细胞-细胞接触对于该生物学现象的作用;其次,体内观察到这种细胞-细胞接触的现象;最后,干扰某个/些分子,破坏细胞-细胞接触,进而改变该生物学现象。 实验小白今天就为大家介绍一下如何巧用流式细胞术研究细胞-细胞接触机制。 例1:Nat Immunol 2009“B cell–T cell conjugates” 大量的研究表明 B细胞诱导Tfh细胞产生的过程是依赖于细胞-细胞接触机制的。2009年Nature杂志上发表的文章 就用流式细胞术证明了这一机制。 Reinhardt RL, Liang HE, Locksley RM. 2009. Cytokine-secreting follicular T cells shape the antibody repertoire. Nat Immunol 10(4):385-393. 第一步:体内发现CD19+CD4+ cells 众所周知,CD19阳性的细胞是B细胞,而B细胞表面是不表达CD4或者CD3分子的。我们现在观察到CD4+CD19+的细胞,初看好像很不合理。仔细分析这篇文章的材料方法,小鼠脾脏和淋巴结取出后,机械性研磨、裂解红细胞、流式染色过程中都未加入EDTA,而且圈门过程也未去除双联体细胞。因此,这群CD4+CD9+cells有可能就是B cell-T cell conjugates。 第二步:分析CD19+CD4+细胞大小(也就是FSC的值) 如果CD4+CD19+细胞真的是T cell-B cell conjugates,那么这群细胞的大小应该是CD4+T细胞大小和CD19+B细胞大小之和。如上图所示,原始文献中是这样描述的:Further confirming their identification as B cell–T cell conjugates, cells that expressed both T cell and B cell markers were twice the size of single cells。 第三步:分选CD19+CD4+ cells,加入EDTA打破细胞间连接,然后流式验证是CD19+B细胞和CD4+T细胞。 文献中是这样描述的:The resulting single cells segregated into approximately equal numbers of CD4+ and B220+ single-positive populations, consistent with their original purification as B cell-T cell conjugates. PS: Dual-reporter 4get-KN2 mice (IL-4 reporter). 例2:PLoS Pathog 2014“Macrophage-T cell contact” 看完上面的例子实验小白被吓到了,流式还真的能这么用啊?我们也尝试一下,照葫芦画瓢 。 Chen X, Yang X, Li Y, Zhu J, Zhou S, Xu Z, He L, Xue X, Zhang W, Dong X, Wu H, Li CJ, Hsu HT, Kong W, Liu F, Tripathi PB, Yu MS, Chang J, Zhou L, Su C. 2014. Follicular helper T cells promote liver pathology in mice during Schistosoma japonicum infection. PLoS Pathog 10(5):e1004097. 1. 体内存在F4/80+CD4+ cells 和例1类似,我们发现小鼠脾脏中也有F4/80+CD4+ cells,而且这群细胞绝大多数都表达CD3分子,初步提示这群细胞是巨噬细胞-T细胞的结合体。 2. 流式检测F4/80+CD4+细胞大小(FSC) 如上图所示,我们发现F4/80阳性的巨噬细胞大小为300,CD4+T细胞的大小为200,而F4/80+CD4+细胞的大小为500。进一步提示F4/80+CD4+ cells 很有可能是巨噬细胞与CD4+T细胞的结合体。 3. 分选F4/80+CD4+cells,用EDTA破坏细胞间粘连后,流式确证改双阳性细胞是巨噬细胞与CD4+T细胞的结合体。 流式分选出F4/80+CD4+ cells,用EDTA处理后,流式检测的结果显示基本上是等比例的F4/80+CD4-CD3-macrophage和F4/80-CD3+CD4+T cells。
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羊肚菌生活史细胞生物学研究的一篇老文献(翻译)
热度 3 Macrofungi 2014-9-3 21:26
羊肚菌生活史的细胞生物学研究 THOMAS J. VOLK AND THOMAS J. LEONARD ( 1990 年) 本文在细胞水平对羊肚菌生活史的各个阶段进行了研究。显微成像结果表明,平均每个细胞中包含有细胞核 10~15 个,且菌丝间的融合非常频繁。休眠结构——菌核,实际上应该称之为假菌核,既可以由初生菌丝(同核体)也可以由次生菌丝(异核体)反复分支和顶端膨大发育而来。本文也通过光学成像对子实体原基的发育进行了分析。采集的照片显示子囊的形成为自体交配( autogamy )而不是在子囊果形成时候由子囊亚层菌丝融合而形成的异核体。本文第一次系统的描绘了羊肚菌的生活史。 尽管羊肚菌具有明显的商业应用和受到广泛的关注,但相对而言,羊肚菌的研究比较薄弱。一个被大家忽视的领域是羊肚菌各个发育阶段的细胞生物学解析:营养菌丝、菌核、原基、以及子囊果。想必这是由于羊肚菌子囊果无论在自然环境还是实验室环境都比较难以发生所致。 最为系统的羊肚菌细胞生物学研究始于 Greis ( 1940 ),他对三种野生的羊肚菌:尖顶羊肚菌( M. conica )、普通羊肚菌( M. esculenta )和高羊肚菌( M. elata )的细胞生物学进行了研究,结果非常有趣但有一定的争议。其追踪了细胞核从营养菌丝通过各种结构到子实体的过程,从营养菌丝细胞开始、通过子囊层亚层细胞、再到子囊层。 Greis 的报道表示,尖顶羊肚菌和普通羊肚菌的胞质融合发生在子囊层亚层或子囊层细胞之间,而对高羊肚菌而言,两个来自于单个多细胞核细胞的细胞核分别进入子囊层的子囊母细胞,进而发生自体融合。 Greis 没有阐明高羊肚菌是否发生胞质融合或是否在高羊肚菌中,尽管没有有性机体( sex organs ),细胞核的细胞环境已经排除了胞质融合的必要性。我们对羊肚菌的细胞学观察结果与 Greis 的诠释有所不同,在我们的研究中,我们观察了各种羊肚菌的营养菌丝,结果表明菌丝间呈现出较多融合现象,并且有一些证据证明异核体的形成过程( Volk Leonard , 1989 )。 Ower ( 1982 )研究了普通羊肚菌从非常小的原基形成到子囊果成熟,报道称子囊果形成于单个菌丝,但没有证据能证明这个观点,且这个观点与 Gessner , Romano Schultz ( 1972 )的结果相矛盾, Romano Schultz 声称的他们用同工酶的研究结果是子实体由密集的菌丝组织形成。 尽管在子实体的形成初期有争议,其他的方面:子实体的形态特征和子囊的细胞学发育过程倒是很清晰的,子囊母细胞和子囊细胞中细胞核的分化也得到了很好的研究( Maire , 1904 , 1905 )。 虽然自由弹射的子囊孢子可以被大量的收集起来,且很容易萌发( Schmidt , 1983 ),但孢子萌发的营养菌丝类型(同核体、异核体)的鉴别却不是一件很容易的事情。羊肚菌营养菌丝可以快速生长,还可以形成菌核结构。这种结构在羊肚菌中的首次报道是 Molliard ( 1905 ),他发现,羊肚菌的菌核可以在无菌的湿面包上形成,并且可以长得相当的大。但是,他并没有意识到菌核在羊肚菌生活史中扮演的重要角色。且这种认识一直到 Ower ( 1982 )才有改变, Ower 用菌核作为一个营养体,在其定义的环境条件下首次观察到了人工控制的普通羊肚菌子实体(注: Ower 的文献报道中共计实验成功出菇 17 个子囊果)。 本文主要解释羊肚菌生活史的细胞生物学过程,包括羊肚菌子囊果的形成,子囊中子囊孢子的形成,营养菌丝,异核体菌丝的形成,菌核的发育,菌核的萌发以及原基的形成。并通过本文的研究和已发表的文献勾画出从子囊孢子到子囊孢子的整个羊肚菌生活史。 材料与方法 没有人工培养的子囊果,实验的普通羊肚菌子实体来自野生环境,采集后立即放置于塑料袋中 4 摄氏度保存。通过切取一片子囊果让其在无菌的培养皿上自由弹射孢子的方法收集子囊孢子。营养菌丝通过孢子在 CYM 酵母完全培养基( Leonard Dick , 1973 )上的萌发分离得到。在这种培养基中添加 2% 的羊粪堆肥物(当地收取)有利于菌核的形成。一部分羊肚菌子囊果是在秋海棠林下的半人工控制条件下获得的,当然也是野外环境。 一些标本通过染料染色使细胞核发荧光。第一种方法是将标本直接进行 0.0025% 的吖啶橙醋酸巴比妥染色( Yamomoto Uchida , 1982 );第二种是用 4N 的盐酸进行水化,之后用 150ug/mL 的吖啶黄缓冲液( 5mg/mL K 2 S 2 O 5 , 0.1N 盐酸)进行染色;第三种方法是首先用 5% 的戊二醛缓冲液进行固定,之后用 500ug/mL 的光神霉素进行染色。标本的细胞学观察通过蔡司荧光显微镜进行(激发光滤光片 465~495 ,长通滤光片 LP515 )。其他的标本固定通过 3:1 的乙醇冰醋酸进行,水化后进行苏木精染色( Henderson Lu , 1968 )或吉姆萨染色( ElmallahPijnacker , 1979 ),之后进行光学显微观察。 结果 子囊果的形态建成 羊肚菌最为熟悉和突出的生活史阶段是子囊果的形成过程,羊肚菌子囊果是一个高级的子囊菌繁殖结构。海绵状表面排列着很多子囊盘状的结构,整个结构突出在地表表面,以至于孢子可以有效的释放到空气中,便于传播。我们虽然不能完全控制但仍多次重复观察到秋海棠林下羊肚菌子囊果的发生过程,从针尖大小的原基到成熟的子囊果(图 1 )。初期的原基是白色的细小的针尖状菌丝聚集物。子囊层的分化随着原基的生长由尖端开始膨大和变色以至于成熟子囊果的形 成。大 多的成熟子囊果在这个过程中是中等大小的个头,但我们也发现有超大的个体。 图 1 ,秋海棠共培养的羊肚菌子实体发育过程。 子囊的发育 因为秋海棠林下的羊肚菌的不可预知性和不可控性,我们只能对冰箱保存野生采集的粗柄羊肚菌子囊果的细胞学观察,虽然说子囊果在采集之后没有发生典型的生长膨胀,但很多子囊中的细胞核仍旧经历了有丝分裂、核配、以及减数分裂。继而减数分裂后的有丝分裂和子囊孢子的形成。因此可以说,典型的低温储藏过程仍旧允许子囊中相关的细胞核循环持续的发育。这种变化需要猜测推断其形态学和细胞学的先后顺序过程,因此也需要在采集时系列性的对子囊果进行选取。 对低温保存的羊肚菌标本的观察发现,子囊母细胞是多细胞核的,每个细胞具有多个细胞核(图 2A )。已经配对了的细胞核中的两个迁移到顶端的子囊母细胞中,随后形成大量的空泡(图 2B ),这两个细胞融合,形成大的双倍体细胞核(图 2C , 3 )同时仍旧伴随着大的空泡。观察不到锁状或弯钩状细胞。减数分裂后伴随着四次有序的有丝分裂,进而子囊孢子界限明显,开始形成,如同 Oso ( 1969 )对粪盘菌属子囊孢子的形成描述一样。随着子囊孢子细胞壁的形成,成熟的子囊含有 8 个子囊孢子(图 4 )。我们的观察发现每个成熟的子囊孢子中含有 8 个细胞核,这和 Maire ( 1905 )的报道相一致。羊肚菌子囊可能为典型的单囊壁开口型子囊,包含 8 个子囊孢子,孢子通过弹射释放,可以弹射几米远( Schmidt , 1979 )。孢子释放将通过子囊顶端一个铰链的开口盖状结构( Schmidt , 1978 )。在自然条件下或简单的培养基上,每一个子囊孢子都可以在几天之内萌发形成菌丝( Schmidt , 1983 ),我们的研究发现这种孢子萌发形成的菌丝中的细胞核时单细胞核类型(同核体)( Volk Leonard , 1989 )。 图 2 ,羊肚菌的子囊。吖啶橙染色, A ,多细胞核的原子囊中细胞核的密集排列。 B ,可以观察到两个细胞核迁移配对到顶端的子囊母细胞中,后面形成的是大的空泡结构。 C ,两个细胞核经历融合形成一个大的融合细胞核,通常情况这种细胞核要比单独的单倍体细胞核大很多。标尺为 5um 。 图 3 ,子囊母细胞中的融合细胞核苏木精染色,在这种条件下,核仁而不是细胞核呈现出半透明和不规则形状。标尺 5um 图 4 ,成熟的羊肚菌子囊,包含 8 个子囊孢子。子囊孢子呈线性排列在子囊中,但在分离过程中常常呈混乱状态。标尺 5um 营养菌丝 在 CYM 或其他营养琼脂平皿培养基上,单孢营养菌丝可以快速的生长形成菌落,通常 5~6 天的室温( 22~25 摄氏度)培养即可长满 212.5px 直径的平皿(平均长速约 0.4~0.5mm/h )。在较低的温度下,菌丝的长速仍旧是比较快的。菌丝在 4 摄氏度条件下,同样大小的平皿约在 12~15 天也能长满。通常情况下,当羊肚菌菌丝长满平皿后,深棕色的色去会逐渐分泌到培养基中,刚开始是在菌落中老的菌丝处产生,最后随着菌丝的老化逐渐扩散到平皿边缘,使羊肚菌的菌落表现出一个特有的褐色特征。当在显微镜下可以观察到一些列羊肚菌菌丝特有的形态特征:菌丝直径相对较大( 5~10um ),呈分支状,菌丝间频繁的融合(图 5 )。 本研究的所有羊肚菌标本都是多细胞核的,并且细胞核数量要比 Greis ( 1940 )年报道的多。细胞核的可视化通过各种细胞核染料实现,包括丙酸苏木精染色(图 6 ),吉姆萨染色,吖啶橙染色,光神霉素染色和吖啶黄染色。不同的染料用来证实相互之间对细胞核的实际染色效果。多细胞核生长环境通过在一个盖玻片上附上一层较薄的琼脂使孢子萌发形成菌丝,进而通过显微观察记录结果,这种方法限制在正常条件下空泡的形成,正常情况下,细胞核时模糊的。吖啶黄染色可以是细胞核发荧光,并且染色过程简单,因此被特意的用来进行细胞核染色观察实验。虽然说 RNA 含量相对较低,但同样能被这种染料着色并发荧光, RNA 充盈在整个细胞之间,相对而言还能提供一定的对比来观察记录菌丝分割部分进而精确的计数细胞核的数量。大多数细胞的细胞核数量为 10~15 个,但具有一个宽的变化范围,从崔少的新生顶端细胞( 1~2 个细胞核),到亚顶端细胞 10~15 个细胞核。菌丝隔中间的隔膜孔允许一些细胞器如细胞核的通过,致使每个细胞中的细胞核数量发生变化。细胞中含有 40~50 个细胞核的细胞也并非少见。极端的数据显示,一个细胞中含有 65 个细胞核。 异核体的形成 当可亲和的羊肚菌初生菌丝相遇的时候,他们可以形成有限性稳定的异核体菌丝。这种异核体的部分遗传学和细胞学方面已经有过研究报道( Volk Leonard , 1989 )。这种异核体菌丝具有遗传上的互补性,可以用光神霉素进行一些配对的细胞核的染色(图 8 ),在单孢萌发的菌丝中不常观察到这种配对的现象,即便是有配对的情况,在单孢菌丝中也之多能在一个细胞中观察到一次这种配对现象。这种细胞核配对出现的现象也可以在特定的菌核组织和子实体的菌柄组织中观察到,因此在异核体营养菌丝、异核体菌核和子实体的形成过程中就有可能存在某种联系。 菌核的形成 当羊肚菌的菌丝在较低的温度下( 4 摄氏度)的添加有 2% 的羊粪堆积物的 CYM 培养基上生长,或当营养消耗到一定量后(如菌丝在平皿上完全定植铺满平皿时)就常常会形成菌核。这里的菌核并不是真正意义上核盘菌( Moniliniafrucfigena )真菌所产生的那种菌核,在核盘菌产生的菌核具有明显的复杂外皮和髓质组织,而羊肚菌的菌核更像褐腐病菌( Moniliniafrucfigena )的不分化“假菌核”。 Willetts ( 1971 )称菌核为大型的真菌休眠结构,因此我们也用这个定义来定义羊肚菌的菌核结构。 在添加有 2% 的羊粪堆积物的 CYM 培养基上,可以非常容易和快速的形成菌核,培养 7~10 天之后,开始出现和形成小的菌核( 1~2mm ),通常情况小的菌核再凝聚形成一个大的菌核。大的菌核结构致密,不再膨大,色素积累之菌核深褐色。这种实验室条件下培养羊肚菌菌核为羊肚菌菌核的发育研究提供了材料。 羊肚菌的菌核是终端型菌核,如 Willetts ( 1972 )所描述,形成于终端菌丝的重复分支(图 9 )。细胞弯曲,形成多样的不规则形状的厚壁细胞(图 10 ),且这种细胞仍旧为多细胞核细胞。从生理学角度讲,菌核开始储存营养,像很容易被观察到的聚集状的油滴型脂类。最后,当菌核成熟时,进行横切观察显示,细胞成致密状,等径状态,且具有厚厚的细胞壁。在这种状态下,菌核可以抵御恶劣的外部环境,如低温和干燥。 菌核萌发形成的子实体和菌丝 当羊肚菌的菌核萌发的时候,他们如核盘菌一样( Willetts , 1972 )表现出两种结果形式。菌核可以形成新的营养菌丝(菌丝型萌发),新形成的菌丝在形态学和细胞学上与菌核形成前的营养菌丝一直,另一方面,菌核可以萌发形成子囊果(子囊果型萌发),在羊肚菌子囊果型萌发中,子囊果不是像核盘菌属或链核盘菌属真菌( Sclerotinia or Monilinia )的子囊果形成一样由菌核直接形成,而是先由菌核萌发生出菌丝,再由菌丝形成子囊果。 Ower ( 1982 )报道提供的照片和子实体形态特征和我们秋海棠林下发生的羊肚菌非常相似。我们在琼脂培养基上同样也观察到了原基的形成,子囊果形成的第一个迹象是培养基质上面有一簇浅色的菌丝团(第一阶段原基,图 11 )。成簇的菌丝团是由紧密排列的大致平行的菌丝组成,子囊果原基从这团菌丝的中间长出(第二阶段原基,图 12 )。这一阶段特别容易流产,但如果经历合适的环境条件,羊肚菌就能持续生长长成子囊果(图 1 )。 讨论 当从微观和宏观了解羊肚菌的生活史后,我们发现这和其他高等子囊菌是一样的。如果说在羊肚菌中,异核体营养菌丝中的细胞核成对配对现象能反映异核体特性的话,对比其他子囊菌来说是一个有趣的现象。我们还不能证明在自然状态下羊肚菌生活史中具有这种细胞核配对现象,或这种配对的细胞核是不同类型的细胞核。然而,在羊肚菌中,这种成对出现的细胞核是异核体菌丝的一个普通特征,同时也存在于羊肚菌菌柄组织的分离物培养中,以及在单孢菌丝对峙培养的中间接触区域中出现( Volk Leonard, 1989 )。所有这些菌丝的间接或直接与子囊果的形成相联系。通过我们的研究和以往的文献报道,我们可以对这种发育关系的相互联系勾画出一个生活史循环图(图 13 )。为了衔接实验室观察的结果和野生环境的真实情况,我们对一些发育的细节和特定的生长阶段做了一定的假设。 典型的羊肚菌子囊果发生在春季的一些日子里,并在适当的时候强烈的弹射其子囊孢子( Schmidt, 1979 ),我们发现,羊肚菌的子囊孢子可以在任何有营养的培养基上萌发( see also Schmidt, 1983 )。菌丝细胞中含有多个细胞核,平均细胞核数量在 10~15 个左右,最多的时候曾观察到一个细胞中具有 65 个细胞核。很难理解一个细胞具有这么多细胞核的真实价值所在。在其他子囊菌中,如脉孢霉( Neurospora ),在细胞隔膜的存在下,细胞中细胞核的数量也是有变化的,从 1 个到 15 个不等。但在黑星菌属( Venturia )中,细胞核的数量是稳定的,要么一个要么两个( Fincham, Day Radford, 1979 )。羊肚菌的多核细胞核类型可能是子囊菌中的一个特例。 羊肚菌菌丝另一个明显的特征是对比其他真菌来说,菌丝间的频繁融合,甚至在单孢菌丝菌落之间。尽管这种频繁融合的原因还不甚了解,推测可能与羊肚菌的有性繁殖相关,因其能行程大的子囊果,所以这种融合机制可能涉及到在子囊果发育过程中营养物质的交换( Thrower Thrower, 1968a, b )。两个细胞融合后,细胞核和其他的细胞器可以自由的在两个细胞之间穿梭。 羊肚菌属种的一些种(普通羊肚菌,粗柄羊肚菌( M. crassipes (Vent.) Pers )和美味羊肚菌( M.deliciosa Fr.) )可以发生种间菌丝的融合,而在其他一些种之间却不能发生(半高羊肚菌 M. semilibera QuC1. 黑脉羊肚菌 M. angusticepsPk ),事实上,后面两种羊肚菌不能和本文研究其他任何种进行菌丝的融合,这种现象的解释是普通羊肚菌,粗柄羊肚菌和美味羊肚菌是相同的生态位种,半高羊肚菌和黑脉羊肚菌是不同的种。 在营养菌丝之后,羊肚菌可能经历两种不同的生活史途径,这种不同主要基于在什么时候发生质配,途径 1 ,在环境条件如营养不足、湿度不够、温度不合适等不适宜时,不经历质配过程,营养菌丝开始转变形成菌核组织。这些不利的诱导因素并不排除刺激因子,如在羊粪堆积物培养下菌核的发育情况。总体来说,不管是什么的作用条件,一旦菌核开始发育,部分生长着的菌丝就将形成扭曲的厚的和深褐色的细胞壁的菌核组织。这些重要的菌核组织能越过寒冷的冬季,并在春季萌发发育成子囊果的菌丝组织进而发育成子囊果。根据 Ower ( 1986 )的描述,这种类型的单菌丝就可以形成典型的子囊果,但我们的数据显示,子囊果的产生并不限定于初生菌丝体。如果环境条件不合适,例如,环境或营养不合适,初生菌核可以萌发形成菌丝组织,和核盘菌等其他真菌一样,进而形成新的初生菌丝再次长成营养菌丝。 如果菌丝和其他可亲和的初生菌丝结合,就会发生途径 2 ,我们发现,两种遗传背景不同的菌丝相接处的时候,将出现异核体菌丝组织。这种次级菌丝在培养基中表现是形成在菌丝的交汇处形成隆起的菌丝脊线,伴随有深色的色素发生。由于这种气生菌丝的汇集或融合反应,我们用“汇集菌丝”的术语来描述这种特殊现象( Volk Leonard , 1989 )。在环境条件不适宜菌丝持续生长的时候,异核体菌核就会发生,这种异核体菌核和前面描述的菌核形态特征一样,在自然条件下同样具有越冬的能力。在经历任何如冷冻,干旱相关的冬季或早春气候的变化时,异核体菌核就将经历途径 2 萌发形成子囊果或新的营养菌丝:这种在营养菌丝和繁殖结构的转换有别于其他菌核真菌的菌核发育。 本文基于对羊肚菌的深入研究和已有的文献报道,首次对羊肚菌的生活史进行描述。这并不是此类研究的终点,希望本研究能进一步的刺激羊肚菌生物学的研究。 Cytology of the life cycle of Morchella.pdf
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健康就需要臭味相投
孙学军 2013-5-26 16:02
最近研究发现在机体许多黏膜下固有层存在一类非常重要的淋巴细胞,这种细薄被称为固有淋巴细胞,人们目前对这种细胞的作用和作用方式仍没有完全认识清除,只知道对维持黏膜免疫的稳定性至关重要,例如这种细胞和过敏性哮喘的关系,这种细胞和许多黏膜炎症性疾病,例如结肠炎,甚至这种细胞和多种慢性疾病如糖尿病、动脉硬化、各种自身免疫性疾病关系十分密切。 最近《自然》杂志发表一篇文章,使人们对这种细胞的认识有了进一步提高,研究发现这种细胞的一种特异性转录因子,维甲酸受体孤儿受体 ROR γ t 和 II 型主要组织相容性复合物 ( MHCII ) 蛋白是这种细胞发挥作用的关键。通过这两种分子的相互作用,固有淋巴细胞可以限制免疫系统忽视正常细菌的存在,活着不对这些细菌发生攻击性反应,从而建立细菌和机体合并共处的共生环境。相信随着对这种细胞功能研究的深入,对人们寻找理想的控制许多重要疾病提供更理想的治疗策略和手段。 显然许多味道,特别是臭味都来自细菌,但恰好健康的机体就需要这些可以产生臭味的朋友,如果把细菌和机体的和平共处比喻成臭味相投,那么健康的机体正是需要这种臭味相投。 相关阅读 胃肠道中差不多包含了数万亿的肠道细菌,它们的主要功能是帮助机体消化食物,然而免疫系统却似乎对它们视而不见。在一些慢性人类疾病,如炎症性肠病( IBD )、 HIV/AIDS 、癌症、心血管疾病和糖尿病中,免疫系统却会攻击这些通常有益的细菌,由此导致慢性炎症,促进疾病进程。 现在,宾夕法尼亚大学的研究人员终于了解了机体维持这种友好性休战状态的一条重要机制,这一发现有可能促使开发出针对慢性疾病的新治疗策略。相关研究结果发表在近期出版的《自然》( Nature )杂志上。 研究人员表示,发现先天淋巴细胞( innate lymphoid cell, ILCs )直接限制了炎性 T 细胞对小鼠肠道中的共生菌产生反应。这种 ILC 功能丧失可有力地将免疫系统推向扩大的战争状态,对抗这些好的共生菌——在多种慢性炎症性疾病中都可以观察到这种情况。 ILCs 是一类罕见的免疫细胞,研究人员于数年之前首次对其进行了描述。从前的研究表明这些细胞主要通过分泌免疫激活细胞因子,调控了肠道中的免疫反应。然而直到现在,由于不可能在完整的免疫系统中选择性除去 ILCs ,研究它们仍很困难。 研究人员在小鼠体内除去了一类 ILCs 所必需的 ROR γ t 蛋白。 ROR γ t 是维甲酸受体孤儿受体γ t 。发现 ROR γ t 缺陷动物中 T 细胞抗共生菌反应加剧,全身性炎症更为严重。相比之下,除去从前确定的 ILC 效应细胞因子,如 IL-22 和 IL-17 则不会触发对共生菌的免疫反应,表明 ILC 利用了一条不明确的调控信号通路。 当研究小组检测 ROR γ t 依赖性 ILCs 表达的标记性基因时,他们发现 II 型主要组织相容性复合物 ( MHCII ) 蛋白呈高表达。 与 ROR γ t 缺陷小鼠相一致,研究人员发现选择性去除 ILCs 中的 MHCII ,可导致过度活跃的直接抗共生菌 T 细胞反应以及全身性炎症反应,采用广谱抗生素耗尽这些共生菌则可以缓解所有这些反应。并且,在 ILCs 中选择性除去 MHCII 的小鼠还形成了炎症性肠病,它是由于异常的 CD4+ T 细胞对共生菌产生反应所驱动。 该研究首次在存在完整免疫系统的情况下选择性靶向了 ILCs ,这些研究发现表明在正常条件下, ILCs 利用 MHCII 在抑制抗菌 T 细胞反应中起至关重要的作用。事实上,当研究人员直接观测 ILC 活性时,他们发现 MHCII + ILCs 有可能向 T 细胞递呈了外来抗原,并限制了它们的扩增及促炎特性。 从根本上讲, ILCs 似乎教导了 T 细胞信任(也可以说是忽略)共生菌,从而使得免疫系统能够与这些外源体共存。如饮食或感染等遗传或环境因素导致的 ILCs 丧失或调控失常,消除了这种保护作用。这可能导致免疫活性失调以及慢性炎症。 研究人员表示,对共生菌产生不适当的免疫反应,以及随后的病理性炎症促成了许多慢性人类,包括炎症性肠病、 HIV/AIDS 、病毒性肝炎、癌症、心血管疾病和糖尿病发病和疾病进展。这项研究提供了调控共生菌免疫反应,以及维持组织稳态的信号通路的新认识。 重要的是,该研究还确定了在健康人类供体肠组织中存在 MHCII + ILCs 。 研究人员表示,尽管这一研究还处于初期阶段,这些研究结果引发了这样的假设: MHCII + 先天淋巴细胞有可能是某些慢性炎症性疾病治疗性靶向的一条重要信号通路。 原文检索: Matthew R. Hepworth, Laurel A. Monticelli,Gregory F. Sonnenberg. Innate lymphoid cells regulate CD4+ T-cell responses tointestinal commensal bacteria. Nature, 22 May 2013; doi:10.1038/nature12240 研究机构 University of Pennsylvania Memorial Sloan-Kettering Cancer Center GeorgiaHealth Sciences University University of Alabama at Birmingham PasteurInstitute
个人分类: 研究生培养|4074 次阅读|0 个评论
【美图大放送】生命的美丽 -- 细胞世界(上)!
热度 10 JRoy 2012-10-24 06:56
【美图大放送】生命的美丽 -- 细胞世界(上)!
晚上看了BBC制作的纪录片《Secret Universe: The Hidden Life of the Cell》,以叙事的方式讲述一个病毒感染一个单细胞的过程探索人体细胞奇妙内部结构。画面充满动感,相当漂亮堪比特效大片。看得出来制作人员是花费了心思的,通过与现实世界镜头穿插结合,讲述过程对于我这样一个外行人来说也好理解。 下面截取部分精美画面供君欣赏(不过,截图之后才发现效果差了很多。强烈建议大家看原片)只截取了一部分,以后等有时间再补看一遍做下集;不知道相关专业的人员能否解说一下部分画面;更推荐根据此片做个细胞学方面的科普,绝对是好材料。废话少说,看看我们每个人几百亿细胞美妙的内部世界吧~~ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 补: 因为俺已经定位于走偶像派( 俺走偶像路线,不走实力派! ),并且在《 从读书无用到教育扩招。。。。 》说了若以后有博文精选,都补贴偶像照。大家心宽,哈哈,补一张:(这篇博文不知道啥时候精选的,补得时间是晚了好多,3/11/2012补)
个人分类: 分享|4349 次阅读|17 个评论
氢气生物学效应的细胞学研究方法
热度 1 孙学军 2011-3-14 14:13
经常有一些老师和同学咨询这个问题,实际上这个具体方法已经在日本 07 年的文章中有比较详细的介绍。但有一些细节可能大家一下子无法掌握。我这里把这个内容进行介绍一下,但提醒大家注意,如果将来在写文章的时候不要忘记在致谢中注明是我告诉你们的具体方法。 这个方法具体的操作为: 首先是制备含不同气体的培养基 。二氧化碳、氧气和氢气。为什么要制备含不同气体的培养基?因为这个培养体系需要密闭,为什么需要密闭,主要是避免发生严重爆炸的危险。由于氢气的燃烧能按照体积计算是非常小的,只要把含氢气的系统体积缩小,就没有发生破坏性爆炸的危险了。如何制备含不同气体的培养基,最简单的方式是把培养基放在一个密闭的软袋内,只需要充满 2/3 的体积,另外 1/3 用相应的气体充满。这个袋子的气密性一定要足够好。然后把这个袋子放在加压舱内加压到 4 个压力 4 个小时。如果没有条件,可以把这个袋子的溶液减少到 1/2 ,气体相应增加。放在 4 度冰箱内放 24 小时以上。为了获得更好的气体溶液,可以更换几次气体。 其次要制作一个密闭的小培养环境。 可以买一个密封盒,大小以放入一个培养扳为标准。下面放一些水和纱布,以保持盒子内的湿度,用三个管子分别连接二氧化碳、氧气和氢气,根据需要通入一定体积的气体。其中二氧化碳的浓度是 5% ,氧气与氢气根据需要调整。至于如何把气体换到这个盒子内,我建议先用一个气体混合袋子,内部根据比例把三种气体混合,然后用这个气体给密封盒进行换气。主要的危险就在这个阶段,一定要避免发生爆炸。 能不能直接把含氢气的培养基根据需要换到细胞内观察效应。这要根据情况 ,由于气体在液体中很容易释放到空气中,培养基内的氢气浓度就随着时间延长而改变,无法进行比较准确的剂量效应观察。当然如果效应观察时间相对比较短,例如 6 小时以内,这样做也是可以的。尽管不够准确,但要知道动物和人体实验体内的氢气的浓度也是动态改变的,作用的时间比较短,甚至比培养体系内的变化更快。如果使用这种方法,制备含氢气的培养基(方法同上)就是唯一要做的准备工作了,目前国内许多实验室都采用这种方法,如果让我说是可以的,至少在国际上发表论文是没有问题的。 采用开放系统的方法一定要注意培养基深度的影响。 由于气体从液体中总体释放速度主要决定于体积与释放面积的比,那么培养基的深度就是一个非常重要的影响因素了。因此一定要保持各组之间的培养基深度尽量要一致。 以下是来自《 Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals 》693页方法中的内容: Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively-nature med 2007.pdf Hydrogen treatment of cultured cells. Over a 2-h period, we dissolved H2 beyond saturation levels into DMEM medium under 0.4 MPa pressure. We dissolved O2 into a second medium by bubbling O2 gas at the saturated level (42.5 mg/l), and CO2 into a third medium by bubbling CO2 gas. All three media were maintained at atmospheric pressure. We then combined the three media (H2 medium:O2 medium:CO2 medium) in the proportion 75%:20%:5% (vol/vol/vol) and added fetal bovine serum (FBS) to achieve a final concentration of 1%. For culture, we put the combined medium into a culture flask and immediately examined H2 or O2 concentration with an H2 or O2 electrode. Then we filled the culture flask with mixed gas consisting of 75% H2, 20% O2 and 5% CO2 (vol/vol/vol) and cultured cells in the closed culture flask. We prepared degassed medium lacking H2 by stirring the medium, which had been saturated with H2, in an open vessel for 4 h, and checked the concentration of H2 with a hydrogen electrode. In the experiments on the dose dependence of H2 (results shown in Fig. 2f ), we diluted the combined medium with a fourth medium containing 1% FBS equilibrated with air containing 5% CO2 , in orde rto obtain the desired concentration of H2; we then filled the culture flasks with the mixed gas diluted with air containing 5% CO2.
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信息,生物学的核心
liudongyang 2010-5-9 20:45
此博文非我原创,而是对Genetics:from genes to geneomes书后跋的翻译与体会。欢迎指正。 自从上世纪五十年代DNA的结构和遗传密码被破译以来,对生物学的认识逐渐由传统的按照
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终于污染了
liudongyang 2009-6-22 16:46
盼望着,盼望着,原代培养的细胞终于污染了。百思不解,正找原因。一瓶为霉菌污染,瓶底肉眼可以看到灰黄的菌落,高倍镜下可见菌丝纠结在一起。一瓶为球菌(酵母菌?)污染,满天繁星,惨不忍睹。
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