单细胞动物的主要特征十篇

时间:2023-12-01 17:32:45

导语:如何才能写好一篇单细胞动物的主要特征,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

单细胞动物的主要特征

单细胞动物的主要特征篇1

关键词 单细胞生物 教学策略 概念教学

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

“单细胞生物”一节是人教版新版初中《生物学》七年级上册第二单元第二章第四节的内容。本节教学的重要概念为“单细胞生物”,学生学起来感到抽象、空洞、难学。笔者以草履虫为例,采用多种策略,证明单细胞生物具有细胞结构并能够独立完成生命活动,将学生从生物体的宏观世界引入微观世界,去探索肉眼很难看见的单细胞生物。

1 简笔画呈现前概念策略,导入新课

教材在第二单元第一章已经阐述过动植物细胞的结构,这部分知识是学生的前概念。教师复习动、植物体的结构层次,再次强调生物体结构和功能的基本单位是细胞,动植物体都是有大量细胞经过分裂分化而形成的,和学生一起回忆动、植物细胞的结构并画简笔画示意图(图1、2)。

2 科学史教学策略,初建“单细胞生物”概念

教师抛出问题,引发思考:“是不是所有的生物都是我们肉眼可见的呢?”

投影科学史资料:著名的显微学家列文・虎克在其1676年10月9日的一封信中写道:“它们小得不可思议;如此之小,在我看来,我判断,即使把100个这些小动物撑开摆在一起,也不会超过一颗粗沙子的长度;如果这是真的,那么100万个这些活物也不够一颗粗沙粒的体积。”这些如此之小的生物,是列文・虎克利用显微镜观察一滴水中看到的,他描述说:“他们看上去就像一个点。”

引导学生分析得出结论:生物圈中还有不少是肉眼很难看见的生物,它们的身体只有一个细胞构成,称这些生物为“单细胞生物”。在此,引出新课的课题“单细胞生物”,使学生建构起“单细胞生物”是“很小的”概念特征的基本印象。

3 形象思维策略,认识各种“单细胞生物”

本课教学内容针对的对象是七年级的学生,由于年纪小,大脑兴奋中心容易疲劳,注意力集中时间较短,需要教师利用视觉促进接受生物形象信号,在大脑中形成感知表象。

教师指导学生阅读课本“想一想,议一议”栏目,用PPT补充展示形态各异的“单细胞生物”图片,如杆状的大肠杆菌、发酵用的酵母菌、会变形的变形虫、像太阳的太阳虫、喇叭虫、钟虫、衣藻和像草鞋的草履虫,并讲授它们与人类的关系,让学生知道生物圈中存在着千姿百态、功能各异的“单细胞生物”。教师利用丰富的感知表象,建立学生的形象思维,使他们对“单细胞生物”的概念有更丰富的认识。

4 自主学习和图形对比策略,建构“单细胞”概念

学生带着“草履虫是否有细胞的基本结构”这一问题,自主学习教材中的“草履虫结构示意图”(此时教师简笔画“草履虫结构示意图”),结合动植物细胞的结构示意图找出草履虫作为细胞的基本结构(图3),即草履虫具有表膜、大核和小核、细胞质,教师在黑板上,把“草履虫结构示意图”这3个结构名称,用红色线条与左侧“动物细胞示意图”的细胞膜、细胞质、细胞核相连接,从而证明草履虫具有细胞结构,为学生建构起“草履虫”是“单细胞”的概念,即单细胞生物具有类似于细胞膜、细胞质和细胞核的细胞结构。

5 实验竞赛与激励评价策略,直观感受“草履虫的形态和运动”

七年级学生的思维比较活跃,具有一定的观察能力、显微镜操作能力、分析问题能力,也愿意动手进行实验操作,有热情。老师可采用演示实验法和探究性实验的教学策略,“观察草履虫的形态和运动”,从静态到动态,认识草履虫这种单细胞生物。在学生清点材料用具的基础上,教师演示具体的实验步骤,强调临时装片制作和显微镜使用的注意事项:

(1) 由于草履虫需要氧气进行呼吸,多聚集在培养液表层,为此从草履虫培养液的表层吸一滴培养液。

(2) 用放大镜观察草履虫培养液时,放大镜需与观察物体平行放置。

(3) 取几丝棉花纤维,成“井”字形放于临时装片上,可将草履虫围在一个狭小的空间中,利于观察。

(4) 显微镜的基本操作步骤的注意事项:取镜和安放;对光:通过目镜,可以看到白亮的视野;观察:转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(眼睛看着物镜,以免物镜碰到玻片标本),再左眼向目镜内看,同时反方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看清物像为止;整理实验台。

实验员教师已采集到草履虫并在实验室进行培养,但受课程时间限制,不能在课堂上观察到草履虫全部的生命活动,因此学生和教师搜集了相关草履虫生命活动视频辅助教学。教师播放“观察草履虫的运动视频”,展示在显微镜下观察到的草履虫运动状态。整个实验采取竞赛的方式进行,即对实验操作和观察结果做得又快又好的学生给予平时分加分表扬,并请这部分学生帮助检查和指导周围的同学。这样的教学可以较好保证全体学生实验操作能力的习得,保持实验课堂的高效性,避免出现课堂混乱的局面。

通过对单细胞生物生命活动的观察,学生不断体会和品尝到“发现”和“克服困难解决问题获得成功”后的喜悦,有助于学生亲身体验“一些生物由单细胞构成”这一重要概念。教师在组织学生进行这些科学探究活动的同时,自然而然地渗透了科学的态度与世界观的教育。

6 合作学习和简笔画板书策略,建构完整“单细胞生物”概念

以合作学习小组为单位,学生再次观察教材中“草履虫的结构示意图”,以小组竞赛计分的方式,请学生将黑板中草履虫各部分结构的名称补充完整(图4)。同时,视频展示“草履虫的结构”,加深学生对草履虫结构各部分结构功能的认识。

教材在第一单元第一章已经阐述过生物体的基本特征,这部分知识也是学生的前概念。教师引导学生回忆生物的六大基本特征,请学生以合作小组为单位,采用抢答的方式,快速地将草履虫的各部分结构与生物的六大基本特征相对应,并在黑板上标注出(图5)。

但是,此时,学生发现,根据草履虫的结构无法与生物具有应激性、生长和繁殖以及遗传和变异这三个特征建立联系,引发了学生强烈的好奇心。在此基础上,教师播放“草履虫对外界刺激的反应”和“草履虫的分裂生殖”视频,从而让学生理解,草履虫具有完整的六个生物基本特征,且草履虫仅有一个细胞构成。在此,学生理解草履虫为单细胞生物,简笔画与板书结合,建构了“单细胞生物”的概念,即单细胞生物除具有细胞结构外,还具有生物的六个基本特征(图6)。

之前学生对单细胞生物如何生活以及其具体结构还缺乏系统的认识,教师在设计教学过程中抓住这些特点,设计学生活动,满足学生作为学习者的需要、探究的需要、获得新的体验的需要、获得认可与欣赏的需要。

7 课前资料收集策略,了解单细胞生物与人类的关系

学生课前收集的资料,采用小组交流的方式,同时引导学生通过自主学习,阅读教材中有关单细胞生物与人类关系的模块,了解单细胞生物与人类的关系。教师展示“厦门市杏林区新阳大桥沿杏滨路往集美方向出现长约3 km的红色海域“图片,以生活实际为例,讲解赤潮及其危害,并提供有关赤潮和海洋生命大发展的相关网址,供学生课后视野拓展所用。

点评:以草履虫为例,证明单细胞生物具有细胞结构和生物的基本特征是本节的难点。首先,采用传统的课堂板书结合学生自主学习的方式,将动植物细胞的结构与草履虫的结构进行比较,证明草履虫具有细胞结构,建立“单细胞”的概念;其次,采用实验法结合视频的形式突破草履虫具有生物的基本特征,从而证明了草履虫是单细胞生物,进行概念传递,建立起由“单细胞”到“单细胞生物”的概念。

由于本节课仅为1个课时,且包含了“观察草履虫”的实验,同时需要阐述草履虫具有细胞结构、具有生物的六个基本特征,为此,笔者根据新版教材,开展了“观察草履虫”的实验,让学生直观地感受草履虫的形态和运动方式,帮助学生建立相对抽象的概念,大胆的删除了以往教材中探究草履虫应激性的实验,代之以视频播放的方式进行,这不但没有减少本节课探究的意味,也符合课时安排。

参考文献:

[1] 焦悦.激发学习兴趣 提高生物实验教学质量[J].江苏教育学院学报(自然科学版),2008,(2).

单细胞动物的主要特征篇2

关键词:猪繁殖与呼吸综合征;研究进展

中图分类号:S828.3文献标识码:B文章编号:1007-273X(2010)07-0010-04

猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS)是1987年首先在美国发现的一种引起成年母猪繁殖障碍(如流产、早产、死胎等)和仔猪呼吸道疾病为主要特征的猪传染病。该病由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起,属于接触性传染病。目前该病在世界多数地域均有报道。我国在1996年证实了该病的存在[1]。由于PRRS给全球的养猪业造成了巨大的经济损失,是危害养猪业发展的主要的传染病之一,该病被国际兽疫局(OIE)列为B类传染病。2008年12月11日公布的《中华人民共和国农业部公告第1125号》将高致病性猪蓝耳病列为一类动物疫病,将猪繁殖与呼吸综合征(经典蓝耳病)列为二类动物疫病。

目前世界各国投入大量人力物力致力于该病的研究,并取得了较大进展。笔者现从PRRS的病原学特性、致病机理、动物机体免疫以及该病的检测与防制等几方面对该病的研究进展作一简要综述。

1PRRSV的病原学特征

PRRSV由荷兰学者Wensvoort等首次分离并鉴定[2],国际病毒分类委员会第六分类报告将其列为动脉炎病毒科,动脉炎病毒属,是一种有囊膜的不分节段的单股正链RNA病毒[3]。该病毒基因组RNA的转录机制类似于冠状病毒[4]。

PRRSV在带毒仔猪的脾脏中含量最高,依次是肾脏、肺脏、淋巴结、肝脏、心脏等。PRRSV抗原在死胎体内主要集中于淋巴结和脾脏的巨噬细胞中,在新生仔猪中仅能在肺中检出。对于成年猪该病毒主要位于肺脏等内脏器官以及淋巴结等免疫器官,在生殖道上皮细胞、血管内皮细胞以及、脑等组织的巨噬细胞中也有病毒存在[4]。可以用猪原代肺巨噬细胞、外周血单核细胞、肺血管内巨噬细胞等少数几种来培养PRRSV。不同的病毒株,其最适培养细胞有较大差别且其生长繁殖状况也显著不同。有些病毒株在每代细胞上培养3~4d即可出现细胞病变,有些则需要培养2~3代。其细胞病变的特征是:开始细胞的折光性增强,接着呈灶状变圆、突起,72h后细胞开始皱缩并逐渐脱落,细胞病变发展到80%左右时,大部分细胞会脱落,出现空洞[5]。

PRRSV分为以ATCC VR-2332株为代表的美洲株和以LV株为代表的欧洲株两个基因型[6]。纯化的病毒粒子呈球形,直径45~100nm,平均约62nm。核衣壳的直径25~30nm,核衣壳上有约5nm的突起,有脂质双层膜外绕突起,因此该病毒对氯仿、乙醚等脂溶剂和除垢剂较为敏感。在氯化铯和蔗糖密度梯度中浮密度分别为1.13~1.19g/cm3和1.18~1.23g/cm3。PRRSV对高温比较敏感,在56℃下45min即可完全失活。37℃处理10~24h、20℃放置6d或4℃放置1个月,病毒的滴度将下降90%以上。低温、潮湿的环境有利于PRRSV的存活,-20℃和-70℃可保存病毒,在-70℃下,病毒可以保存4个月以上而不影响其感染性。在绝大多数污染物中PRRSV极不稳定,在井水、自来水、PBS水中的存活期为3~11d。在pH7的环境中,PRRSV的感染力可以下降90%以上。PRRSV无凝血活性,不凝集鸡、鸭、山羊、小白鼠及人的红细胞,但用非离子除垢剂处理后,再用脂溶剂处理,可凝集小鼠红细胞[5]。

PRRSV在感染猪体内能诱发中和抗体(neutralizing antibodies,NAs)的产生,但是较低滴度的中和抗体(亚中和水平抗体)不但不能有效清除血液中的病毒,反而与病毒形成病毒-抗体复合物,病毒借助抗体的Fc片段与Fc受体阳性细胞结合,促进病毒进入细胞而建立感染[7],产生所谓的抗体依赖性增强作用(antibody dependent enhancement,ADE)。该作用是PRRSV的一个重要的生物学特征。PRRSV对肺巨噬细胞(PAM)、单核细胞和小胶质细胞的某些亚群有严格的限制性亲嗜性,PAM是其首选的靶细胞,这些细胞的分化和活化状态会影响其易感性。

2PRRSV的致病机理

PRRSV通过呼吸道或生殖道侵入猪体后,主要侵害肺泡及血液等组织的巨噬细胞。首先通过呼吸道与PAM上的受体结合,再经胞吞作用进入PAM,并在PAM内迅速增殖(特别是尚未成熟的PAM最适合PRRSV繁殖),使PAM受损死亡,导致数量减少,存活的PAM表现功能低下,使肺泡功能发生障碍,进而仔猪表现典型的呼吸道症状[6]。

PRRSV感染宿主细胞以及在宿主细胞内进行复制的过程受到宿主细胞的细胞受体、胞内大分子及细胞因子影响。

在PAM中发现了多个PRRSV受体,这与PRRSV感染受体细胞所具有的严格的细胞噬性有关。段小波等使用单克隆抗体Mb41D3与PAM作用,在PAM中找到了PRRSV的受体Sn(唾液酸黏附素)。Delputte等研究发现,PAM表面的硫酸乙酰肝素(Heparan Sulfate,HS)也是PRRSV的受体,同时还发现PRRSV中以M-GP5复合物形式存在的病毒基质蛋白是HS受体的主要结合位点,并证明肝素和mAb41D3在共同作用下可完全阻断PRRSV感染PAM[8,9]。

Kim等发现波形蛋白是Marc-145细胞受体。Cafruny的研究表明除了受体外,完整的细胞骨架对于PRRSV在Marc-145细胞间的传播也十分重要。

胞内大分子物质可导致PRRSV在宿主细胞内产生增殖性感染,胞内大分子可以协助病毒脱壳和病毒基因组的释放(CD163和CD151)。包括干扰素在内的细胞因子具有抑制PRRSV在宿主细胞内增殖的作用。

有试验表明感染PRRSV后3~14d内血液中的淋巴细胞及单核细胞也显著降低,说明PRRSV有可能转移到局部淋巴组织的巨噬细胞和单核细胞内进行进一步的增殖[10]。由于巨噬细胞的大量破坏,使其对异物的非特异性吞噬清除功能大为降低,机体的非特异性免疫功能下降。又因PRRSV的增殖可导致PAM减少,使机体的杀菌作用的功能降低,易继发其他细菌或病毒感染,而使疾病的症状加重,这有可能是PRRS常和其他疾病同时存在的根本原因。由于PAM的大量崩解使PRRSV释放进入血液或淋巴,在血液巨噬细胞和单核细胞内增殖,并分布到全身各组织器官的巨噬细胞内,引起病毒血症及全身淋巴结的肿大等病理变化。猪在接种病毒后24h可出现病毒血症,平均持续约28d,最长可达56d。随着病毒的增殖,机体会出现肺、淋巴结的损伤和以及微循环障碍等,主要表现为特征性间质性肺炎和淋巴结的肿大,支气管坏死和肺的广泛性出血,下领淋巴结、肠淋巴结及扁桃体弥散出血及水肿等。

PRRSV也可感染公猪生殖系统,导致数量减少,使公猪繁殖性能降低,并可通过将PRRSV传染给母猪,引起母猪的繁殖障碍。感染PRRSV的孕猪可引起子宫内胎儿感染,但机制不明。Lager等对繁殖母猪进行攻毒试验,发现怀孕母猪感染PRRSV后可导致胎儿脐带扩张、出血,呈现坏死性脐动脉炎的变化,使得脐血管的正常血液循环受损,造成胎儿缺氧死亡。病理组织学检查发现在流产胎儿的血管周围出现以巨噬细胞和淋巴细胞浸润为特征的动脉炎、心肌炎和脑炎。

3动物免疫机制对PRRSV的反应

PRRSV感染细胞后可引起机体产生体液免疫和细胞免疫。

PRRSV感染后约1~2周内,猪体免疫系统被激活,产生一系列免疫应答,并可通过几种不同血清学方法检测[11]。感染PRRSV后5~7d,就可在一些猪体内检测到PRRSV抗体(机体首先产生IgG抗体,但亦有报道称是IgM)[12],感染14d后所有猪都会产生抗体。感染14d后IgM达到最高值,在感染42d后迅速下降,直至检测不出。感染后21~49d机体的IgG达到最大值。但IgM和IgG的迅速响应与中和抗体(NAs)的反应并不对应。

Nelson等研究了猪对北美型PRRSV毒株产生体液免疫的过程。最早产生的抗体是针对15kU的核衣壳蛋白(N),随后产生的抗体主要针对19kU的膜蛋白(M),然后产生的是26kU糖蛋白GP5的抗体。另有研究表明非结构蛋白Nsp2中包含一群非中和性抗原决定簇并且有可能是PRRSV的免疫蛋白。很多诊断性检验表明主要免疫原是核衣壳蛋白(N)。这些抗体在感染后一周左右出现并持续存在数月。

在病毒最初感染的4周内,无法用常规的病毒中和试验(virus neutralization tests,VNTs)检测中和抗体[11]。体外试验表明,中和抗体可抑制PRRSV对巨噬细胞的感染性。研究表明中和抗体效价可以作为评价PRRSV疫苗效力的一个重要参数。

猪感染PRRSV后产生体液免疫的同时,也会产生细胞免疫。单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞是主要的免疫反应。利用北美型PRRSV毒株所制的灭活疫苗接种后,PRRSV特异性的IFN-γ分泌细胞最早在接种3周后出现,以后10周在50万~100万U/百万外周血单核细胞(PBMCs)范围内波动,随后在接种后48周增长到400万~500万U/百万外周血单核细胞。在机体的免疫过程中,干扰素和细胞因子的作用也相当明显。早期研究显示,PRRSV非常容易受I型IFN的影响,并且可以抑制IFN-α的响应,因为在PRRSV复制活跃的猪肺中IFN-α的水平较感染猪圆环病毒等的要低。不同的PRRSV分离株诱导或抑制IFN-α的能力是不同的。感染美洲株或欧洲株的PRRSV后,PBMCs中的IL-10的mRNA水平均有所上升,并且支气管肺泡洗液中白细胞介素10浓度会升高,表明IL-10可能在PRRSV的免疫应答调节机制中起重要作用。

PRRSV可能会阻碍T淋巴细胞的正确抗原递呈和活化作用。尽管PRRSV并不削弱混杂在白细胞反应中的增殖反应,但它抑制主要组织相容性复合体-I(main histocompatibility complex,MHC-I)在树突细胞(dendritic cells,DCs)中的表达。与CD14相同,MHC-I和MHC-II在源于单核细胞的DCs中的表达也被抑制,它们可被感染反应激活但不能被PRRSV激活。当被感染的DCs被用作同源或非同源的淋巴细胞时,增生反应明显下降,表明被感染的DCs表现出较低的抗原活性。PRRSV可通过改变巨噬细胞和树突细胞的细胞形态来减轻先天免疫反应,并通过修改(MHC)-I分子的表达来参与抗原递呈。

4PRRSV的检测技术

目前运用于PRRSV检测的方法可分为免疫学检测法以及核酸检测法。免疫学检测包括免疫荧光染色法、免疫过氧化物酶染色法以及免疫胶体金法等。核酸检测法主要是指反转录-聚合酶链式反应检测法(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)。通过检测抗体或抗原水平可以评价猪个体或群体的病毒感染情况以及疫苗免疫效果,目前用于PRRSV抗体或抗原检测的方法主要有免疫荧光抗体(IFA)试验、免疫过氧化酶单层细胞试验(IPMA)、血清中和(SVN)试验及酶联免疫吸附试验(ELISA)等。

这些方法中ELISA(包括间接ELISA和阻断ELISA)较适于大规模检测,该法方便、易行、操作过程及结果判定能够标准化且具有高度特异性和敏感性。ELISA诊断抗原有2种:从细胞培养物中纯化的全病毒抗原和重组PRRSV核衣壳蛋白。这两种诊断抗原都有较强的背景反应。目前市面上已有PRRSV抗体ELISA检测试剂盒出现,但尚存在假阳性结果。

由Wensvoort等建立的IPMA是目前欧洲和美洲国家广泛使用的血清学诊断方法[2]。该法敏感性和特异性也都很好。有研究表明IPMA可比ELISA试剂盒提前2~3d检测出抗体,尤其是对母源抗体。IPMA的不足主要在于其结果判定不能自动显示、有一定的主观性,检测时间长,花费大,不适合大规模检测。而ELISA方法可以在不损失特异性的基础上提高敏感性,相比而言,ELISA方法更适合诊断PRRSV。

IFA同IPMA一样,结果判定也有较大的主观性,用IFA法检测抗体滴度较低的血清可能会出现假阴性结果。血清中和试验同其他几种方法相比敏感性较低,可能是由于PRRSV特异性中和抗体出现较晚。

RT-PCR方法扩增的目的片段主要针对PRRSV的核衣壳蛋白的编码基因。该方法省时、省力且敏感性、特异性等明显高于病毒分离和ELISA。目前该方法广泛应用于PRRSV的鉴定和临床诊断。血清、、肺脏等都可以作为该法的检验样品。近年来荧光定量RT-PCR[13]、逆转录恒温扩增技术(RT-LAMP)[14]的发展,为PRRSV的早期快速诊断提供了有力工具。

5PRRS的控制方法及疫苗研究进展

对于控制PRRS来说,保证饲料原料的质量、加强通风、保证饮水、减少应激以及做好隔离淘汰等工作是整个控制工作中最重要的一步。

及时接种疫苗也是预防PRRS的重要方法。目前PRRS的疫苗主要有灭活疫苗、弱毒疫苗和基因工程疫苗等。灭活疫苗具有安全、不存在散布病毒和造成PRRS新疫源的危险、便于贮存和运输、对母源抗体的干扰作用不敏感等优点,因此人们首选灭活疫苗来预防和控制PRRS。有报道称PRRS的某些灭活疫苗接种猪后可以减少病毒血症的发生、有效阻止肺部病变,可提高母猪的繁殖力、改善死胎状况。接种灭活疫苗20d左右,体内抗体可达到高峰,并可持续6个月左右。弱毒疫苗有免疫力强、免疫期长等优点,适用于3~18周龄的猪。Mengeling等发现母猪怀孕后期接种某种弱毒疫苗后可产生病毒血症。弱毒疫苗在接种后,可能会持续散播疫苗病毒,使得病毒在猪场中传播,甚至可能引发PRRS的暴发。因此,目前世界上并不提倡使用弱毒疫苗,例如在欧洲(如德国等)禁止用活疫苗来预防PRRS,美洲和亚洲的某些国家提倡在未发生PRRS的猪场中避免使用弱毒疫苗。基因工程疫苗主要包括核酸疫苗、重组疫苗和活载体疫苗等。核酸疫苗可同时诱导细胞免疫和体液免疫,且对不同血清型的毒株具有交叉保护性,另两种基因工程疫苗尚还处于研究探索阶段[15,16]。

6展望

目前,国内外学者对PRRS的研究虽然已取得重要进展,但在某些方面仍有待深入研究,包括PRRS的发病的详细机制,PRRSV的免疫学机理,PRRSV的快速、特异、敏感性更好的检测方法以及接种效果更好的疫苗等。近年来,PRRS的频繁暴发,给世界养猪业以及人类的经济发展都带来重大损失,该病的研究还需广大科研工作者付出更大的努力。相信在国内外学者的关注下,这些问题终将被一一解答。

参考文献:

[1]郭宝清.从疑似PRRS流产胎儿分离猪生殖和呼吸综合征病毒(PRRSV)的研究[J].中国畜禽传染病,1996(2):1-3.

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单细胞动物的主要特征篇3

[关键词] 细胞破壁率;细胞计数法;微粉;薄壁细胞;显微分析;白芍

[中图分类号] R28[文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2009)03(c)-013-03

Determination of wall-broken rate on Raidix Paeoniae Alba micropowder

LI Ya, CAI Guangxian, YANG Yonghua, YANG Ying, WEN Junda

(Research Center of Ultra-micro Engineering, Hunan University of Traditional Chinese Medicine, Changsha410000, China)

[Abstract] Objective: To establish a method to determine wall-broken rate on Raidix Paeoniae Alba micropowder. Methods: Cytometry was used to investigate the influence of ultra-pulverization on Raidix Paeoniae Alba, and wall-broken rate on Raidix Paeoniae Alba micropowder was also determined. Results: The regression analysis result of the weight of Raidix Paeoniae Alba powder and the number of complete cell indicated that both correlated significantly. Wall-broken rate on Raidix Paeoniae Alba micropowder was 97.01%. Conclusion: Cell counting method on the powder of Raidix Paeoniae Alba is convenient, stable and reliable.

[Key words] Wall-broken Rate; Cell counting method; Micropowder; Parenchyma cell; Microscopy; Raidix Paeoniae Alba

白芍为毛莨科植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)的干燥根,主产于湖南、四川等地,具有平肝止痛、养血调经、敛阴止汗之功效[1],其主要有效成分为芍药苷[2]。白芍超微饮片系我院研制开发的一种微米级新型饮片,主要通过机械粉碎使细胞壁破裂,促使有效成分快速释放[3]。细胞壁的破裂程度直接影响超微饮片中有效成分的溶出,关系到临床药效的强弱,因此,细胞破壁率常被认为是评价中药粉末质量的重要指标之一,但目前仅见关于花粉与孢子类中药破壁率测定的研究报道。不同中药细胞的破壁率测定是中药超细粉碎技术的关键所在,本文拟针对白芍的显微特征,选择评价指标,对细胞破壁率的测定进行探索。

不同中药具有不同的显微特征,每一种显微特征具有固定的常数,根据这一原理,本课题借鉴显微定量法[4],采用目视法,以白芍细粉为参照物,通过对白芍粉末的完整细胞计数,进行细胞破壁率的测定,考察超细粉碎工艺对白芍药材细胞破壁率的影响。

白芍的显微特征包括薄壁细胞、草酸钙簇晶、草酸钙方晶、导管、淀粉粒、木纤维及管胞[5]。其中薄壁细胞呈类方形、椭圆形或类长方形,壁稍厚,或呈连珠状,显微镜下易于观察,适合于作为检测指标进行破壁率的测定。

1 材料、仪器及样品制备

1.1 材料

白芍药材购自湖南省药材公司,经鉴定符合《中国药典》2005年版一部有关规定。

1.2 仪器

FFl-15型柴日式粉碎机(湖南雪峰机械厂),BFM-T6BI型振动研磨混炼机(济南贝利公司),微量吸管,WINNER99显微颗粒图像分析仪(包括三目显微镜、CCD图像采集系统、计算机图像处理软件)。甘油、水合氯醛均为分析纯。

1.3 样品的制备

细粉制备:取白芍药材干燥至水分约为6%,粉碎成细粉(过100目),备用。

微粉制备:称取白芍细粉加入料斗中,进行超细粉碎,收集微粉(过300目),备用。

2 方法与结果

2.1 白芍细粉细胞计数及其标准曲线绘制[6-7]

精密称取0.089 6、0.100 5、0.121 5、0.126 6、0.151 2 g细粉,分别置于25 ml容量瓶中,加稀甘油适量,超声处理5 min,使粉末分散均匀,定容至刻度。精密吸取药液30 μl,装片(装片时,使混悬液布满整个盖玻片,以不溢出,无气泡为度),分别置WINNER99显微图象分析仪(40×)观察。参照资料[8],从白芍粉末显微特征图(图1、2)可以看出,除草酸钙、淀粉等后含物外,木纤维、导管等细胞均已截断,未见完整细胞。故考察白芍微粉的细胞破壁率宜选择其薄壁细胞破壁率的测定。因此,以白芍细粉中完整的薄壁细胞为显微特征计数物指标,显微观察示其为完整的不规则圆形,此特征具有代表性,故进行计数(以1个视野为1个计数单位,每个浓度的药液取8个计数单位的平均值),结果见表1。

表1 不同称样量中完整薄壁细胞的个数(n=8)

以细粉的称样量为横坐标,每个计数中完整的薄壁细胞平均数为纵坐标,绘制标准曲线,得回归曲线方程Y=97.392X-3.0556,r=0.991 4,说明白芍细粉中完整薄壁细胞在0.089 6~0.151 2 g范围内线性关系良好,可用来作为显微特征计数。

2.2 白芍细粉细胞计数方法学考察

2.2.1 精密度试验精密称取0.125 4 g细粉,同“2.1”项下方法制片,分别观察6个视野,相对标准偏差(RSD)为8.42%,表明本方法精密度较好。

2.2.2 稳定性试验取“2.2.1”项下样品,室温放置,分别于0、3、6、9、12 h于显微镜下观察,相对标准偏差(RSD)为10.07%,表明混悬液在12 h内较为稳定。

2.2.3 重复性试验取同一白芍细粉6份,同法制片,于显微镜下观察,相对标准偏差(RSD)为9.27%,表明本方法重复性较好。

2.3 白芍微粉细胞破壁率的检测

分别取白芍细粉与微粉,精密称取,按2.1项下制片,于显微镜下观察,分别观察25个视野(图3、4),根据两者完整薄壁细胞个数、混悬液体积、称样量,按下列公式计算白芍细粉和微粉的显微特征个数[9]:

白芍粉末显微特征个数/mg=―――

式中:X为每个盖玻片下的特征数;V为药材混悬液总体积(ml);V′为盖玻片下混悬液体积(ml);W为药材称取量(mg)。

再根据白芍细粉和微粉的显微特征个数,按下列公式计算细胞破壁率[9]:

Y=(A-B)/A×100%

Y:细胞破壁率;A:白芍细粉显微特征个数;B:白芍微粉的显微特征个数。

各项参数见表2。

3 结论

超细粉碎可使白芍药材的细胞破壁率达97.01%,以薄壁细胞为计数指标的细胞破壁率测定方法简便、可行。

4 讨论

本文首次对白芍微粉进行细胞破壁率的测定,以白芍粉末完整的薄壁细胞作为特征计数物,采用细胞计数法考察超细粉碎对白芍药材细胞破壁率的影响,该方法简单、可靠,对于测定中药粉末的细胞破壁率具有借鉴作用,也为中药超细粉末的质量研究提供了细胞破壁率测定新的思路。

通过对稀甘油、水合氯醛等分散溶媒的对比分析,发现采用稀甘油试液处理后观察的白芍细粉显微图像较为清晰,因此,选择稀甘油作为分散介质。

影响破壁率检测精确度的主要因素是回归方程的精确性和未破壁细胞计数的精确性。对于回归方程,由于称样量的误差可以忽略,每个计数单位内细胞平均数的精确性是最主要的影响因素。通过直观分析法得出,混悬液浓度为主要因素,观察倍数和展开面积次之,最佳条件是混悬液浓度为6.168 mg/ml,目镜10×,物镜10×。

超细粉碎工艺对于不同质地的中药材,粉碎效果不同;关于细胞破壁率与粒径的相关性正在研究中,其内在的规律有待考察。

[参考文献]

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:化学工业出版社,2005:68.

[2]任仁安.中药鉴定学[M].上海:上海科学技术出版社,1984:111.

[3]蔡光先,杨永华,李雅.中药超细粉体研究概况[J].科技导报,2007,26(10):50-53.

[4]苑冬敏,栾晓静,鞠庆波,等.中药显微定量法的应用研究[J].辽宁中医杂志,2006,33(4):459-460.

[5]徐国钧,徐洛珊.中药材粉末显微鉴定[M],北京:人民卫生出版社,1986:53.

[6]尚晓冬,李明容,王南,等.应用血球计数板检测灵芝破壁孢子粉破壁率的研究[J].食用菌学报,2005,12(2):37-40.

[7]李英,刘秋萍,黄永刚,等.标准曲线法测定松花粉破壁率的研究[J].林业科技,2004,29(6):47-48.

[8]姜清华,翟延君,王荣祥,等.羚羊清肺丸中羚羊角的显微定量研究[J].中药材,2004,27(2):90-91.

单细胞动物的主要特征篇4

一、主动积极参与“活动”,加深理解

《生物学》教科书中每章节都设置了较多“活动”内容。例如在“细胞的基本结构和功能”一节中,设置的“活动”有:“观察人和动物细胞的基本结构”“观察植物细胞的基本结构”。如果你在学习时,主动积极参与活动,用显微镜观察有关的不同种类的细胞,并绘制一些细胞图,并经过“讨论”思考解决相关的问题,比较动植物细胞的异同。按上述方法再去学“细胞是生命活动的单位”“细胞是通过分裂而增殖”等内容,这样,你需要理解记忆的相关的基础知识:细胞是构成生命活动的基本单位,细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核的功能,细胞之间的联系,生物细胞的生长方式,细胞分裂的方式和生长现象等,就能熟练地运用它们去解决一些问题和加深对相关问题的理解,从而达到对知识的融会贯通。

二、细致观察,认真思考

青蛙是怎样捕食的?细菌的形态有多少种?玉米幼苗一天之内能够长多高?等等,这些都需要进行科学观察。观察时要细致,认真思考所发现的问题。在学习生物课过程中有很多观察的“活动”。如“观察一滴水中的生命”“观察变形虫”“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂”……通过观察,就会在脑海中形成相关的印象和知识。但是有些基本概念、原理规律等就不能进行观察,而教科书上常用相关示意图表示。如“细胞分裂示意图”“细胞分裂过程中染色体变化示意图”,对于这些示意图,应该细致观察“阅读”,认真想象思考,这样就可能较易理解掌握相关的知识。又如“人体内物质的运输”一章,重点、难点都是血液循环,如果把心脏、血管的结构特点与体循环、肺循环路线及血液变化简图有机地结合起来,并识记这个简图,就可完成以下知识点的记忆:心脏结构的特点;从图中箭头方向可解释什么叫动脉、什么叫静脉;根据血液颜色可解释什么是动脉血、什么是静脉血;根

据箭头可找出体循环路线、肺循环路线,图中可看出气体交换部位、气体扩散方向和血液变化。

三、运用“比较”法记忆,深化理解

《生物学》的许多概念既有区别又有联系。像单子叶植物与双子叶植物、动脉与静脉、血浆与血清、原尿与终尿、光合作用与呼吸作用等。将它们进行对比,可以使我们对基本概念、基本原理有深刻的印象,同时有助于我们对知识的深化理解和掌握。如在学完光合作用与呼吸作用后,可列出以下表格比较两者的区别:

单细胞动物的主要特征篇5

【摘要】 目的为鉴别和开发利用清酒缸提供科学依据。方法对清酒缸进行性状鉴别、显微鉴别。结果清酒缸的显微特征为:根韧皮部有纤维束成群散在;茎韧皮部可见维管束断续排列成环;叶的主脉有外韧型维管束,呈凹槽形。结论上述特征可作为清酒缸鉴定的依据。

【关键词】 清酒缸;药材性状;显微特征

清酒缸为豆科山蚂蝗属植物小槐花Desmodium caudatum (Thunb.) DC.的全草,又名草鞋板、味噌草、拿身草、羊带归、青酒缸,分布于江苏、安徽、浙江、江西、福建、台湾、湖北、湖南、广东、广西、四川等地。全株均可作药用,具有清热利湿,消积散淤,主治劳伤咳嗽,吐血,水肿,小儿疳积,痈疮溃疡,跌打损伤等症,为广西民间常用中草药[1,2]。鉴于有关清酒缸的生药鉴定尚未见报道,故作者从药材性状、显微特征等方面对其进行了研究,为进一步开发利用和制定其药材标准提供科学依据。

1材料与仪器

1.1材料采自广西南宁市郊区老虎岭,经广西中医学院药用植物教研室朱意麟老师鉴定为豆科山蚂蝗属植物小槐花Desmodium caudatum (Thunb.) DC.的全草。

1.2仪器与试剂Microm HM355S型全自动石蜡切片机(德国Microm公司)、Motic成像显微系统(厦门麦克奥迪公司),实验所用试剂均为分析纯。

2方法

制片方法:石蜡切片:新鲜清酒缸全草,经FAA固定液固定,常规石蜡切片,番红-固绿染色制成永久片[3]。粉末制片:本品粉末经水合氯醛透化,甘油装片而成。

3结果

3.1药材性状本品根呈不规则圆柱形,常弯曲,表面棕褐色至黑褐色,微粗糙,断面黄棕色。茎圆柱形,直径0.1~0.4 cm,表面黄绿色至黑绿色,微粗糙,断面浅黄色。叶对生,多皱缩脱落、破碎,灰绿色至黄棕色,完整者展平后呈披针形,长1.4~6.2 cm,宽0.8~2.8 cm,先端渐狭呈急尖,基部圆形,全缘,疏被短柔毛。气微,味苦。

3.2显微特征

3.2.1根横切面类圆形。①木栓层为6~8列的扁平细胞,排列紧密,细胞类长方形。②皮层较窄,细胞排列疏松,类圆形或长方形,偶见方晶;少数纤维细胞成群散在。③韧皮部细胞类圆形或多角形,可见韧皮纤维成群散在。④形成层不明显。⑤木质部宽广,约占根横切面半径的;导管较大,单个或2~3个相聚;木纤维较多,断续成环分布与木薄壁细胞相间排列。⑥射线宽广,多由1~2列类长方形的细胞组成。见图1~2。

3.2.2茎横切面类圆形。①表皮细胞1列,类长方形,排列紧密。②皮层细胞类圆形或椭圆形,胞间隙稍宽,排列疏松,有方晶散在。③韧皮部较窄,外方有纤维断续排列成环。④形成层不明显。⑤木质部宽广,导管壁较薄,单个或2~3个相聚;木纤维排列紧密,成群散在。⑥射线细胞类圆形,多由1~2列细胞组成。⑦髓部较宽,细胞类圆形,可见方晶。见图3~4。1.木栓层2.皮层3.韧皮部4.纤维5.导管6.射线图1清酒缸根横切面详图(400×)1.木栓层2.皮层3.纤维4.韧皮部5.方晶6.木质部图2清酒缸根横切面简图(40×)1.表皮2.皮层3.纤维4韧皮部5.木纤维6.导管7.射线8.方晶9.髓部图3清酒缸茎横切面详图(400×)

3.2.3叶横切面①上、下表皮细胞各1列,上表皮细胞较大,类圆形或长方形,下表皮细胞较小,类圆形,细胞外壁不见增厚;偶见气孔和非腺毛。②栅栏组织1列,圆柱形,排列紧密,不通过主脉;海绵组织数列,排列疏松。③主脉维管束外韧型,外方纤维束呈凹槽形。见图5~6。1.表皮2.皮层3.韧皮部4.木质部5.方晶6.髓部图4清酒缸茎横切面简图(40×)1.上表皮细胞2.栅栏组织3.海绵组织4.纤维5.韧皮部6.木质部7.下表皮细胞图5清酒缸叶横切面详图(400×)1.上表皮细胞2.栅栏组织3.海绵组织4.纤维5.木质部6.韧皮部7.下表皮细胞图6清酒缸叶横切面简图(100×)

3.2.4叶表面制片叶上表面细胞不规则,波浪状突起,排列紧密,无气孔分布。叶下表面细胞呈不规则形,气孔密集,轴式多为平轴式,偶见不定式。见图7~8。

3.2.5粉末特征干燥粉末米黄色。①淀粉粒极多,单粒淀粉粒类球形或椭圆形,直径8.4~15 μm,脐点裂缝状或人字状,层纹不明显;复粒淀粉粒由2~4粒组成,脐点和层纹都不明显。②方晶较多,单个散在,呈棱形、方形或多面形。③晶鞘纤维较多,单个散在。④纤维少见,长1.1~1.5 mm,端尖长。⑤孔纹导管较多,可见螺纹、梯纹导管。⑥非腺毛较多,长2.6~3.4 mm,表面有疣状突起,壁厚。见图9。1.上表皮细胞2.非腺毛图7清酒缸上表皮(400×)1.气孔2.非腺毛3.下表皮 图8清酒缸下表皮(400×)1.晶鞘纤维2.淀粉粒3.方晶4.纤维5.腺毛6.非腺毛7.导管图9清酒缸粉末图(400×)

4讨论

通过上述研究表明,清酒缸的主要生药学特征有:①根韧皮部可见韧皮纤维成群散在,木纤维多,断续成环分布。②茎皮层有方晶,韧皮部有纤维断续排列成环,木纤维成群散在,髓部较宽,可见方晶。③叶主脉维管束外韧形,外方纤维束排列呈凹槽形,栅栏组织不通过主脉,海绵组织疏松。④粉末可见众多晶鞘纤维,方晶、淀粉粒众多。上述特征既可对进行清酒缸生药鉴别,又可为制定其质量标准提供参考依据。

参考文献

[1]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草,第4册[M].上海:上海科学技术出版社,1999:444.

单细胞动物的主要特征篇6

知识的宽度、厚度和精度决定人的成熟度。每一个人比别人成功,只不过是多学了一点知识,多用了一点心而已。下面小编给大家分享一些人教版八年级上生物的知识,希望能够帮助大家,欢迎阅读!

人教版八年级上生物的知识1动物在生物圈中的作用

1.掌握动物在自然界中的作用

动物在自然界中的作用主要有三点:

①维持生态平衡

②促进生态系统的物质循环

③帮植物传粉、传播种子。

(食物网中的动物与植物之间存在着相互适应、相互依存的关系,动物与动物之间存在着相互依赖、相互制约的关系,在生态系统中各种生物的数量和所占比例总是维持在相对平衡的状态,这种现象叫做生态平衡)

2.认识动物与人类的生活关系

人们利用转基因羊生产含有药物的奶,这叫做乳房生物反应器。利用乳房生物反应器可以节省建设厂房和购买仪器的费用,可以减少复杂的生产程序和环境污

染。模仿生物的某些特点发明创造出特殊的仪器设备,这叫做仿生,如:萤火虫与冷光,蝙蝠的回声定位与雷达,乌龟的背甲与薄壳建筑。

人教版八年级上生物的知识2细菌和真菌

一、细菌和真菌的分布

1.观察菌落

菌落的大小/菌落的形态/真菌的菌落

区别细菌和菌落的颜色

2.培养细菌和真菌的一般方法

配制培养基,高温灭菌

接种

恒温培养

3.归纳细菌和真菌生存的条件

适宜的温度、有机物

二、细菌

1.细菌的发现

17世纪后叶,列文 虎克用自制的显微镜发现细菌

19世纪中叶,巴斯德研究细菌,说明细菌不是自然发生德

大小:个体微小,高倍镜或电镜下可见

形态:单细胞,有球菌、杆菌、螺旋菌

2.细菌形态和结构

结构:由细胞壁、细胞膜、细胞质构成,无成形的细胞核;鞭毛、荚膜、芽孢

营养方式:没有叶绿体,异养型,分为寄生和腐生两种方式

细菌的生殖:分裂生殖,遇到不良环境,可形成休眠体芽孢,速度很快。

三、真菌

多细胞个体:蘑菇:食用或者药用

1.各种各样的真菌

霉菌:青霉和曲霉的观察比较

单细胞个体:酵母菌:酿酒、做面包等

2.主要特征

细胞内有成形的细胞核;能够产生孢子,孢子能够发育成新的个体;体内没有叶绿素,营养方式属于异养。

3.真菌的繁殖

孢子繁殖

四、细菌和真菌在生物圈中的作用

1.认识细菌和真菌的主要区别和类型

细菌的种类:球菌、杆菌、螺旋菌。

细菌:由一个细胞构成,基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、DNA(没有成形的细胞核)、荚膜、鞭毛,没有叶绿体。

生活方式:异养(寄生、腐生)。它们是生态系统中的分解者。

细菌的生殖方式是分裂生殖。芽孢是细菌的休眠体,能对不良环境有较强的抵抗能力。细菌快速繁殖和能形成芽孢的特性,使它们几乎无处不在。

真菌:细胞具有细胞核。种类:除多细胞的霉菌(青霉和曲霉)和大型真菌(如:香菇、木耳、灵芝、牛肝菌)外,大多真菌的生殖方式是孢子生殖。还有单细胞的种类,如酵母菌:生殖方式是出芽生殖。生活方式:腐生

真菌细胞与细菌细胞的最大区别是有无形成细胞核。

五、人类在不同领域对细菌和真菌的利用

1.细菌和真菌在自然界中的作用主要有:

①作为分解者参与物质循环

②引起动植物和人患病

③与动植物共生(如:地衣真菌+藻类,根瘤豆科植物+根瘤菌)。

2.微生物与人类生活

(1)食品制作:酵母菌:无氧时,分解食物中的糖类,产生酒精、二氧化碳,如酿酒时。有氧时,分解食物中的糖类,产生二氧化碳和水,如制馒头、包子、面包等。乳酸菌:无氧条件下,将葡萄糖转化成乳酸。制酸奶、泡菜等。(酿酒:酵母菌;制醋:醋酸菌;生物固氮:根瘤菌;制酸奶和泡菜:乳酸菌。制酱和豆豉:霉菌)

食品的腐败原因

由于细菌和真菌在食品中生长、繁殖活动引起的。

防腐

脱水法、腌制法、烟熏法、真空包装、冷冻法、罐藏法、巴斯德消毒法等。

食品保鲜的原理有两条

①杀死细菌、真菌②抑制细菌、真菌的生长、繁殖。

食品保鲜办法:高温灭菌法、真空包装法、冷藏法、腌制法、罐藏法、巴氏消毒法、脱水法等。

(2)制药:抗生素和利用转基因生物生产药物

有些真菌可以产生杀死某些致病细菌的物质,这些物质叫做抗生素。利用转基因技术把控制合成胰岛素基因转入到大肠杆菌体内,生产出来的胰岛素能治疗糖尿病。

(3)净化环境:厌氧菌将有机物分解产生甲烷。好氧菌产生二氧化碳和水。

人教版八年级上生物的知识3动物的行为

一、动物的运动依赖于一定的结构

1.动物行为的概念:动物所进行的一系列有利于它们存活和繁殖后代的活动

运动时,肌肉的收缩、舒张牵引着骨绕着关节运动,因此,在运动中,骨是杠杆,关节是支点,骨骼肌产生运动的动力。

3.关节的结构和功能:既牢固又灵活

关节面(关节头、关节窝):覆盖有一层软骨(减少摩擦,缓冲震动)

关节囊:由结缔组织构成,牢固地联系相邻两骨;内外有韧带,加固连结;囊壁的内表面能分泌滑液

关节腔:内有滑液,润滑关节软骨,减少摩擦,使运动灵活自如

4.骨、关节和肌肉的协调配合

屈肘时,肱二头肌收缩,肱三头肌舒张

伸肘时,肱三头肌收缩,肱二头肌舒张

运动由运动系统、神经系统(调节)、消化系统(提供能量)、呼吸系统(提供氧气,排出二氧化碳)、循环系统(运输营养物质和代谢废物)相互配合,共同完成的。

动作产生的意义:动物发达的运动能力,有利于觅食和避敌,以适应复杂多变的环境。

二、先天性行为和学习行为

1.从动物行为的表现上,动物的行为可分为:取食行为、繁殖行为、迁徙行为、防御行为(警戒色,拟态,保护色)等

2.从行为的获得途径上,动物行为分为先天性行为和学习行为。

①先天性行为:凡是动物生来就有的,由身体里的遗传物质所控制的行为。是动物先天具有的本能,由遗传因素决定。

实例:蜜蜂采蜜、蚂蚁作巢、鸟类迁徙、小鸟在池边喂金鱼等

②后天性行为(学习行为):不是动物生来就有的,而是动物在成长过程中,通过生活经验和“学习”逐渐建立起来的新的行为活动。

实例:训练蚯蚓走迷宫,大山雀喝牛奶,黑猩猩吃高处的香蕉等

3.研究一种动物的行为

探究菜青虫的取食行为

探究动物的绕道取食

三、社会行为

1.概念:营群体生活的动物,群体内部不同成员之间分工合作,共同维持群体的生活,从而具有一系列行为。

群体内的不同动物个体之间,通过动物的活动、声音和气味等来传递信息。

2.社会行为的特征:群体内部往往形成一定的组织,成员之间有明确的分工,有的群体中还形成等级

3.具有社会行为的动物举例

白蚁群体(无等级制度:雌蚁、雄蚁、工蚁、兵蚁))

狒狒群体(有等级制度:“首领”雄狒狒、下级雄狒狒、雌狒狒、幼狒狒)

4.群体中的信息交流

动物动作、声音和气味等都可以起传递信息的作用

探究蚂蚁的通讯

人教版八年级上生物的知识4生物的多样性及其保护

一、根据生物的特征进行分类

1.尝试对生物进行分类

概念:根据生物的相似程度把生物划分为不同的等级,并对每一类群的形态结构等特征进行科学的描述

生物分类法 依据:生物在形态、结构等方面的特征

目的:弄清不同类群之间的亲缘关系进化关系

2.从种到界

生物分类的目的和依据

生物的单位:门、纲、目、科、属、种

生物分类的基本单位:种

马:马种、马属、马科、奇蹄目、哺乳纲、脊索动物门、动物界

桃:桃种、梅属、蔷薇科、蔷薇目、双子叶植物纲、种子植物门、植物界

二、认识生物的多样性

1.生物多样性的概念

生物多样性:生物类种多样性(我国被称为裸子植物故乡)、基因多样性和生态系统多样性

三者之间的关系:生物种类的多样性实质上就是基因的多样性。每种具有独特基因库的生物生态系统中的其他生物是相联系的。生物数量的减少,将导致基因资源损失,并且必然影响它所在的生态系统。生态系统发生剧烈变化。将会加速生物种类多样性和基因多样性的丧失。

三、保护生物的多样性

1.生物多样性面临威胁

我国特有的部分珍惜动植物濒临灭绝的边缘

2.生物多样性面临的威胁的原因

生物的栖息地的破还(最终要的原因)

不合理的开发利用(人类的偷猎和捕杀野生动物)

环境污染 外来物种入侵

3.建立自然保护区的意义

是天然的基因库

天然实验室

活的自然博物管

实例:长白山自然保护区、青海湖鸟岛自然保护区

4.生物多样性的保护

将某些濒危物种迁出原地,移入新园、馆等进行特殊的保护和管理、建立濒危物种的种质库、颁布和完善法律和法规。

人教版八年级上生物的知识5各种环境中的动物

一、无脊椎动物

1.腔肠动物

主要特征:身体有内胚层和外胚层构成,呈辐射对称,体表有刺细胞,有口无肛门;

代表动物:水母、水螅、海葵、珊瑚等;

水螅的繁殖方式:出芽生殖(无性)和有性生殖

2.扁形动物

主要特征:身体有内胚层、中胚层和外胚层构成,两侧对称,背腹扁平,有口无肛门;

代表动物:涡虫、华枝睾吸虫、血吸虫、绦虫;大多寄生生活;

涡虫的消化器官由口、咽、肠组成;

血吸虫生活史:受精卵在水中孵化,幼虫进入钉螺体内继续发育,最后进入人体发育为成虫;

猪肉绦虫生活史:受精卵在猪体内发育成幼体,感染猪肉,形成“米猪肉”,进而在人体内发育成成虫;

3.线性动物

主要特征:身体细长,不分节,呈圆柱形,体表有角质层,有口有肛门;

代表动物:蛔虫、蛲虫、钩虫、线虫等;大多寄生生活,消化结构简单,生殖能力强;

蛔虫的雌虫较大,雄虫较小,尾部向腹部弯曲;

4.环节动物

主要特征:身体呈圆筒形,由许多彼此相似的体节组成;靠刚毛或疣足辅助运动;

蚯蚓(环节动物)的形态特点:

(1)体形:长圆柱形,两端尖细,可减少土中钻动时的阻力,适于穴居钻行生活;

(2)身体由许多体节组成;

(3)环带:是区别蚯蚓前后端的标志。

(4)刚毛:协助运动;

(5)湿润的体壁:进行气体交换,完成呼吸。

代表动物:蚯蚓、沙蚕、水蛭等;少数寄生;

作用:蚯蚓可入药,可以分解有机垃圾,提高土壤肥力;在生态系统中,属于分解者;

5.软体动物

主要特征:体表有外套膜,大多具有贝壳;水生软体动物用鳃呼吸;运动器官是足;

代表动物:河蚌、蜗牛、乌贼等;

乌贼的壳—海螵蛸;鲍鱼的壳—石决明;

6.节肢动物

主要特征:身体和附肢分解,体表有坚韧的外骨骼;

代表动物:甲壳类(虾、蟹);多足类(蜈蚣);蛛形类(蜘蛛);昆虫类(蝗虫);

昆虫的主要特征:身体分为头、胸、腹三部分;头部有一对触角,一个口器;腹部有三对足,两对翅;腹部有气门,是呼吸器官;

二、鱼

水中生活的动物、四大家鱼:青、草、鲢、鳙;

1.鱼的尾鳍可以控制前进方向,也可以产生前进动力;鱼的侧线可以感知水流,测定方向;

鲫鱼适于水中生活的形态结构和生理特点:

①体色:背面深灰黑色,腹面白色,不容易被敌害发现;

②体形:梭形,游泳时减少水的阻力;

③体表:有鳞片保护身体,有黏液减少阻力,身体两侧各有一条侧线,有感知水流、测定方向的作用;

④有鳍游泳:(胸鳍、腹鳍:保持鱼体平衡;尾鳍:保持鱼体前进的方向);

⑤用鳃呼吸;水从口近,鳃盖的后缘出

⑥体内有鳔,能调节身体比重,在鳍协助下可以停留在不同水层;

⑦体外受精,水中发育。

2.鱼类的主要特征:终生生活在水中,身体表面大多覆盖着鳞片,用鳃呼吸,用鳍游泳,心脏一心房一心室。

3.观察鳃

形 态:鳃丝呈细丝状

颜 色:红色(因为有丰富的毛细血管)

结 构:有鳃弓、鳃丝、鳃耙组成

三、哺乳动物

家兔的形态结构和生理特点:

①体表:被毛,有保温作用,对家兔维持体温恒定有很重要的作用;

②消化:牙齿分化为门齿(切断食物)、臼齿(磨碎食物);消化管很长,并且有特别发达的盲肠,与植食性生活相适应。

③血液循环:心脏为完整的四个腔,两条完整的循环路线,体温恒定。

④神经系统:由脑、脊髓、神经组成,大脑发达

⑤生殖:胎生(有胎盘)、哺乳,大大提高了后代的成活率。

⑥哺乳动物的主要特征;体表被毛,牙齿有门齿、犬齿、臼齿的分化,体腔内有膈,用肺呼吸,心脏四腔、体温恒定,大脑发达,胎生,哺乳。

例如:蝙蝠、鸭嘴兽、袋鼠鲸、虎、黑猩猩等

四、鸟

家鸽适于飞行生活的形态结构和生理特点:

①身体被覆羽毛;具有可用于飞翔的翼:两翼和尾部生有正羽,可以扩大两翼面积,使两翼扇动有力,尾部的正羽有控制方向的作用;

②身体呈流线型,有利于减少飞行时空气对它的阻力;

③有的骨很薄,有的愈合在一起,长骨中空,充满空气,减轻体重,胸骨发达,有龙骨突,胸肌发达,附着在龙骨突上;

④食量大,消化能力强,有喙无齿,直肠短,不储存粪便,有利于减轻体重;

⑤心肌发达,血液循环快,血液输送氧、营养物质的能力强;

单细胞动物的主要特征篇7

调节性T细胞(regulatory T cells, Treg)是一类具有较低的增殖能力,能够抑制免疫反应的细胞群,在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反应和维持机体免疫平衡方面发挥重要的作用。近年来,调节性T细胞已成为免疫学领域的研究热点,现已证实除了CD4+Treg外,一部分CD8+T细胞,CD4-CD8-T细胞、NKT细胞也具有类似免疫调节功能。本文着重阐述的CD4+CD25+T细胞是最早报道的调节性T细胞,此类细胞占健康个体外周CD4+淋巴细胞的5%~10%。自1995年Sakaguchi等[1]首次报道CD4+CD25+调节性T细胞以来,人们对其产生、发育、分化、成熟、功能及其与各类免疫性疾病的关系进行了大量研究,现对其简要综述如下 。

1 调节性T细胞分类、特征

目前认为,Treg 主要包括Tr1,Th3和CD4+CD25+Treg 。根据来源不同将其划分为固有Treg和适应性Treg。固有Treg亦称天然 Treg (natural Treg),是指那些在胸腺发育成熟后进入外周淋巴组织的Treg,在预防病理性自身免疫反应方面起作用;适应性Treg 即获得性Treg,是由成熟T细胞诱导产生的,参与控制微生物感染和移植免疫应答。天然Treg 的抑制机制主要是细胞接触依赖性及细胞因子非依赖性,而获得性Treg 的抑制机制不依赖于细胞间接触而是依赖细胞因子的作用[2]。细胞因子依赖性主要通过分泌白细胞介素10(IL10)、转化生长因子β(TGFβ)等来抑制效应细胞的增殖与功能,而细胞接触依赖性抑制作用的分子机制目前仍不太清楚。通常所谓的CD4+CD25+Treg 属于天然调节性T细胞,Tr1和Th3属于获得性调节性T细胞。

Tr1,Th3是由外周成熟的T细胞在特定条件的诱导下分化而来的,也可由CD4+CD25+Treg 分化而来。在口服诱导耐受过程中,肺部树突细胞产生IL10,促进Tr1的产生;小肠黏膜树突细胞则产生TGFβ,可促进Th3产生。在大多数情况下, Tr1,Th3是通过抗原反复刺激诱导产生的。Tr1的主要特征是[3]:CD4+CD45RBlow、低增殖能力,分泌高水平的IL10、低水平的IL2、正常水平的TGFβ、中度水平的IFNγ和IL5、不产生IL4。Th3区别于Tr1主要在于其分泌高水平的TGFβ。Tr1,Th3均具有免疫抑制功能,体外可下调抗原特异性的T细胞增殖反应,体内可预防和治疗自身免疫性疾病。其免疫调节作用主要是通过它们产生的抑制性细胞因子IL10和TGFβ来实现的。

2 CD4+CD25+调节性T细胞发育、分化及功能特性

CD4+CD25+T细胞主要来源于胸腺的CD4+CD25-T细胞,有人把胸腺产生调节性CD4+CD25+T细胞作为胸腺除了阴性选择、阳性选择的第三功能。在胸腺的自然选择过程中,T淋巴细胞受体(TCR)与低密度、高亲和力的MHCⅡ/肽复合物或胸腺内皮细胞递呈的自身抗原肽间反应介导CD4+CD25+T细胞的分化发育[4]。胸腺产生的CD4+CD25+T细胞到达外周淋巴器官后,可能还需要依赖自身抗原和免疫分子如CD28B7,CD40CD40L共刺激分子的慢性刺激作用,才能维持其免疫调节功能。此外,CD4+CD25+Treg 也可由外周CD4+CD25-T细胞分化发育而来,CD4+CD25+Treg 胸腺外产生机制可能是机体对其胸腺产生能力逐渐下降及有限扩增能力的弥补[5]。

CD4+CD25+调节性T细胞具有免疫无能性及免疫抑制性两大特征。免疫无能性即对高浓度IL2的单独刺激、固相包被或可溶性抗CD3单抗以及抗CD3单抗、抗CD28单抗的联合作用呈无应答状态,也不分泌IL2。免疫抑制性表现在经TCR介导的信号刺激活化以后CD4+CD25+T细胞能够抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的增殖,这种抑制作用是非特异性的,且不具有MHC限制性[6]。Sakaguchi等[1]发现未免疫小鼠外周循环中5%~10%的CD4+T细胞表达CD25+表面分子,将移除CD25+的CD4+T细胞(CD4+CD25-T细胞)过继给T细胞缺陷的小鼠,能导致宿主各个器官的自身免疫病,而将CD4+CD25+与CD4+CD25-T细胞一同转移,则不引起自身免疫病。该发现提示CD4+CD25+T细胞具有抑制自身免疫病的作用,与早年发现的抑制性T细胞(Ts)有类似之处。这类细胞与CD4+CD25-T细胞相比,组成性表达IL2αR(CD25),CTLA4(CD152),GITR及高水平的CD44和中/低水平的CD45RB,50%表达HLADR,80%表达CD45,经TCR激活后CTLA4表达增高。CD25既是CD4+CD25+Treg 的特征性标志,又是T细胞激活的标志,故用CD25不能将两者鉴别开来。

在体外研究发现,如果CD4+CD25+T细胞不与靶细胞直接接触,则不能发挥抑制靶细胞的功能,而中和抑制性细胞因子IL4,IL10和TGFβ并不影响该类细胞的免疫抑制功能。在体内,CD4+CD25+T细胞免疫抑制功能与细胞因子有关。这样的矛盾结果可能与调节性T细胞数量有关,在细胞数量较低时,可能需要借助于细胞因子来介导它的活性,在细胞数量较高时,只通过细胞与细胞直接接触发挥作用。

3 转录因子Foxp3在CD4+CD25+T细胞发育和功能发挥中的作用

Foxp3称叉状头/翅膀状螺旋转录因子(forkhead /winged helix transcription factor),在调控Treg细胞发育中起重要作用。Fontenot研究小组在2003年已证明Foxp3在Treg细胞上特异性表达[7],且Foxp3在Treg细胞的发育和功能上是必需的。Foxp3不是一个简单的激活信号,因为在CD4+CD25-T细胞激活后不表达Foxp3。Fontenot和Khattri研究小组使用了互补的途径证明Foxp3在CD4+CD25+T细胞发育和功能上的作用。由于Scurfy小鼠发生了Foxp3 基因的突变,导致CD4+T细胞介导的淋巴细胞增殖疾病,表现为恶病质和多器官细胞浸润。人类同源的Foxp3突变可引起人类基因性疾病的免疫失调、内分泌疾病、肠病、X染色体性联综合征(IPEX,也称为X染色体性联自身免疫-变态失调综合征,XLAAD),表现为全面的免疫失调,带有自身免疫性内分泌疾病,早期发作的1型糖尿病和甲状腺炎,且在一些病例证明伴有严重的异位特异反应,包括湿疹、食物超敏反应和嗜酸性炎症。

现已证实小鼠Foxp3 的mRNA及其编码蛋白Scurgy仅特异表达于Treg细胞,而其他CD4+T细胞亚群,包括静息CD4+T细胞、活化的Th1/Th2细胞均极少表达。研究人员发现[8],高表达Foxp3的转基因小鼠Treg细胞数量增加;Foxp3敲除小鼠活化的CD4+T细胞增多,却缺乏独立的CD4+CD25+T细胞,因而导致自身免疫病的发生。Fehervari等[9]将从正常小鼠分离的Treg细胞注入Foxp3缺陷小鼠体内,结果发现能阻止这种小鼠自身免疫性疾病的发生。以上实验充分表明,Foxp3可调控Treg细胞发育及功能效应。

4 CD4+CD25+T细胞与自身免疫性疾病

鉴于Treg对维持机体免疫耐受的关键作用, 不难理解, 其数量和(或)功能的异常必定和疾病的发生发展密切相关。在动物实验中, 如果给小鼠注射抗CD4+CD25+T细胞抗体, 或摘除新生小鼠的胸腺或者敲除Treg发生的关键基因Foxp3, 都会导致实验小鼠发生不同程度的自身免疫性疾病和炎症。另一方面, 提高或增强Treg的数量或功能可防止或抑制许多自身免疫性疾病的发生或发展。Treg与常见自身免疫性疾病关系的研究已较为广泛和深入。

4.1 CD4+CD25+T细胞与胰岛素依赖性糖尿病

胰岛素依赖性糖尿病( IDDM ) 是由于机体识别胰岛细胞的自身抗原, 过度激活的CD4+和CD8+T细胞引起胰岛β细胞的损害, 导致胰岛素分泌不足。来自幼年非肥胖型糖尿病(NOD ) 小鼠的CD4+CD62L+T细胞可以保护小鼠在转输实验中免受来自糖尿病动物致病性T 细胞的影响, 剔除这些细胞则导致糖尿病的发生。这些细胞的保护作用有赖于TGFβ, 因为在转输CD4+CD62L+T细胞时用两种不同的抗TGFβ mAb, 可以消除这种保护作用。Treg与自身免疫性糖尿病的关系已被许多实验证实, 近年来, 基于对Treg的研究, 在糖尿病的治疗方面有一些新的思路。

4.1.1 CD28/B7途径维持NOD 小鼠Treg的稳定 CD28/B7是启动T细胞活化的典型共刺激途径, 然而, 早期来源于NOD小鼠的研究却得到了意想不到的结果。CD28基因敲除和B71/B72基因敲除(CD28KO 和B71/B72KO ) 的NOD小鼠与对照组相比, 糖尿病的发病率更高且发生更早。用CD28的拮抗剂-鼠CTLA 4 Ig处理NOD小鼠可以得到相同的结果。进一步研究揭示, CD28/B7途径被破坏的NOD小鼠外周血Treg细胞的数量明显减少。CD28KO小鼠胸腺内Treg也显著减少。正常小鼠注射CTLA4 Ig, 或同时注射抗B71和抗B72 mAb后, 小鼠外周血Treg降低60%~ 80%, 说明CD28对维持外周血Treg的稳定有重要作用。实际上, 已证实CD28对Treg在体内的扩增很重要。基于以上数据, 人们试图针对这个重要的共刺激途径设计药物。CD28/B72 是NOD病理反应中的主要共刺激途径, 因此, 选择性抑制CD28/B7也许可以提高Treg活性, 减轻病理性T 细胞反应。另外, Treg有克隆无能的特性,在体外不能有效扩增。当抗CD28 mAb介导的共刺激存在时, 可以逆转这种无能的表型, 使Treg的体外扩增成为可能。

4.1.2 抗CD3 mAb刺激Treg扩增治疗1型糖尿病 抗CD3 mAb是较强的免疫抑制剂, 用小剂量抗CD3 mAb治疗NOD小鼠的新发糖尿病, 可以使80%的小鼠获得持久性的疾病豁免, 可以观察到胰腺内浸润淋巴细胞的凋亡和数目下降, 随后大量保护性T 细胞(主要是产生TGFβ和IL10 的Treg) 进入胰腺[9],在患者体内也能观察到相同的结果[10] 。在以后的实验中, 从受试者分离出来的细胞在体外能抑制同种异体的免疫反应。T 细胞在特定的刺激下(如抗CD3 mAb), 如何使Treg产生以及扩增, 其具体机制尚不明确。

4.1.3 胰岛抗原特异性Treg的扩增及治疗性疫苗 Treg的免疫抑制特性使人们对其诱导免疫耐受产生兴趣, 然而这种细胞在循环中的数量很少, 抗原特征也没有被完全认识, 因此长期以来人们无法在体外扩增有功能的Treg, Tang 等[11]首次采用有效方法扩增了来自NOD 小鼠的抗原特异性Treg。联合应用抗CD3, 抗CD28和IL2使纯化的Treg在体外扩增了200 倍。扩增的Treg具有典型的细胞表型且在体内外能抑制效应性T细胞的功能。输注扩增的Treg于NOD小鼠体内, 可观察到它阻止糖尿病的发展, 逆转糖尿病并长期维持免疫稳定。这种体外扩增的抗原特异性Treg在体内不依赖CD28共刺激分子而长期存活, 但是需要抗原激活其功能。以上研究对临床治疗有重要意义, 设想如果能从发病不久的自身免疫性疾病(如1型糖尿病) 患者体内分离出Treg,经扩增后在疾病活动期回输到患者体内将缓解炎症反应, 还可以联合抗CD3 抗体或其他药物清除病理性细胞。少量抗原特异性Treg就可以在疾病发生后抑制自身免疫性疾病, 因此, 开发针对器官特异性自身免疫性疾病的治疗性疫苗, 主要依靠鉴定和选择性扩增抗原特异性Treg。许多胰岛特异性T 细胞抗原被确认与人和小鼠糖尿病的发生有关,结合这些抗原表位的MHC 多聚体已经被识别[12]。这些MHC 多聚体反应物可能被用于扩增胰岛特异性Treg。目前进行的工作是从多克隆的细胞群中鉴定抗原特异性Treg, 并应用固定的抗原肽联合MHC 多聚体, 从正常的NOD 小鼠选择性地扩增胰岛抗原特异性Treg。一旦被成功扩增, 这些高活性的细胞被转输到患病的个体, 将逆转病理过程并促进长期耐受。

4.2 CD4+CD25+T细胞与系统性红斑狼疮

系统性红斑狼疮( SLE)是多器官损伤的炎症性自身免疫疾病,其发病机制十分复杂。研究表明SLE患者体内存在中枢和外周免疫耐受瓦解,体内自身反应性T细胞直接与疾病的发生和发展密切相关。疾病活动期SLE患者外周血CD4+CD25+调节性T细胞显著低于稳定期患者和正常人,这将有助于通过检测SLE患者外周血CD4+CD25+调节性T细胞来了解患者的疾病活动性。CD4+CD25+T细胞可以通过抑制IL2的产生来抑制童贞T细胞的活化,或者通过细胞与细胞的直接接触来持久性地抑制CD8+T细胞和NK细胞的细胞毒作用,从而抑制自身免疫性反应[ 13-15 ]。当机体内CD4+CD25+T细胞减少时,其抑制IL2产生的能力下降,维持免疫耐受的能力降低,导致体内自身活化性T细胞大量增殖。研究也证实SLE患者体内CD4+,CD8+细胞群以及T细胞总数都发生了较大变化,活动期患者CD4+细胞群明显降低,而静止期患者CD8+细胞群显著高于正常人。这可能是因为CD4+CD25+细胞可以通过分泌免疫调节因子(主要有IL4,IL10和TGFβ)调节Th1 /Th2 T细胞群的发展来控制自身反应性T细胞和直接对效应T细胞产生作用,当体内CD4+CD25+细胞群比例改变时,势必会引起它分泌的细胞因子失衡,从而导致Th1 /Th2 T细胞群比例失调,同时CD4+CD25+细胞的减少将引起CD4+CD25-细胞的大量增殖,导致CD4+/CD8+T细胞群比例严重紊乱,体液免疫亢进,由此导致SLE的发病。

4.3 CD4+CD25+T细胞与类风湿性关节炎

类风湿性关节炎(RA)是一种以关节滑膜炎为特征、免疫紊乱为主的慢性全身性自身免疫性疾病。Cao等[16]对27例RA患者外周血和关节液中的CD4+CD25+T细胞进行了检测,发现RA患者外周血中CD4+CD25+T细胞数量与正常对照组差异无显著性,但关节液中CD4+CD25+T细胞的数量却明显高于对照组。Van Amelsfort等[17]也证实了RA活动期滑膜液的CD4+CD25+T细胞数量显著高于外周血。进一步研究发现,关节液中的CD4+CD25+T细胞能抑制外周血及关节液中的CD4+CD25+T细胞增生。说明它们是一类具有免疫抑制功能的调节性T 细胞亚群。

CD4+CD25+T细胞对动物胶原性关节炎有抑制作用。通过吸入、口服或静脉注射Ⅱ型胶原,均可使实验动物T细胞分泌IL2和IFNγ的水平下降,而IL10和IFNβ分泌增多,胶原性关节炎症状缓解[18]。说明经过上述3种途径均能诱导小鼠体内产生分泌IL10和IFNβ的抗原特异性调节性T细胞,这类T细胞自身增生能力下降,却通过分泌抑制性细胞因子使关节炎缓解。

5 结语

CD4+CD25+Treg是一种重要的具有免疫调节作用的T淋巴细胞,它的出现打破了以往对免疫耐受机制的认识,受到了越来越多的关注。CD4+CD25+Treg在体内外进行了广泛的研究,并取得重大进展,但目前尚有许多问题有待进一步研究。对该细胞在自身免疫性疾病中的深入研究将有助于了解机体免疫调节的机制和认识自身免疫性疾病的病理、生理机制,从而使 Treg用于治疗自身免疫性疾病尽早变成现实。

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单细胞动物的主要特征篇8

干燥综合征(Sjgren’s syndrome, SS)是一种以侵犯外分泌腺体为主,并可累及多器官、多系统的慢性炎症性自身免疫病。本病可单独存在,称为原发性干燥综合征(primary Sjgren’s syndrome, pSS),也可以和另一诊断明确的结缔组织病如系统性红斑狼疮、类风湿关节炎等并存,称为继发性干燥综合征(secondary Sjgren’s syndrome, sSS)。国内发病率0.3%~0.7%,男女比为1:9~20[1]。干燥综合征的首发症状多样,临床表现复杂,典型表现为口干、眼干,累及其他器官可出现多系统损害的表现,本文就近年来国内外的研究综述如下。

1 系统损害的表现

1.1 全身表现 可出现发热,以不规则低热多见。关节痛为pSS较常见的临床首发症状,10%发生关节炎,故临床上常误诊为类风湿关节炎,但侵袭性关节破坏、关节畸形少见。部分患者有肌无力、肌酶谱升高和肌电图的改变。皮肤病变除皮肤黏膜干燥外,以双下肢为主的紫癜样皮疹较常见。一些患者有雷诺现象,但很少出现指端破溃。

1.2 呼吸系统 呼吸系统受累表现主要为间质性肺疾病(ILD)、小气道疾病以及肺动脉高压、肺囊肿和肺大泡、胸膜病变、肺淀粉样变、淋巴增殖性疾病等[2]。文献报道pSS-ILD的病理类型包括非特异性间质性肺炎(NSIP)、闭塞性细支气管炎伴机化性肺炎(BOOP)、普通型间质性肺炎(UIP)及淋巴细胞性间质性肺炎(LIP),其中NSIP是pSS-ILD最常见的病理损害类型[3]。呼吸道受累的病理基础为上、下呼吸道黏膜的淋巴细胞浸润和其外分泌腺体萎缩,局部血管炎也参与肺间质病变。Nakanishi等[4]报道pSS小气道疾病最常见的病理类型为非特异性慢性支气管炎,主要的组织病理学为呼吸性细支气管的淋巴细胞浸润和细支气管旁纤维化,临床表现轻重不一,常见症状有咳嗽、活动后气促、呼吸困难等,部分患者以呼吸道症状为首发表现。高分辨CT(HRCT)对肺部病变的敏感性和特异性都较高,常可发现早期尚未出现临床症状的病变。影像学上显示病灶多位于下肺叶和胸膜下,CT表现有毛玻璃影、气腔实变影、网格状影等。虽然肺活检是ILD诊断的金标准,许多学者已证实,胸部HRCT检查结果与开胸活检的组织学改变一致[5],所以HRCT能够全面、准确地反映出肺部病变程度及范围,可作为评估病情严重程度的一项重要指标。

1.3 泌尿系统 一般认为pSS的肾损害起病隐匿,病情进展缓慢,肾小球性蛋白尿及肾功能不全少见(

1.4 血液系统 pSS并发血液系统损害多影响一个血液系,也有两系以上同时受累。常见有贫血、白细胞减少、血小板减少和其他异常(如血沉>50 mm/1 h、高球蛋白血症)。大多数患者骨髓活检未见明显异常,部分人可见有骨髓巨核细胞成熟障碍。故大多数学者认为pSS的血液系统受累主要与免疫因素介导的血细胞破坏相关[8-9]。临床上还发现pSS患者虽然有较严重的外周血细胞减少,但病程进展缓慢,少有出现严重感染、出血而致死亡者。患者通常无自觉症状。一些血液系统的病变如Coombs’s试验阳性的溶血性贫血、粒细胞缺乏症、血小板减少症,则会表现出相应的症状。淋巴瘤被认为是pSS的重要并发症,干燥综合征患者淋巴瘤的发病率为正常人群的44倍[10]。国内一项临床研究对1320例pSS患者进行随访,29例(2.2%)发展为恶性肿瘤,其中8例非霍奇金淋巴瘤(7例起源于B细胞)、2例多发性骨髓瘤、19例实体瘤[11]。临床上提示发生恶性病变的危险因素有持续性唾液腺肿大、淋巴结肿大、脾肿大、单克隆丙种球蛋白血症、自身抗体阴转等,当患者出现淋巴组织增生时应警惕恶变。近期Theander等[12]研究发现,25%pSS患者的唇腺活检组织中出现生发中心(GC),异位生发中心的形成与pSS发展为恶性淋巴瘤关系密切,可将GC作为pSS患者潜在淋巴瘤的一个预测标记,并指导B细胞的靶向治疗。

1.5 消化系统 消化系统中存在着众多外分泌腺,是干燥综合征的重要受累系统。在pSS分类(诊断)标准中,唾液腺损害最具价值的主要是唇腺与腮腺。近期Milic等[13]验证了pSS患者大唾液腺超声诊断的准确性,提出大唾液腺超声可取代腮腺造影,成为欧美pSS分类标准的一个改良项目。但超声检查对早期的腺体病变并不敏感。胰腺外分泌功能不全时引起胰液减少和肠吸收功能不良,可致吸收不良综合征,部分患者出现顽固性腹泻。pSS合并胰腺损害的发生率达8.6%,多为亚临床经过,慢性胰腺炎为主,表现为上腹痛、淀粉酶增高、B超胰腺肿大或回声改变,逆行胰管造影呈主胰管相对性狭窄影像为特征表现。pSS合并肝脏疾病常见有原发性胆汁淤积性肝硬化(PBC)、自身免疫性肝炎(AIH)、非酒精性脂肪肝及病毒性肝炎。

1.6 神经系统 pSS合并神经系统病变的发病率,不同文献数据差别较大。临床表现多种多样,有时可为首发症状。绝大部分患者的神经系统症状常先于pSS确诊之前出现,呈进行性或阶梯式加重。周围神经和中枢神经系统均可累及,但前者较多见。pSS周围神经系统(PNS)损伤是多水平、多灶性的,表现为多部位多样化,包括多发性神经病、感觉运动神经病、感觉性神经病等。周围神经受累的临床表现有下肢麻木、疼痛、末梢型感觉障碍、腱反射低下等。中枢神经系统(CNS)可累及脑、脊髓和视神经,其受累的发病机制可分为血管炎和多形性脑膜炎两种截然不同的形式。pSS-CNS起病隐匿,临床表现各异,包括中枢神经系统表现、脊髓病变、视神经炎等。少数文献资料报道了干燥综合征并发自主神经病变如间质性膀胱炎样症状、自主性心血管异常、胃排空延迟等等[14]。

1.7 内分泌系统 pSS合并甲状腺受累并不少见。15%~20%的pSS患者出现自身免疫性甲状腺病(AITD),主要是桥本氏甲状腺炎(HT)及毒性弥漫性甲状腺肿(Graves’病)。可以表现为亚临床型或临床型甲状腺功能低下、慢性淋巴细胞性甲状腺炎及甲状腺功能亢进。抗甲状腺抗体包括抗甲状腺球蛋白抗体(TGAb)和抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)在pSS合并甲状腺受累中起重要作用。近期国内研究报道226例pSS中,74例(32.7%)合并甲状腺受累,甲状腺功能异常者占24.5%(54/220例),包括甲状腺功能减退者42例,抗甲状腺抗体阳性者(51.8%)[15]。

1.8 循环系统 pSS的腺外表现心脏累及常常不突出,大多数患者无临床症状。受累表现常见为少量心包积液及肺动脉高压。超声心动图证实有心脏结构的改变,包括心包积液、左心室舒张功能障碍、肺动脉高压、心腔扩大、瓣膜返流、室间隔增厚及收缩不良。心电图异常者占38.8%[16],包括束支传导阻滞、心肌缺血改变等。有人分析,抗Ro抗体与房室传导阻滞有关,由此说明pSS的心脏病变以亚临床表现为主,平均心率及血压均有升高[17]。干燥综合征是否可直接累及心肌和瓣膜目前尚不明确。

2 治疗

目前对pSS的治疗目的主要是改善症状、阻止疾病发展和延长患者生存期,尚无根治方法。

2.1 局部治疗

2.1.1 替代治疗 口干者多饮水,使用人工唾液、人工泪液以减轻口、眼干燥症状。如果患者每日需多次使用人工泪液或泪腺已基本无分泌功能,可考虑行泪点封闭术。

2.1.2 腺体促泌剂与针灸治疗 M3受体激动剂已成为新一代腺体促泌剂,用于改善口干、眼干,其治疗的有效性是建立在尚有残存腺体功能基础上,包括cevimeline和pilocarpine,两者均能有效改善pSS患者主观的干燥症状,增加唾液腺及泪腺流率。而cevimeline更优于pilocarpine,前者对M3受体的选择性比后者高10倍、半衰期长8倍、副作用小[18]。

2.1.3 基因治疗 是针对pSS受累唾液腺及泪腺组织的特异性靶向治疗,目前还处于动物实验阶段,对无系统受累或系统受累很轻,但有较严重的外分泌腺损害的pSS患者,局部基因治疗有望成为一个更为合理的方法。

2.2 系统治疗

2.2.1 常规药物 有口、眼干症状但病情进展慢、无系统性损害时,应用免疫调节剂(白芍总苷)[19]。糖皮质激素和免疫抑制剂:pSS合并脏器受累,包括神经系统病变、肾小管酸中毒、间质性肺疾病、肝损害、血管炎、血细胞降低、肌炎及高丙种球蛋白血症等,则根据病情轻重给药治疗。药物剂量应视疾病轻重不同而异,其使用原则与系统性红斑狼疮伴内脏损害者相同。常用的免疫增强剂胸腺肽,参与机体的细胞免疫,增强免疫力。但一旦确诊恶性淋巴肿瘤,包括非霍奇金淋巴瘤、霍奇金病及黏膜相关性淋巴组织淋巴瘤(MALT)等,宜按肿瘤治疗原则根据组织类型、部位及范围采用化疗和(或)放疗治疗[20]。

2.2.2 生物制剂 生物制剂用于治疗自身免疫病具有良好的前景[21]。有关pSS治疗的研究主要是Ⅱ期和Ⅲ期临床试验,仍需进行大规模、随机、对照的临床试验来验证生物制剂的疗效及安全性。目前用于治疗pSS的生物制剂主要是针对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和B淋巴细胞。

2.2.2.1 TNF-α拮抗剂 人鼠嵌合TNF-α单克隆抗体(infliximab)和TNF受体抗体融合蛋白(etanercept)及完全人源化的TNF-α单克隆抗体(adalimumab)。pSS患者受累外分泌腺(唾液腺、泪腺)的淋巴细胞浸润灶中高表达TNF-α,因此TNF-α拮抗剂被尝试用来治疗该病,但临床试验证实两种TNF-α拮抗剂对干燥综合征无治疗作用。

2.2.2.2 B细胞为靶向的生物制剂 抗CD20单克隆抗体利妥昔单抗(rituximab)和抗CD22单克隆抗体依帕珠单抗(epratuzumab)。pSS病理上表现为淋巴细胞高度浸润,血中存在高水平免疫球蛋白及多种自身抗体如类风湿因子、抗PSSA/PSSA抗体,均反映了B淋巴细胞的高度活化。因此认为,针对B细胞的单克隆抗体是治疗pSS颇具前景的药物。多项开放性临床研究表明,rituximab和epratuzumab能显著改善患者的主观症状,增加残存唾液腺功能,改善腺体组织病理学,减轻炎性指标如类风湿因子。有关其确切疗效、安全性及不良反应有待今后多中心随机、双盲、安慰剂对照临床试验观察。

2.2.2.3 BAFF拮抗剂 人的抗BAFF抗体和BAFF受体抗体融合蛋白。BAFF又叫B淋巴细胞刺激因子(BLyS),是TNF超家族成员之一,在刺激B细胞活化、增殖及生存方面发挥着重要作用。有研究发现,pSS患者唾液腺中浸润的炎性细胞及导管上皮细胞高表达BAFF蛋白。血清及唾液中BAFF水平升高,血清BAFF水平与持续B细胞耗竭呈负相关,反映了疾病的活动度。BAFF拮抗剂与rituximab联合治疗干燥综合征,可使rituximab的疗效增强、作用时间延长。虽然目前还没有应用BAFF拮抗剂治疗pSS的临床试验,但BAFF的靶向治疗被认为是一个具有应用前景的pSS治疗方法。Hsu等[22]在一项自身免疫病的小鼠模型试验中发现了一种新型BAFF拮抗剂,AMG623能减少B淋巴细胞数量和改善预后,可以作为治疗B细胞介导的自身免疫病的一种潜在生物制剂。

2.2.3 自体外周血干细胞移植 目前该项技术已应用于经常规治疗后病情不能缓解的重症/难治性系统性自身免疫病,包括系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、干燥综合征、系统性硬化症、混合性结缔组织病。有文献报道了3例重症pSS,其中2例伴有严重的间质性肺炎,1例pSS-ILD患者在完成2次化疗+粒细胞集落刺激因子(G-CSF)的外周血干细胞动员后即出现明显好转,未行预处理及干细胞回输[23]。行大剂量化疗和/(或)自体干细胞移植后2例pSS-ILD患者气短症状逐渐减轻,肺功能基本恢复正常,HRCT检查发现间质性肺炎表现得到了逆转。第3例患者在移植后行两次唇腺活检提示淋巴细胞浸润明显改善。近年研究发现,部分自身免疫病患者行CTX(2 g/m2)干细胞动员而尚未行自体外周血干细胞移植时,病情即获得完全缓解,说明大剂量免疫抑制剂本身具有很强的治疗作用,而干细胞回输起到支持造血重建和免疫重建的作用。干细胞移植后自身免疫病仍有复发的可能,但与移植前相比复发后的病情较轻且易控制。其远期的疗效及是否能大规模应用于临床有待更多临床病例的积累和循证医学的观察。

2.2.4 免疫净化 包括血浆置换和免疫吸附,主要用于有高球蛋白血症、高滴度自身抗体和免疫复合物的干燥综合征患者,可明显改善临床症状,但必须同时给予免疫抑制剂才能达到使病情长期缓解的目的。

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单细胞动物的主要特征篇9

1制造

1.1总体要求

重组DNA技术产品安全有效的保障,不仅需要对目标产品的原液和成品进行质量控制,而且还需要对起始原材料和工艺过程进行充分控制。即应对包括细胞株的来源、鉴别和检测、发酵或细胞培养、生产中使用的其它原材料、验证纯化工艺去除不需要物质的能力(特别是可能存在的病毒污染物、来自连续培养哺乳动物细胞的残余DNA、宿主细胞蛋白等)、生产工艺中的过程控制、因生产工艺的变化对产品质量安全和有效性的潜在影响,以及原液和成品全面的质量分析均给予必须和足够的重视。

1.2起始原材料的控制

重组DNA技术产品须采用经过验证的细胞库系统进行生产,首先应将宿主与载体结合制备主细胞库,再由主细胞库制备工作细胞库。并需建立相关文件,详细描述培养、提取、纯化的步骤以及对细胞库批次的定义。如生产中使用人或动物来源的材料,则应符合病毒安全的有关要求。

1.1.1表达载体和宿主细胞应提供宿主细胞和表达载体起源、来源、遗传背景和历史的描述,包括克隆基因的来源和特性、该基因的构建和鉴别情况,以及表达载体遗传特性和结构等详细信息。同时应提供表达载体来源和各部分功能的说明,如:复制起始位点,启动子,抗性标记,限制性内切酶图谱等。详细描述表达载体扩增、对宿主细胞的转化方法,以及生产用细胞克隆的筛选判定标准。提供表达载体在宿主细胞中的位置和物理状态、如是否整合到染色体上,以及拷贝数和遗传稳定性资料。明确插入克隆基因、表达载体控制区及其两侧的核苷酸序列,与表达有关或与产

品质量相关的核苷酸序列均应详细叙述。同时也应详细描述在生产过程中控制、提高克隆基因在宿主细胞中表达水平的各种措施。1.1.2细胞库系统重组DNA技术产品的生产中,其细胞库系统通常包括主细胞库和生产工作细胞库。主细胞库(maincellbank,MCB)由含目的基因表达载体转化的原始细胞经传代扩增制成的均一悬液,并以等体积分装于单独容器中用于储存(如,在液氮中)。在某些情况下,可能需要分别建立表达载体和宿主细胞的主细胞库。工作细胞库(workingcellbank,WCB)是从主细胞库经有限传代而来的细胞材料的均一悬液,并以等体积分装于单独容器中用于储存(如,在液氮中)。以上两种细胞库,所有的储藏容器应在相同条件下妥善保管,一旦取出使用,不得再返回库内储藏。细胞库类型、容量、在预期使用频率下细胞库的寿命、保存使用的容器和封闭系统、包括冻存剂、培养基、冷冻保存步骤和存储条件等细胞库制备的方法均应详细记录在案,并提供在已优化储存条件下,库存细胞稳定性的证据。

1.1.3细胞库的控制应对主细胞库包括重组蛋白表达和/或表达载体在内的相应表型和基因型标记进行鉴定。对特定主库细胞基质的检测,可根据细胞的生物学特性和培养的历史背景进行相应调整,并且该鉴定的范围和程度,可能会影响到后期生产阶段细胞基质所需常规检查的类型和级别。应采用分子生物学或其他适合的技术对表达载体基因拷贝数、基因插入或缺失、整合位点数量等情况进行分析。核酸酸序列应与表达载体一致,并与所预期表达的蛋白序列吻合。由于支原体、病毒等外源因子污染动物来源的细胞基质后,可以进行扩增,同时逆转录病毒等内源因子也会引发安全问题,因此对细胞基质内、外源病毒因子的检测十分重要。应制定和建立细胞库微生物有机体检测的策略和方法,并考虑采用适当的检测技术以确认某些特定病毒是否存在。通常受到内、外源因子污染的细胞基质是不适合用于生产的。但也存在例外,例如CHO和其他携带内源逆转录病毒的啮齿类细胞株,已广泛用于重组DNA技术产品的生产。在这种情况下,应纳入风险降低与控制的策略,如在工艺中采用物理、化学或酶解等手段对其进行去除或灭活。应提供建立工作细胞库的规程,每批WCB均应按规定进行一次全面的鉴别和纯度测定,并制定包括分析方法、判定标准的在内的WCB质量标准,新建WCB也应符合该质量标准的要求。

1.1.4细胞基质遗传稳定性应评估培养阶段细胞基质的稳定性,检测项目包括但不仅限于如:形态学特征,生长特征,生化标记,免疫标记,目的产物的表达量,或其他相关的基因型和核型标记。插入的核苷酸序列应至少在每一个主细胞库培养期末进行一次确认。长期发酵的多次收获物会导致一些质量属性的飘移,例如糖基化等。出现的“新”的变体可能会影响产品的质量、安全和有效性。这类飘移的管理应该在工艺验证研究中妥善地处理,明确宿主细胞在长时间培养后,表达产物分子的完整性,并且明确细胞基质的表型和基因型的特征,并综合上述特征提出生产用细胞最高限定代次。

1.3生产过程控制

生物技术药物的生产工艺基础是采用活体表达系统进行目标产品的制备,主要包括细菌、酵母和哺乳动物细胞大规模培养技术等。建议应采用适当的方式、检测频率,证实细胞培养过程中无细菌、酵母和霉菌污染。由于某些生产细胞株可能或含有内源性逆转录病毒,因此应建立相应的工艺和可靠的分析技术,证明在培养过程中有效的将所有病毒清除或灭活。对目标产品质量属性、生产工艺的深入理解和全面的设计,是建立可重复的、可控的工艺,保证稳定地生产出符合原液和成品质量标准的策略的一部分。因此,生产工艺可接受标准的限度,应根据从研发早期到规模化生产的整个工艺生命周期范畴中所获得信息进行调整。在原液和成品的生产中,需在关键决策步骤(criticaldecisionmakingsteps)实施工艺过程控制,其他工艺环节的支持数据可确保工艺的一致性。对那些影响原液质量的工艺参数应制定可接受标准进行控制。适当的工艺过程控制能够减少对原液和/或成品常规检测的需求。

1.3.1细胞培养在生产过程中使用的每种材料(如:溶剂,试剂,酶)都应进行鉴定。应提供对这些原材料来源、质量和控制的资料。应适当提供证明这些原材料(包括生物来源的原料,如:培养基组成物,单克隆抗体,酶)符合既定用途质量标准(包括外来试剂的清除和控制)及物料供应商变更情况的资料。(1)有限传代水平的生产应限定生产过程中的传代或群体倍增的最高传代次数(将从细胞冻融到生产结束的最大允许天数定义为细胞寿命的限度是可接受的)。应提供生产过程中培养、增殖和表达量一致性的数据。确立终止培养、废弃培养物以及摒弃收获物的标准。应提供经过长时间的培养后宿主细胞的表型、基因型特性以及所表达基因的分子完整性、一致性信息。证明上述特征的试验所涉及的传代范围应超过规定的细胞最高限定代次。还应建立生产末期宿主细胞/载体的一致性监测手段,如质粒拷贝数及其在宿主细胞内的状态等。(2)连续培养生产除上述要求外,细胞连续培养生产应根据系统稳定性和培养期间产品一致性的信息,明确连续培养的最长周期,并进行培养周期全过程的监测,监测类型及频率取决于产品和生产系统特点。应提供生产中产品变异体或其它培养参数未超过标准限度的数据。建立适合于收获阶段的微生物污染常规检测,明确收获物后续加工中对“批次”的定义。根据宿主载体系统的稳定性和产品特性等确定对细胞、产品进行再评估的时间间隔。常规生产过程中,无论采用上述哪种培养方法,还均应符合现行版《中华人民共和国药典》“生物制品生产检定用动物细胞基质制备及检定规程”的有关规定。

1.3.2纯化(提取回收和纯化extraction,recovery&purificaiton)从发酵液或细胞培养液中提取、纯化蛋白主要依赖于各种蛋白分离技术。细胞培养或者酵母等真核发酵的优点是其蛋白产物大多都会分泌到培养液中,因此只要去除细胞或酵母就可以初步获得较高纯度的目的蛋白;而对于大肠杆菌等原核生产系统,常需要裂解细菌才能获得目的蛋白。分离纯化中,来自宿主细胞破碎后的微量蛋白酶会破坏蛋白的稳定性,且很难被去除,因此快速纯化目的蛋白十分重要。在采用各种分离纯化方法及任何新技术中,须保证分离纯化手段的稳定,如确保层析柱的柱效等性能一致。并对纯化工艺中可能残存的有害物质进行严格检测,这些组分包括但不仅限于固定相或者流动相中的化学试剂、各类亲和层析柱的脱落抗体或配基、以及可能对目标产品关键质量属性造成影响的各种物质。同时生物技术来源产品含有一些特定杂质,包括病毒、支原体等外源因子、核酸、宿主蛋白、内毒素以及源自培养液的各种其它残余物质,因此需特殊的工艺将其去除或降低至可接受的水平。残留细胞DNA(rcDNA):生产工艺的优化应考虑到对残留宿主DN断的大小、残留量和生物活性的影响。采用适宜的方式将rcDNA总量降至可接受的水平,并就降低rcDN段的大小、或者灭活其生物活性的方式进行说明。通常产品中rcDNA水平应处于小于10ng/剂量至10pg/剂量的范畴。病毒清除:对于人和动物源的细胞基质,病毒去除或灭活工艺均应充分显示能去除/灭活任何污染病毒、确保原液的安全性。该工艺应在小规模研究中验证,并仔细选择所用指示病毒,以评估所选择生产工艺整体去除/灭活病毒的能力,并确定病毒载量下降程度明显达到安全性边界。

1.4生产工艺变更

在重组DNA产品的生命周期中(lifecycle),通常因工艺改进、规模扩大、场地变换、稳定性改进、或遵循法规要求的变化而进行相应的变更。当生产工艺发生重大变更的时候,应对变更前后生产工艺对重组DNA产品质量、安全性和有效性的影响进行比较和评估。这些可比性研究虽不意味着变更前后质量属性必须完全相同,但须证明它们的高度相似,并且现有知识能充分预测并确保任何质量属性方面的差异对安全性和有效性无负面影响。并应解释重大变更的原因,评估变更对质量、安全和有效性的潜在影响。

2质量控制

生物技术产品的质量控制与产品大小、结构特征、质量属性复杂程度和生产工艺相关。其质量控制体系主要包括:原辅料检验和放行、生产和过程控制及文件、无菌工艺、常规放行检定等。应通过终产品检测、过程控制和工艺验证结合的方法,确保各类杂质已去除或降低至可接受水平。生物技术产品质量控制的基本原则同样包括使用参照物质、用经验证的方法来评估已知和/或潜在产品、工艺相关物质。其和传统药物质控最主要差异是用于产品鉴别,一致性,纯度和杂质检测的分析方法不同。

2.1表征分析在研发阶段以物理、化学和生物学方法对重组DNA产品的理化特性、生物学活性、免疫学特性、纯度和杂质等进行严格的表征分析鉴定是至关重要的,并有助于质量标准的确立。对产品各种属性进行充分鉴定分析的初衷,是为了确保产品安全有效。因此需采用广泛的分析技术来展示目标分子不同的理化性质(分子大小、电荷、等电点、氨基酸组成、疏水性等)。对糖基化等各种翻译后修饰也应充分鉴定,并纳入适当的检测以确认产品具有预期的构象、聚集和/或降解状态及其高级结构。并应在适合的时候或条件下,将各类新型分析技术应用于表征分析。

2.1.1理化特性(1)一级结构一级结构,即包括二硫键连接方式的氨基酸序列。应尽可能使用综合的方法测定目标产品的氨基酸序列,然后与其基因序列推断的理论氨基酸序列进行比较。应注意可能存在的N末端甲硫氨酸(如:大肠杆菌来源的产品),信号或者前导序列和另外可能的N、C末端修饰(如:乙酰化,酰胺化或者由于外肽酶导致的部分降解),以及各种因N端和C端氨基酸序列变化导致的末端异质性(如:C端加工、N端焦谷氨酸、脱酰胺化,氧化,异构化,碎片化,二硫键错配,N-连接和O-连接的寡糖,糖基化,聚集)。同时还应确定游离巯基和二硫键,并就二硫键的完整性和正确性进行分析。(2)糖基化修饰应对糖基化修饰进行全面的分析和确定,如糖基化修饰与清除和生物学活性相关,则应确定糖的含量(中性糖,氨基糖和唾液酸)。另外,应尽可能对糖链的结构、糖型(触角、多糖本身的信息及特定位点的多糖分析)以及多肽链的糖基化位点进行深入分析。应特别注意的是,糖型结构可能与不良反应相关(如非人类的糖型结构或其残基),必要时应进一步就电荷异质性进行检测分析。(3)高级结构应通过适合的物理化学方法表征高级结构并且通过生物学功能来确认。除生物学活性对高级结构的确证以外,体外或体内证实其治疗功能(functionalactivityofthetherapeutic)的活性分析方法,也可作为高级结构确证的补充。聚乙二醇修饰蛋白的分析不仅限于修饰的平均率,还应包括修饰位点及占据位点的分析。

2.1.2生物学活性生物学活性是指产品能实现确定的生物学效应的特定能力或潜力。生物学活性应通过体外、体内、生物化学(包括:免疫化学试验)的方法和/或适合的物理化学分析方法评估。效价测定(如:以单位、或国际单位表示)是与产品生物学特性相关属性为基础的生物学活性定量分析,而含量(以质量/重量表示)是物理化学方法测定的产品含量。对于效价的评价和赋值,在临床情况下,采用反映产品生物学活性的生物测定是较好的方式,但在批放行中未必是可行或者必须的。例如:一些蛋白功能方面的生物学测定或者作用机制评价方法(并不是预期的临床效果)也可作为效价分析和赋值的基础。

2.1.3免疫化学特性需全面说明产品的相关免疫学特性。并应使用纯化的抗原和抗原确定的区域进行结合实验测定。如可能的话,应确定亲合力和免疫反应性(包括与其它类似结构蛋白的交叉反应性)。对目标分子中,与相应表位作用的部分应尽可能的表征确证,如应包括这些结构的生物化学鉴别(如;蛋白质,低聚糖,糖蛋白,糖脂)和相关适合的特征研究(氨基酸序列,糖型)。由于糖基化和聚乙二醇化可能对产品的药理学性质产生影响,并可能影响其免疫原性,因此应进行适当的表征研究。

2.1.4纯度、杂质和污染物生物技术产品异质性的几个来源(如:C-端加工,N-端焦谷氨酸化,脱酰氨化,氧化,异构化,片段化,二硫键错配,N-连接和O-连接的寡糖,糖基化,聚集)通常造成其组成中存在几种分子或变异体,导致了其纯度/杂质情况的复杂性,因此需要通过综合的方法来评估,对于产品相关物质和杂质应建立个体的和/或总体的可接受标准。杂质可能与生产工艺或与产品本身相关。如可能,这些杂质应尽可能地被分析鉴定,并采用适宜的方法评价其对生物学活性的影响。同时应恰当地鉴别、评估潜在的工艺相关杂质(如:宿主细胞蛋白,宿主细胞DNA,细胞培养残留物,下游工艺的残留物),并对其定性和/或定量分析。污染物,包括所有引入且并非生产过程所需的物质(如:各种微生物,内毒素)。应严格避免引入污染物/或对其进行相应控制。还应考虑采用其他检测方法,对可能的包括肽聚糖等在内的“非内毒素促炎性污染物”进行控制。(1)工艺相关的杂质和污染物工艺相关的杂质来源于生产工艺本身,主要包括细胞基质来源、细胞培养来源和下游工艺来源这三类。过程相关的杂质,并且可以分为三个主要类别:细胞物质衍生,细胞培养衍生和下游衍生。另一方面,例如外源病毒等污染物,因意外引入至生产工艺,并且是对生产工艺无用的材料。(2)产品相关物质和包括降解产物的杂质为了确定各种类型的修饰,可能需要付出相当大的努力对目标产品的各种分子变异体进行分离、鉴别和分析。当这些变异体的活性与目标产品一致时(comparable,一致性?),这些变异体应被包括在产品的纯度中。但应适当考虑在生产和/或储存期间产品降解产物是否显著增加。3.1.5含量应采用适宜的物理化学和/或免疫化学方法进行含量测定。以适宜的参考品为对照,蛋白含量(以质量/重量表示)可通过合适的方法进行测定(如:HPLC)。蛋白含量也能通过一个绝对定量的方法测定,例如:采用280nm处的消光系数,并以紫外分光光度法测定。建议采用第二种绝对定量的含量测定方法进行溯源和验证,如果偏差太大,应考虑采用其他方法重新测定。

2.2常规放行质量控制在原液和成品的日常放行检定中,并不需要进行所有的表征分析检测。其中一些检测可能仅需在最初和/或定期进行,以建立或验证产品在生产过程的有效性或可接受性,如对生产初期的批次进行全面深入的表征分析,以确认在鉴别、纯度和效价等方面的一致性。而另一些检测要求在常规质量控制中进行。应对某一特定质量属性是否放入常规放行标准予以说明。应对一定数量的连续批次进行分析,以确定分析参数的一致性。任何批间的差异均应得到关注。应根据这些研究中得到的数据,综合临床和非临床研究,以及稳定性评价中收集的数据作为建立产品质量标准的基础。质量标准是一系列包括各种分析方法、及含有具体数值限度、范围可接受标准的综合描述。其目的是为了使原液、成品或原料在其生产的各阶段符合其预期用途所建立的一系列标准。“符合质量标准”意味着当按照列出的分析程序检测原液和成品时,其质量符合可接受标准。质量标准的可接受范围应依据研发过程收集的数据,包括从非临床、临床和稳定性研究得到的数据。可接受标准的范围确定应该考虑到所使用的分析方法的灵敏度。

2.1.1鉴别鉴别实验应高度特异,并应基于分子结构和/或其他专有属性的独特之处进行分析(如:肽图,抗独特型免疫或其他适宜的方法)。根据不同产品,其鉴别试验可能需要不止一种检测(物理化学的、生物和/或免疫化学),这些检测应具备充分的特异性,以区分在同一生产设施下生产的其它产品。

2.1.2纯度和杂质需采用类似正交组合的方法来评估重组DNA产品纯度/杂质的复杂的情况,并为产品相关的变异体建立单独和/或总体的可接受标准。此外如适用,这些控制可进一步的确保产品的一致性。质量控制计划中包括的对工艺相关杂质的质量控制(如:蛋白A、宿主细胞蛋白、DNA、其他潜在的培养或纯化残留物)是原液质量标准的典型组成部分。在一些情况下,如经充分证明,工艺相关杂质的质量控制可在恰当工艺步骤中的中间产品进行。如经充分验证,生产工艺对工艺相关杂质的去除已达到高水平时,则这些工艺相关杂质的测定并非必须列入常规放行标准。

2.1.3效价效价测定是以产品生物学特性相关属性为基础的生物学活性定量分析,并且只要有可能,效价测定应反映或模拟其作用机制。比活性(每毫克产品具有的生物学活性单位)对证明产品的一致性具有重要的价值。只要有可能,原液和最终制剂的每个批次的效价应该使用适宜的国家或国际参比品,这个参比品的单位生物活性(比活性)通常已经过校准,例如国际单位(IU)。如果没有这样的参比品,经批准的内控参比品也可以用于方法的标准化(saystandardization)。

2.1.4含量采用适宜方法和参考品作为对照,测定原液和成品的含量3.1.5常规检测应该根据相关产品的个论视情况而定。检测可以包括外观(例如,形状、颜色)、溶解度、pH值、摩尔渗透压、装量、无菌、细菌内毒素、稳定剂和水分、可见和亚-可见微粒。

2.3包装及密闭容器系统原液和成品密闭容器系统的描述应包括容器组成成份的说明。如果蛋白质和制剂辅料和/或容器包装系统发生物理化学作用,可能导致潜在的免疫原性复合物形成。应评估但不仅限于容器吸附、产品和包装材料之间的浸出、容器完整性、产品免于污染及保持无菌的适用性,并描述预期用途。

3标签、储存和运输

除按中国药典对药品标签规定的内容外,标签还应标示下列内容:(1)每毫升的国际单位数(如必要);(2)每瓶容器的单抗含量或蛋白含量;(3)每瓶容器中液体样品的体积;(4)冻干粉中;(5)所加复溶液体的名称及体积;(6)复溶后的使用期限,确保该期限内各项检测均应符合规定的标准;(7)使用之前进行适量稀释(如果需要)。运输条件应能确保产品保持在适合的环境条件下。

4讨论及展望

单细胞动物的主要特征篇10

【关键词】急性冠脉综合征 炎症因子;C-反应蛋白 血清淀粉样蛋A 新喋呤 黏附因子

急性冠脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)是一组以冠状动脉内粥样硬化斑块破裂、出血继发血栓形成为基本病理生理特点,以急性心肌缺血和/或心肌坏死为共同特征的临床综合征,病死率较高,严重威胁人类健康。近年很多研究表明:炎症反应贯穿着动脉粥样硬化和ACS发病过程的始终,许多炎症介质、细胞因子、脂质、自身抗体可以活化炎症细胞,释放多种降解斑快基质的蛋白水解酶类和一些毒性物质,例如基质金属蛋白酶(matri metalloproteinases,MMPs)、间质胶原酶、纤溶酶、弹力酶等,导致斑块不稳定乃至破裂,进一步引发血小板的活化,形成血栓;故炎症反应是斑块破裂后引发ACS的主要原因[1]。动脉粥样硬化不仅仅是脂质沉积病,炎症反应在其发展和粥样斑块的不稳定化过程中起了主要作用。研究与急性冠脉综合征发病有密切关系的炎症因子的作用机制可以为临床治疗提供一定的指导意义。

1 C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)在动脉粥应硬化ACS发病过程中的作用

1.1 C-反应蛋白的生物学特性

C-反应蛋白作为人体非特异性炎症的最敏感的标志物之一,是一种γ球蛋白,最初是因为能与肺炎球菌荚膜C多糖物质反应而得名的急性期反应蛋白,参与全身或局部炎性反应。其相对分子质量约为120×103,分子量为105KD,由5个(每个含206个氨基酸)相同单体以非共价键构成,是由白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)等炎性细胞因子刺激dnnovo肝细胞和上皮细胞合成。具有与IgG和补体相似的调理和凝集作用,促进巨噬细胞的吞噬功能,刺单核细胞表面的组织因子表达及其他调节免疫功能,因而CRP的高低与疾病的炎症反应程度关系密切。在正常人血清中的含量极微,一般少于10mg/L,但在急性炎症反应阶段其含量可迅速增加100多倍。C-反应蛋白主要是在白细胞介素-6(IL-6)的调节下由肝细胞合成,而IL-6的表达和释放是由白细胞介素-1(IL-1)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的。这两种细胞因子与动粥样硬化斑块形成和ACS 的炎性过程有关[2]。

1.2 C-反应蛋白在ACS的可能作用机制

CRP可与其配体如脂蛋白、溶血卵磷脂结合,通过结合C1q和H因子经典途径激活补体系统,产生大量终未攻击复合物和终未蛋白C5b-9,从而造成血管内膜损伤[3];CRP诱导巨噬细胞产生组织因子、纤维蛋白原,促血小板凝集、纤维蛋白合成并能激活凝血因子及组织纤溶酶原激活物抑制物(PAI-1)的作用,机体凝血,纤溶机制失衡,从而促进冠状动脉内血栓形成,冠状动脉事件的发生。从冠心病患者尸检发现证实,粥样斑块中有大量的炎性细胞(如单核细胞、巨噬细胞和T淋巴细胞、泡末细胞和肥大细胞)聚集,其中巨噬细胞和T淋巴细胞是破裂斑块中细胞的主要成分,斑块的纤维帽中侵入的巨噬细胞越多,斑块就越脆弱[4],ACS斑块破裂常见部位发生于粥样斑块的肩部(即正常内皮和斑块病变的交界处),此区炎性细胞反应最多,CRP沉积亦较多[5]。但国外Li[6]等人的研究发发现:CRP可以上调补体结合蛋白,保护内皮细胞,预防补体介导的细胞损害,提示了CRP在血管壁中可能同时起这促进和抑制动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的作用,是AS形成过程中重要的调节因素之一。目前这方面研究的重点还是CRP在动脉粥样硬化、急性冠脉综合征病变进展中有害的一面。

1.3 检测CRP在动脉粥样硬化和冠心病发病中的意义

大量研究已经证实炎症对冠心病的形成起着重要作用,动脉粥样硬化(AS)斑块形成是一个局部和系统的炎症过程,局部炎症反应的增强,加剧了AS斑块胶原基质的降解、纤维帽变薄,使斑块的不稳定性增加,形成了易损斑块。易损斑块在血流的剪切力和或冠脉痉挛等因素的作用下发生破裂,诱发血小板激活、黏附、聚集,血栓形成是造成冠脉严重狭窄以至完全闭塞的主要原因,也是急性冠脉综合征(ACS)目前主要的发病机制,其中AS易损斑块的破裂现已视为ACS发病过程中最终要的始动环节。CRP作为一个敏感的炎症标志物,不仅能敏感的反映机体炎症反应的存在,而且其本身具有促进炎症以及斑块破裂,甚至诱发血栓形成的作用。

Anderson等报道,冠心病患者(冠脉造影证实)血清CRP水平是正常的2倍,AMI患者血清CRP水平则升高4倍[7]。研究还发现,斑块破裂前血清中高敏CRP(hs-CRP)水平明显高于未破裂斑块,说明通过检测血清炎性因子水平,能够间接反映斑块的易损性,可以作为预测斑块破裂的标志物;斑块破裂后,hs-CRP明显高于斑块破裂前,充分说明炎症反应不仅是斑块破裂的促发因素,也是斑块破裂后的继发性改变,hs-CRP反映斑块炎症的敏感性较高,可以作为斑块破裂的敏感的血清学指标。

Adhnoutaleb等发现CRP与急性冠脉事件有明显相关性[8],当血清CRP浓>3.6mg/L时,心绞痛患者冠脉事件危险性增加2倍[9]。ACS容易发生AMI及猝死,其病理基础是不稳定斑块,所以通过测定血清CRP水平的高低尽早预测其发生心血管事件(UA、AMI、心源性猝死)的危险性是很有意义的。

2 血清淀粉样蛋白A(Serum Amyloid A, SAA)

2.1 SAA的生物学特性

血清淀粉样蛋白是最近发现一种新的脂肪细胞因子,作为一种急性时相蛋白,在急、慢性炎症和创伤时,血清中的浓度显著升高。人血清中SAA水平的升高增加了患心血管疾病的危险性。新近的动物研究支持SAA在动脉粥样硬化(atherogenesisAS)中起一定作用这一假说。SAA可能通过与相应的受体Tanis蛋白质的相互作用参与炎症、心血管疾病、2型糖尿病的发生。

血清淀粉样蛋白A是由同一簇基因编码的一组多形性蛋白家族,包括急性血清淀粉样蛋白A(A-SAA)、组成性血清淀粉样蛋白A(C-SAA)。多种哺乳动物体内都发现了SAA基因,人类的SAA基因包括高度同源的SAA1、SAA2、不表达的SAA3及较少的SAA4,在4类SAA基因中都发现有NF-κB和C/EBP转录因子识别序列,2个转录因子协同作用或是各自结合在BZIP或REL结构域对SAA基因的转录有着重要的作用。另外其他转录因子也被发现在SAA基因的调控中发挥了作用[10]。过去认为SAA合成的主要部位在肝脏,动物研究一直认为肝脏组织是血清A-SAA主要来源;最近研究发现,A-SAA主要在人的脂肪细胞表达,而非肝脏组织,是一种新的人脂肪源性细胞因子[11]。近年来Walder等发现一种新的蛋白质-Tanis,是存在于肝脏的血清淀粉样蛋白A(SAA)受体,和炎症及2型糖尿病有着密切的关系。

2.2 SAA与炎症反应和动脉粥样硬化

SAA和免疫炎症反应有着密切的关系:SAA的浓度在急性反应期可以升高1000倍,是由IL-6,TNF-α等前炎症因子特别是IL-6经由C/EBP、SAF和NF-KB受体介导的信号转导途径使SAA基因转录增加。研究发现SAA是一种新的前炎症性脂肪源性细胞因子,不仅仅是一个炎性标记物,而是一低度炎症信号的触发剂,同时也是一种化学趋化因子,可以吸引免疫细胞如单核细胞、多型核白细胞等参与免疫反应。令人感兴趣的是SAA也具有免疫抑制作用,研究发现在对大鼠的研究中SAA可以抑制IL-1和TNF-α诱导的发热。而且SAA能结合白细胞类似于其他载脂蛋白如apoA-I,能阻止组织损伤造成的局部氧化爆发反应,最近得知rhA-SAA能够阻止白细胞的迁移和脱颗粒[12]。

SAA通过结合HDL来识别结合吞噬细胞和内皮细胞,损伤HDL的功能促进吞噬细胞内胆固醇的外流。同时也加强单核细胞的化学趋化和黏附。更是一种能结合细胞外血管蛋白聚糖的载脂蛋白,而结合蛋白聚糖载脂蛋白对于脂蛋白的滞留作用在动脉粥样硬化形成中起了关键作用。体外研究发现,SAA能取代HDL中的apoA-I,在小鼠用脂多糖诱导的急性炎症导致了HDL结构的重塑。此外,含脂量较少的SAA2还能通过依赖ABCA-1和不依赖ABCA-1的机制促使胆固醇从巨噬细胞和其他细胞中释放[13-14]。

目前SAA与动脉粥样硬化密切相关的证据主要来源于临床流行病学研究。在多项观察和前瞻性研究中发现,心血管疾病的危险性随血清SAA水平的升高而升高[15]。此外,在心血管疾病危险增高的疾病如肥胖、胰岛素抵抗、代谢综合征、2型糖尿病和类风湿性关节炎等疾病状态下,其血清SAA水平亦显著升高[16-18]。因此,长期、慢性低度的SAA升高与心血管疾病危险性的升高密切相关。在感染和急性炎症过程中SAA的急性升高可能对机体的防御是有益的。而在代谢综合征、T2DM和其他慢性炎症中长期轻度的SAA升高,则可能是有害的。潜在的结果包括刺激单核细胞黏附及聚集到动脉壁和增加运输胆固醇到动脉壁细胞,这两种过程都可能导致动脉粥样硬化的形成和进展。由于SAA与蛋白多糖相结合[19-20],慢性炎症可能使含有SAA的HDL与细胞外的血管蛋白多糖结合变得更加容易,血管蛋白多糖对脂蛋白结合在巨噬细胞源性泡沫细胞的形成和动脉粥样硬化的所有阶段中都起着重要作用[21-22]。此种作用可以阻止HDL参与胆固醇的逆向运输和动脉壁的氧化过程。SAA还能刺激降解的蛋白酶如胶原酶和基质金属蛋白酶的表达,亦可能引起斑块的不稳定和破裂。

上述SAA是通过影响脂蛋白的代谢造成动脉粥样硬化的形成,而胰岛素抵抗阶段早期所致的内皮功能紊乱同样可以加快动脉粥样硬化的形成。C反应蛋白、IL-1、IL-6、TNF-α等前炎症因子诱导下通过NF-κB而浓度升高而引起胰岛素抵抗,高胰岛素血症加快了内皮功能紊乱进而加快动脉粥样硬化的形成。作为急性时相蛋白的SAA可以造成IL-1、IL-6、TNF-α等水平的升高无疑可以通过这一途径发挥重要的作用。但它在其中发挥了直接的作用还是间接的作用有待深入研究。

3 新喋呤

3.1 新喋呤生物学特性

蝶呤物质是从三磷酸鸟苷中衍生出来的喋啶混合物,是四氢生物喋呤生物合成途径中间产物,是苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸酶羟化过程中的辅酶。人体中新蝶呤是一种生物学上稳定的低分子化合物,有人认为新蝶呤是γ-干扰素(INF-γ)诱导单核/巨噬细胞活性增强的一个特定标志,因为巨噬细胞一旦被INF-γ激活,即能合成新蝶呤;并且体外实验也表明T细胞活化产生的INF-γ可刺激单核/巨噬细胞活性增强,分泌新蝶呤。细胞通过以下二种方式作用于单核/巨噬细胞:一种是通过INF-γ直接提高关键酶——环水解酶I活力使合成新蝶呤前体物质——三磷酸鸟嘌呤核苷增加;另一种是使三磷酸二氢新蝶呤增加,因为单核/巨噬细胞内缺乏转化三磷酸二氢新蝶呤成四氢新蝶呤的6-丙酮4-氢蝶呤合成酶,结果使三磷酸二氢新蝶呤堆积,然后在磷酯酶水解下变成二氢新蝶呤或者新蝶呤,从而使新蝶呤合成和分泌增加。另外单核/巨噬细胞也可刺激活化T细胞,两者相互影响。所以新蝶呤是细胞介导免疫激活的敏感标志,其浓度增加见于那些与细胞介导免疫激活有关的疾病[23]。

3.2 新蝶呤的作用机制

新蝶呤的生理作用迄今尚未完全明了,新蝶呤及其衍生物抗氧化作用的性质可能具有一定重要性,现在还发现新蝶呤可能通过激活结构型一氧化氮合酶(cNOS)和诱生型一氧化氮合酶(iNOS)来调整细胞内部氧化还原状态。iNOS对细胞内钙离子的变化不感,一旦被激活即合成大量的NO,无限度增加的NO可能对血管壁有损害作用,原位杂交技术显示在泡沫细胞的粥样病变严重并有坏死的核心区域均有iNOS mRNA表达,提示NO可能是血管壁损害及粥样病变细胞的变性、坏死的诱因之一[24];更重要的是新蝶呤还可通过激活核因子κB(NF-κB)的信号传导通路,上调白介素(IL-1、IL-6、IL-8),INF-γ,肿瘤坏死因子(TNF),巨噬细胞化学趋向蛋白-1,血管细胞粘附分子1(VCAM-1),细胞间粘附分-1(ICAM-1),E-选择素(E-selectin), P-选择素(P-selectin)等前炎症因子的表达,明显增加血管壁内炎症反应[25-26]。

3.3 新蝶呤在AS的发生发展的重要作用

AS本身就是一个慢性炎症过程,许多炎症因子具有触发、维持和加强炎症的作用,免疫系统又在其中扮演了十分重要的角色,研究发现动物在肺炎衣原体呼吸道感染后,在免疫系统的参与下心血管组织可发生病理学改变[27];在AS患者的淋巴细胞、单核细胞上发现细胞表型的改变, 其表面表达有极易与炎症细胞相联结的β1和β2整合素。在转基因动物实验中证实T淋巴细胞和B淋巴细胞在AS的发生过程中起了举足轻重的作用[28]。这与我们所发现的冠心病(CHD)患者有新蝶呤水平升高结果相符合,说明细胞免疫反应参与了AS的形成和发展过程。

近来发现在AS斑块中,特别是在容易受损粥样斑块中的巨噬细胞和激活的淋巴细胞数量明显增多,而巨噬细胞和激活的淋巴细胞数量增多可加剧粥样斑块的损伤。T淋巴细胞激活后可分泌产生一系列细胞因子如可激活巨噬细胞的IFN-γ,进而由激活的巨噬细胞合成和释放基质金属蛋白酶(matri metalloproteinases,MMPs)等细胞因子,导致在粥样斑块急性炎症区域基质成分的解体, 削弱粥样斑块纤维帽的稳定,最终引起粥样斑块的破裂,出现斑块处血小板粘附、聚集、血栓形成,血管痉挛等一系列反应,临床上出现急性冠脉综合征表现。所以Caligiu ri认为在不稳定性心绞痛中存在着免疫激活情况[29]。临床研究发现急性冠脉综合征患者的新蝶呤水平明显高于稳定心绞痛患者和正常人,说明细胞免疫激活是冠脉病变活动一个重要因素。总之,有关研究新蝶呤的结果证实和拓展了免疫,特别是细胞免疫参与AS形成和发展病理过程以及急性冠脉综合征中有免疫系统激活机制介入的概念;新蝶呤浓度则可作为检测CHD活动程度的一项标志,从而为临床诊治动脉粥样硬化并发血栓形成事件提供了一个新的方向。

4 细胞间黏附分子(ICMA-1)和血管细胞间黏附分子(VCMA-1)

黏附分子是指细胞合成的可以促进细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间黏附的一类大分子的总称,包括整合素(integrin)、选择素(selectin)、细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule,ICAM) 、血管细胞间黏附分子(vascular-cell adhesion molecule,VCAM)、血小板内皮细胞间黏附分子(platelet-endothelia cell adhesion molecule,PECAM)等,在维持细胞结构完整和细胞信号传导中有重要作用。正常情况下,血管内皮细胞和血液中流动中性粒细胞相互排斥,是保证微循环灌流的重要条件。在上述几类黏附分子中,目前研究较多的是与动脉粥样硬化有重要关系的细胞间黏附分子(ICMA-1)和血管细胞间黏附分子(VCMA-1)。

动脉粥样硬化是一种针对血管内皮损伤而产生的慢性纤维增生性炎症病变。在AS早期,斑块内就有炎症细胞浸润并分泌和释放一系列化学活性物质如细胞因子、生长因子、氧自由基、血管活性物质、化学趋化因子等影响周围细胞和细胞外基质的功能:如淋巴细胞分泌各种淋巴因子调节单核细胞、内皮细胞和血管平滑肌细胞的功能,单核细胞参与斑块内脂质的氧化修饰、吸收和沉积,并分泌各种生长因子促进血管平滑肌细胞增生,最为重要的是单核细胞释放溶酶体酶降解纤维帽的细胞外基质,引起斑块的破裂。因此慢性炎症反应促进了动脉粥样硬化的进展,并且还引起粥样硬化斑块不稳定性改变 [30,31] ,增加了AS并发血栓形成等心血管事件的几率。内皮细胞表达粘附分子是炎症细胞向斑块游走和浸润的必要条件。免疫组织化学证实斑块内皮细胞表达ICAM-1和VCAM-1,其程度与内膜下单核/巨噬细胞和T淋巴细胞密度密切相关,除内皮细胞外,斑块内单核细胞、T淋巴细胞和平滑肌细胞也表达ICAM-1及VCAM-1[32-33]。以上两种细胞粘附分子的细胞膜外部分经蛋白水解酶的作用被裂解,并以可溶性形式释放入血。因此,以上细胞尤其是内皮细胞可能是循环sICAM-1和sVCAM-1的主要来源。研究证实各种类型的冠心病患者sICAM-1均升高,提示内皮细胞、单核细胞或平滑肌细胞被活化,即在动脉粥样斑块内存在炎症反应。研究还发现不稳定型心绞痛和急性心肌梗塞患者sICAM-1水平高于稳定型心绞痛患者,且sICAM-1 水平与冠心病的活动性呈显著正相关。冠状动脉粥样斑块内皮细胞、单核细胞和平滑肌细胞表VCAM-1,但表达VCAM-1的程度较低,因此除非动脉粥样硬化的范围较大,否则斑块内VCAM-1的释放将不足以影响循环中sVCAM-1的浓度,所以研究发现冠心病患者循环中sVCAM-1并不升高。有研究发现大动脉粥样硬化和外周动脉血管疾病患者循环中sVCAM-1水平升高,并与动脉粥样硬化的范围密切相关[34]。由于sICAM-1升高是炎症的标志物之一, 稳定型、不稳定型心绞痛和急性心肌梗塞患者循环中sICAM-1水平升高并与冠心病的活动性相关,但是冠心病患者sVCAM-1水平不升高,提示两者相比sICAM-1可能是反映冠心病活动性的一个更为敏感的指标。

总之,动脉粥样硬化作为一种由多种危险因素如血脂异常、高血压、糖尿病、吸烟、肥胖和不良饮食习惯等促发的血管壁的慢性进行性炎性-纤维增生性病变,多种炎症细胞、炎症因子和细胞因子参与其中,共同作用促进了病变的发生发展,导致了粥样斑块的不稳定性改变,易于破裂继发血栓形成,产生了各种诸如急性冠脉综合征在内的急性血栓事件的发生。目前对这类疾病的研究中,已经从细胞和分子水平阐明了部分发生机制,随着临床和实验,对炎症细胞和炎症因子的相互作用研究的深入,将会更有助于解释动脉粥样硬化和急性冠脉综合征的发病机制,为临床防治提供依据。

参 考 文 献

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