细胞核的功能十篇

细胞核的功能篇1

关键词 树突状细胞 流式细胞术 混合淋巴细胞反应

AbstractObjective:To induce and culture purity dendritic cells（DCs） of different maturation phase from human peripheral blood monocytes in vitro.Methods:The peripheral blood mononuclear cells were isolated from human peripheral blood with density gradient centrifugation.The first step was to work on a 7-day culture of monocytes in medium supplement with 100ng/ml rhGM-CSF and 5ng/ml rhIL-4,and the cells were actually immature.In the second step,the cells were cultured in the medium supplement with GM-CSF and TNF-α,and cultured until the 14th day.Mature DCs were obtained.Cells harvested were identified for their morphology by microscope,properties of DCs detected by FCM,function with MLR method.Results:Immature dendritic cells expressed CD1a molecules and costimulating molecules in middle level,HLA-DR in high level.In maturation phase DCs expressed costimulating molecules,HLA-DR molecules,CD83,and CD11c highly.These DCs could stimulate proliferation of allogenic T lymphocytes.Conclusion:The method to obtain DCs of different maturation phases from human peripheral blood monocytes is successfully set up.A number of DCs with high purity are obtained.

KeyWordsdendritic cells;flow cytometry;mixed lymphocyte reaction（MLR）

树突状细胞（dendritic cells，DCs）是沟通天然免疫和获得性免疫的桥梁，对于免疫反应的启动、进展以及免疫耐受的诱导至关重要［1，2］。很多学者应用体外大量扩增DCs，然后用肿瘤抗原冲击后回输患者治疗肿瘤，取得一定效果［3］。然而外周血中的含量也仅占单个核细胞总量的0.5%～1.0%，难以分离和纯化。本研究采用细胞因子（GM-CSF、IL-4、TNF-α）联合培养，在促成熟期不再加入IL-4的方法，获得成熟DCs。

资料与方法

一般资料：外周血：健康男性成人献血者，晨起空腹抽取肘静脉血。

主要试剂：重组人白细胞介素4（rh IL-4，Peprotech公司）；重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF，厦门特宝生物公司）；CD1α-FITC、CD80-FITC等单克隆抗体（BD公司）；DMSO（Sigma公司）。

方法：①DC的诱导培养：在离心管内加入体积比为1:1.5的淋巴细胞分离液和肝素化的新鲜稀释血液，离心25分钟，吸取界面层单个核细胞，用生理盐水洗涤2次，弃上清获得人外周血单个核细胞。将获得的单个核细胞用含10%自体血清的RPMI1640完全培养基将所得细胞重悬，混匀，调整细胞浓度为（2～3）×106个/ml，以1ml/孔加入24孔培养板中。将培养板置入37℃、5%CO2培养箱中，孵育6小时后，吸弃培养上清，祛除非贴壁细胞，即可获得贴壁的DC前体细胞。将获得的贴壁细胞用每孔加入含rhGM-CSF（100ng/ml）和rhIL-4（5ng/ml）的RPMI1640完全培养基1ml，隔天半量换液，A组培养至7天收集细胞，B组培养至7天换培养液即含rhGM-CSF（100ng/ml）和TNF-α（10ng/ml）的RPMI1640完全培养基1ml，隔天半量换液，培养至14天收集成熟DC细胞。培养期间用倒置相差显微镜下动态观察细胞形态变化和细胞生长趋势。②DCs表面相关表型的检测：将不同时期的DCs用PBS调至106/ml，加入离心管，每管20μl/106个细胞，加FITC标记的CD80、CD86、CD1a和PE标记的CD83、HLA-DR及APC标记的CD11c单抗，4℃冰箱避光孵育30～60分钟，PBS洗涤，用600μl PBS重悬细胞待测。③混合淋巴细胞反应：效应细胞制备，取异体的健康人外周静脉血，经上述方法获得PBMC，贴壁法获得非贴壁细胞，即为同种异体淋巴细胞。刺激细胞制备，培养7天和14天的DCs组，按刺激细胞:应答细胞（DCs:同种异体淋巴细胞）1:10、1:100及1:1000的比例加入96孔培养板，各100μl，每个样品设3个复孔，混合培养4天后，1000r/分，离心5分钟，弃去上清120μl，每孔加入5g/L的MTT 20μl，37℃、5% CO2条件下孵育4小时，1000r/分，离心5分钟，弃去全部上清，每孔加入DMSO 100μl，微型振荡10分钟，酶标仪490nm处测各孔吸光度（A）值，结果以3个复孔的均值表示。

统计学方法：使用SPSS统计学软件进行方差分析，以X±S表示。

结 果

DCs形态学观察：PBMC经2小时贴壁后，有部分细胞悬浮，多为B淋巴细胞和外周血DCs；当加入GM-CSF、IL-4过夜培养后，贴壁细胞数量较少，体积小；诱导2天，贴壁细胞伸展，呈高度多形性；培养5天，细胞形态不规则，粗细不等的毛刺多而密，呈现典型的DCs形态；第7天时正常组DC表面突起更加明显；当加入TNF-α后，成簇现象明显增多，并且大量突起交织；但随着时间的延长，梭形细胞减少，个别细胞开始增大变圆，在培养14天，几乎所有DCs均逐渐增大变圆，出现悬浮趋势。对于在7天之后未加TNF-α的A组细胞未出现B组细胞的成熟现象。结果见图1、2。

图1 第7天

流式细胞术检测细胞表面标志结果：按DCs常规培养7天后，再次检测DCs的特异标记，达到成熟水平；诱导14天后，DCs的成熟标记的表达量均高于7天组的表达量（P＜0.05），而DCs的CD1a标记的表达量两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

混合淋巴细胞反应：7天组的DCs由于没有完全成熟，促进T细胞增殖的作用不明显，但经过促成熟因子TNF-α刺激后的DCs，达到完全成熟后，DCs明显促进同种淋巴细胞增殖（P＜0.05），并且随着DCs浓度的下降增殖效果减弱。见表2。

讨 论

本实验利用其外周血取材简单方便的优点，从中获得PBMC，在反复实验的过程中发现单核细胞属于贴壁细胞，然而在隔天换液的时候仍有较多的悬浮细胞，这些悬浮的细胞大多是B淋巴细胞，因此经长时间的贴壁培养加上在换液时将悬浮细胞祛除，便得到较多的纯度较高的单个核细胞分化而来的DCs。经过GM-CSF、IL-4联合诱导后，可以从每100ml外周血中获得9×106个未成熟的树突状细胞。由于IL-4在诱导过程中主要抑制培养体系中中性粒细胞和巨噬细胞生长，并维持DCs的未成熟状态。因此，在培养7天后本实验就用GM-CSF和TNF-α联合在诱导7天至其成熟，这样既节省了培养成本，又能获得成熟的DCs。

本实验结果表明人外周血诱导获得的DCs在形态学上完全符合不成熟、成熟的典型形态即树突样的突起以及后期变大变圆；表面分子的表达情况，在未成熟期时，DCs中度表达CD1a、CD80、CD86、CD83、CD11c、及HLA-DR；经过TNF-α诱导后，DCs成熟后，高表达CD80、CD86、CD83、HLA-DR及CD11c，对于树突状细胞表面表达的CD1a分子，在培养体系中加入TNF-α前后，期表达量变化不明显，可与其他表面分子共同作为区分未成熟DCs与成熟DCs表面标志物；通过混合淋巴细胞反应进一步验证了未成熟DCs只有较弱的激活T细胞的能力，经TNF-α诱导后变为成熟DCs就具有了强大的激活初始型T细胞的能力。

DCs的来源成为很多研究的瓶颈，本实验从简单方便的外周血中用细胞因子诱导出大量功能性的成熟DCs，为研究DCs的作用以及临床应用奠定了基础。

图2 第14天

参考文献

1 Casas R,Skarsvik S,Lindstr？m A,et al.Impaired maturation of monocyte-derived dendritic cells from birch allergic individuals in association with birch-specific immune responses［J］.Scand J Immunol,2007,66（5）:591-598.

细胞核的功能篇2

一、细胞膜的结构与功能相统一

细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架。构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大都可以运动，这就使得细胞膜具有一定的流动性，这对于细胞膜完成它的生理功能具有重要的意义。

细胞膜最重要的生理功能是控制物质出入细胞。水分子极小，可以通过膜脂运动产生间隙。细胞需要的离子和小分子的运输往往需要由细胞膜上的载体蛋白协助完成，并且还需消耗能量，因此细胞膜运输的物质的种类和数量与细胞膜上载体的种类和数量有关，这是本身遗传所决定的。大分子物质运输的方式——胞吞和胞吐作用实现的基础是细胞膜的流动性。分泌蛋白实质上可看做是胞吐的典型例子。

二、细胞质的结构与功能相统一

不同细胞功能往往不同，主要体现在细胞质中的各种细胞器上的差异。各种细胞器的结构和功能也是相统一的。

1.线粒体与有氧呼吸

线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。与此功能相适应的结构有：线粒体具有双层膜结构，外膜通透性较好，物质比较容易通过，内膜的通透性很差，能严格控制分子和离子通过，有利于反应的进行，内膜向内折叠形成嵴，使内膜的表面积大大增加，为酶提供了附着位点，内膜上磷脂和蛋白质的比例也比其他的膜要大。催化有氧呼吸第二、第三阶段的酶位于线粒体中，其反应也在线粒体中进行，所以线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，耗能多的细胞中，线粒体也多。线粒体的基质中含有少量的DNA，因此被称为半自主性细胞器。

2.叶绿体与光合作用

叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。与此功能相适应的结构有：叶绿体具有双层膜结构，叶绿体内膜通透性较外膜差，是细胞质和叶绿体基质间的功能屏障。叶绿体的基质中有许多由膜结构的类囊体堆叠而成的基粒，这种结构大大增加了膜的总面积，其上有丰富的光合色素，能更有效地捕获光能，加速光反应。

其他的细胞器也同样如此，且各细胞器之间也有一定的联系，大家不妨自己总结，仔细体会一下“结构是功能的基础，功能与结构相统一”的观点。

3.细胞核的结构与功能相统一

细胞核的最外层结构是核膜，一方面，核膜构成了核、质之间的天然选择性屏障，将细胞分成核与质两大结构与功能区域；另一方面，核膜并不是完全封闭的，而是具有核孔，核、质之间频繁的物质交换和信息交流主要通过核孔进行。

（1）细胞核与遗传

细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所。细胞核中最主要的结构是染色质，染色质的主要成分是DNA和蛋白质，而DNA又是主要的遗传物质，通过复制传给子代，保证了遗传信息的稳定性。

（2）细胞核与代谢

细胞核是细胞代谢的控制中心。细胞代谢的主要承担者蛋白质的合成受DNA控制，DNA通过表达，把其中的遗传信息以蛋白质的形式体现性状。所以说细胞核是细胞代谢的控制中心。

细胞核的功能篇3

【摘要】 阴阳五行学说是中医理论中的核心内容，在细胞水平阐明阴阳五行的物质基础是中医面临的重大理论与实践挑战。在总结现代细胞学研究的基础上，以细胞中的能量代谢和遗传信息代谢为核心，论述了中医阴阳五行学说在细胞中的物质基础，将亚细胞结构按功能进行五行属性划分。并按照中医阴阳的概念和论述，将生命本质定义为遗传信息指导下的能量代谢过程。

【关键词】 中医学 阴阳 五行 遗传信息 能量代谢

Abstract:The theories of Yinyang and Wuxing are the core theories in Chinese Traditional Medicine.It is very important to discover the relationships among the organelles and the implication of Yinyang and Wuxing.In this paper，after summarizing the researches in cell，we explain the implication of Yinyang and Wuxing in cell which are based on both metabolism and central dogma，then group the organelles into Wuxing.According to the implication of Yinyang and Wuxing in cell，the life is regarded as a kind of metabolism， which is guided by genes.

Key words:TCM;Yinyang;Wuxing;genetic information;energy metabolism

1675年发明显微镜以后，医学视野开始从器管走进细胞。经过数百年的发展，人们已经能够在细胞水平和分子水平对生命现象进行研究和探讨。细胞是生命的基本单位，一切生命现象都是建立在细胞基础上。在细胞水平阐述中医基础理论是中医现代化的必经之路，是中医基础理论所面临的巨大挑战，是中医理论与实践取得突破的着眼点。现在有学者意识到这个问题，尝试将阴阳五行理论引入细胞学中，如提出五脏中脾与线粒体的假说，气与线粒体假说等多种假说［12］，并从基因和蛋白组学探讨中医基础理论［34］。这些尝试对中医理论的诠释都具有探索性意义，但都是局部的，不完整的，相互之间各自独立，没能构成完整的理论体系，因而无法从细胞水平完整地阐明中医基础理论。

1 现代细胞学的物质基础

细胞是构成生命现象的结构和功能单位，组成生物体的细胞在外观千差万别，化学成分非常相似，都含有水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类和各种微量的无机化合物。在种类繁多的细胞形态中，根据进化的程度与结构的复杂程度可划分为原核细胞和真核细胞。原核细胞没有典型的核结构，体积小，结构简单，具有细胞膜、核物质和少数简单的细胞器。真核细胞要比原核细胞复杂得多。光学显微镜下大致可以分为细胞膜、细胞质和细胞核。电镜下，真核细胞的内各种更细微的结构可分为膜相结构和非膜相结构。膜相结构包括细胞膜、线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物体、叶绿体和核膜等。非膜相结构有核糖体、中心体、细胞质、核仁、染色质、核基质和微管、微丝等［5］。

上述亚细胞结构既是现代生物学的研究成果，也是融入中医阴阳五行的物质基础。能够将上述物质基础纳入中医理论体系中，中医也就取得突破和发展。

2 气机的运行和新陈代谢是探讨细胞中五行物质基础的核心

气是中医理论中核心概念之一，阐明气的本质是解决中医理论的重要途径。中医将气作为生命本质来看待；现代西医则认为新陈代谢是重要的生命特征。从中西医对生命本质的认识角度，气与新陈代谢有一定的等同性［67］。在中医学理论中，气不仅存在，而且还具有运行方式，即气机。升降出入就是对气机运行的最简略概括。新陈代谢是否存在类似于“升降出入”的代谢过程，这值得探讨。将气机运动引入新陈代谢的过程中，升降出入的含义可能会出现一定的泛化。

生命科学中，新陈代谢是以细胞为单位进行的，包含物质代谢和能量代谢两个方面。这两者相辅相成，含义基本相同。新陈代谢过程中，糖类、脂类和氨基酸是为细胞提供能量的物质，这些物质代谢终产物为水、二氧化碳、氮并释放能量。糖类通过酵解而生成CoA；脂肪通过β氧化而生成CoA；氨基酸则是通过脱氨基作用后再进行代谢生成CoA。CoA进入线粒体进行三羧酸循环后氧化成为水、二氧化碳并释放能量，这是物质能量代谢的最后通路。如果进入细胞三大能源物质远大于细胞的需求，它们就会被转化成为脂肪或者糖原存储于细胞中；如果低于细胞的需求，细胞就会动用细胞内的糖原或者脂肪进行供能。在三大能源物质氧化生成ATP的过程中，透过细胞膜进入细胞体系中是进行能量代谢的第一步，相当于气机运行的入；其次在胞浆中转化成为CoA的过程，相当于气机运行的升；第三步是CoA进入线粒体氧化成为CO2、H2O，释放能量形成ATP的过程，相当于气机运行的降；最后是ATP利用和代谢终产物排泄的过程，相当于气机运行的出。

原核细胞结构相对简单，三大营养物质氧化生成ATP的过程是在细胞浆完成，而营养物质进入和代谢产物的排泄是由细胞膜完成。真核细胞结构相对复杂，细胞内有功能相对专一的细胞器。三大能源物质进入和代谢产物的排泄是由细胞膜完成；存储、转化形成CoA的过程也是在胞浆中完成；ATP的生成则是在线粒体中进行。至此就大致勾勒出气机在细胞内的运行过程，参与相应过程的亚细胞结构即为相应五行的物质基础，见表1。

3 遗传信息的输出是细胞五行相生的核心

在细胞内，与能量代谢相伴的就是遗传信息输出的过程，这个过程中最显著的特征就是蛋白质的合成。蛋白质是生命世界中的核心，是生命现象重要物质基础，细胞中的结构和功能都是以蛋白质为基础。蛋白质的合成是由遗传信息进行指导的。细胞内的染色体通过四种碱基不同的排列顺序对遗传信息进行编码，通过RNA转录，核糖体的翻译等过程合成蛋白质。这是现代生物学中的中心法则。细胞内遗传信息来源于母代细胞，少数情况下来源于基因变异或细胞间遗传信息的传递，如细菌耐药基因的产生和传播。人体体细胞遗传信息同样来源于母代细胞，受精卵的遗传信息却来源于精子和卵细胞，即父母双方。就来源而讲，遗传信息和肾精有共同之处，可以将二者进行等同。

遗传信息存储于细胞核中，通过转录过程输出遗传信息，细胞核的五行属性就是水。遗传信息输出后在核糖体中翻译合成蛋白质，核糖体的五行属性就是木。

中心法则到蛋白质合成就结束，细胞中五行相生过程没有结束。真核生物蛋白在胞液核蛋白体合成后，有如下三种去向：保留在胞液中；进入细胞核、线粒体或者其他细胞器中；分泌到细胞外。蛋白质经过复杂的合成机制，定向输送到最终发挥生物功能的区域，这一过程成为蛋白质的靶向输送［8］。除了保留在胞液中的蛋白质，进入胞核、线粒体计其他细胞器和分泌到细胞外蛋白质都必须通过膜相结构，或者同膜相结构结合形成镶嵌蛋白才能发挥。蛋白质同膜相结构相互作用从而到达特定功能区域、发挥自身功能的过程即为五行中的土。

蛋白质到达特定的功能区域后将参与一定的代谢过程。蛋白质自身有新旧更替过程。蛋白质在参与代谢过程中受到多种因素地影响，分子构象出现改变而失去活性。蛋白质失去活性也就意味着一次遗传信息释放的完成，细胞将进行新一轮遗传信息的释放，合成新的蛋白质来弥补失活的蛋白质。失活的蛋白质被内噬体吞噬，分解为氨基酸而进入能量代谢过程。蛋白质行使代谢功能并在完成功能后被分解为氨基酸的过程就是五行中的金，参与该过程的亚细胞结构包括：溶酶体和过氧化物体等。

转贴于

上述可见，细胞中遗传信息的输出、蛋白质的合成、发挥功能以及最终被分解代谢的过程也就是细胞中的五行相生过程，在相生过程中，有细胞结构和形态度形成，参与相应过程的细胞结构就是五行相生的物质基础，见表1。

4 信号传导系统是细胞内的调控系统

升降出入是气机运行的基本方式，但需要补充和完善，即将调控作为气机运行方式之一。中医学中意识到生理调控现象，《黄帝内经》就有“太阳为开，阳明为合，少阳为枢”和“太阴为开，厥阴为合，少阴为枢”的论述。枢就说明了中医对调控机能的概括和认识，但是在气机运行中并没有提到调控的问题，这似乎是五行同气机运行之间的一种矛盾。升降出入虽然为气机的基本运行方式，但是，由升到降或者由入到出等过程中必然存在一个转换和调控过程，这种调控可能为自发的，也可能是主动的，调控的结果就是促使气机运行能够同环境相一致，调控在五行中属于心火（见表1）。现代西医生理学将反馈作为生物的基本反应形式，其包含正反馈和负反馈两方面，二者均起调控作用，在新陈代谢中也是一个必然的过程。

通过前面论述我们可以看出，原核细胞的细胞结构相对简单，所具有的细胞结构基本能够完成简单的代谢过程。虽然也存在调控过程，形成的调控系统相对简单，如乳糖操纵子［8］等。多细胞生物等细胞结构就相对复杂。多细胞生物个体发育和生命活动的有序进行以及对环境的综合反应依赖于细胞间彼此协调的相互作用，这就使得细胞调控和信号传导成为细胞代谢中必须存在一个过程。细胞分泌能够调节机体功能的一大类能够进行细胞间通讯的生物活性物质为第一信使；第一信使与相应受体结合、激活受体后在细胞内产生能够介导细胞传导通路的活性物质，这类物质被称为第二信使；负责细胞核内外信息传递到物质称为第三信使。三类信使连同与之相关的受体、酶、蛋白质等就构成真核细胞内的信号传导系统。目前所知对细胞内的信号传导系统主要有下列途径：①cAMP蛋白激酶途径；②钙离子依赖的蛋白激酶途径；③cGMP蛋白激酶途径；④酪氨酸蛋白激酶途径；⑤核因子κB途径；⑥TGFβ途径。当然可能还有更多的信号传导途径有待发现研究。这些信号传导途径的最终生物效应将影响细胞的代谢、生长、增值、分裂甚至癌变［9］。信号传导系统就是细胞内调控系统，其五行属性即为心火。

至此，我们简单论述了五行在细胞内的物质基础，并以表格的形式列出（见表1）。在此需要指出：1.叶绿体是植物区别于动物的细胞器，将其列入五行中的肝木；2.高尔基体的功能是将细胞内代谢产物，主要是蛋白类产物排出细胞外，其功能与五行中肾水相同。

表1 细胞中五行物质基础列表（略）

5 遗传信息输出、能量代谢过程与阴阳关系

通过上述论述，我们清晰的看到细胞内的两条核心的代谢过程，一条为遗传信息的输出，一条是能量代谢过程。遗传信息的输出过程中有能量代谢的参与；能量代谢过程也必然有遗传信息的参与，二者相互依存，不可分割，所有的亚细胞结构代形成和功能发挥都是以能量代谢和遗传信息输出为核心的，只是侧重不同。在细胞水平，生命的本质就是遗传信息指导下的能量代谢过程。遗传信息输出指导蛋白质的合成，进而构建细胞形态结构，为阴，成型；能量代谢则化气，为阳。因此，细胞中仍然具有阴阳五行的物质基础，中医学中五行除了相生相克的关系以外，还有相乘相侮等关系，这将在今后进一步研究和论述。

【参考文献】

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［2］ 张茂林，张六通.论线粒体与中医“气”的关系［J］.中国中医基础医学杂志，2001，7（4）:6061.

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［4］ 朱姝，高荣林，隋殿军.基因组学、蛋白组学与证候实质［J］.中国中医基础医学杂志，2002，8（12）:1920.

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［6］ 张永忠.论中医学人体之气的实质是新陈代谢［J］.中国中医基础医学杂志，2000，6（5）:1920.

［7］ 张叶，沈绍功.浅析“气化”与物质代谢［J］.中国中医基础医学杂志，1998，4（9）:45.

细胞核的功能篇4

【摘要】 ［目的］探讨不同方法培养下的大鼠破骨细胞(osteoclast，OC)骨吸收功能的差异，以及骨吸收关键基因ATPase a3的mRNA表达水平的差异，为体外实验奠定基础。［方法］机械分离和诱导培养，即从新生24h的大鼠长干骨骨髓腔内壁机械分离成熟OC和1，25(OH)2 D3诱导大鼠骨髓细胞形成破骨样细胞(osteoclast like cell，OLC)，对获得的OC进行形态和骨吸收功能观察，并测定OC骨吸收关键基因ATPase a3的mRNA表达水平的差异。［结果］OC和OLC均为抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRAP)染色阳性的多核巨细胞，与细胞共培养骨片上可形成骨吸收陷窝；诱导法培养出的OLC数目多于机械分离法，但诱导早期陷窝较之小而浅，诱导后期基本接近OC；OC骨吸收关键基因ATPase a3的mRNA，在机械分离8h与诱导培养6天的细胞表达量无显著差异，但都远少于培养8天的表达量。［结论］诱导法可以培育出大量的OLC，优于机械分离法，但早期骨吸收功能较弱，OC骨吸收功能与其核数相关。后期的OCL与机械分离OC接近，可以用于各类实验。

【关键词】 破骨细胞 破骨样细胞 骨吸收 ATPase a3

破骨细胞（osteoclast，OC）是骨吸收的执行细胞，OC骨吸收机制研究对阐明骨组织生理病理机制和代谢性骨病的防治具有十分重要的意义，然而OC为高代谢的分化终末细胞，组织含量极少又非常脆弱，自 Chambers首次建立OC体外培养的方法以来，各国学者不断完善，李氏等在国内首次建立了骨髓细胞诱导培养法，建立了破骨样细胞(osteoclast like cell，OLC)培养体系，发现OLC和OC是同一种细胞［12］。OC的骨吸收功能以及形成的数目，是其活性的集中体现，同时，ATPase a3基因是骨吸收功能执行的关键基因，该基因的缺乏或突变，是骨吸收障碍发生骨硬化症和胚胎致死的关键原因［3］。本实验在经典的机械分离法和骨髓细胞诱导培养法的基础上加以改进，对其形态、分化及功能进行了动态观察，测定OC骨吸收关键基因ATPase a3的mRNA表达水平量，探讨不同方法培养下的OC骨吸收功能的差异。

1 材料

1.1 动物 新生24h内SD大鼠乳鼠，4周龄SD雄性大鼠（SPF级），由浙江中医药大学实验动物中心提供［SCXK（沪）20030003］。

1.2 主要试剂 M199培养基、αMEM培养基、HEPES液（美国Gibco公司），1，25(OH)2D3、萘酚ASBI磷酸盐（美国Sigma 公司），甲苯胺蓝（瑞士Fluka公司）、胎牛血清(杭州四季青公司)，Trizol、引物合成（美国Invitrogen公司），MMLV 逆转录酶（美国promege公司）。

1.3 盖玻片及骨磨片的制备 将10×10mm盖玻片，经硫酸-重铬酸钾清洗液中过夜，蒸馏水超声波清洗，自然晾干，高压消毒后备用。取新鲜成年牛股骨皮质骨，锯成厚骨片，经角磨机和细金刚砂纸磨至约15μm厚，再剪成5×5mm大小，三蒸水中超声波清洗后，自然晾干，使用前紫外线双面照射各4 h。

2 方法

2.1 大鼠OC机械分离法培养 参考文献［4］方法操作，培养1h后再用培养液冲洗，分别于4、8和10h取出盖玻片进行抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRAP)染色，8h时抽提OC总RNA，并将与OC共培养24h的骨片甲苯胺蓝染色。

2.2 大鼠骨髓细胞诱导法 选用4周龄SD雄性大鼠，断颈处死，无菌条件下分离完整股骨、胫骨，暴露髓腔后用αMEM培养基（含20%胎牛血清）冲洗骨髓腔数次至骨干发白为止。冲洗液200目筛网过滤后，收集液接种于25ml培养瓶，标准培养(饱和湿度、5% CO2、37℃) 1h后收集上层细胞液(含骨髓单核细胞)，500 r/min，4℃离心5 min，弃上清，用完全培养基(含20%胎牛血清、1×10-8mol/L的1，25(OH)2D3、青霉素100U/ml、链霉素100μg/ml的αMEM培养基)稀释细胞至1.5×106个/孔，将细胞悬液加入预置盖玻片或牛骨片的进口24孔细胞培养板。常规培养，每3 d换液1次，每次换总量的一半。培养全过程中，动态观察细胞的形态和生长状态，分别于3，6，8，11，14d取出盖玻片进行TRAP染色，抽提6d和8d的OLC总RNA，并将8d、12d与OLC共培养骨片甲苯胺蓝染色。

2.3 OC的形态观察 分别对不同方法培养的细胞进行观察，TRAP染色。将待定培养时间的细胞爬片取出，按照文献［4］方法与步骤进行染色，甘油明胶封片，光镜观察。其中诱导培养法中的OLC含2个胞核以上且呈TRAP染色阳性的细胞即为OC。在200倍光镜下进行OC计数，每个玻片上随机选择10个视野，计数阳性细胞均值并做统计。

2.4 骨吸收功能观察 分别取与上述细胞共培养的骨片，经2.5%戊二醛溶液固定、0.25mol.L-1氢氧化铵中超声波清洗，系列酒精脱水，自然晾干，1%甲苯胺蓝染色，观察骨片上骨陷窝形态并拍照，利用计算机图像分析系统计算整张骨片上骨吸收陷窝面积之和，结果以陷窝面积/片（mm2/片）表示。通过骨片上吸收陷窝的面积变化情况，进一步鉴定两种OC体外培养体系差异。并将观察后的骨片用2.5%戊二醛和1%四氧化锇各固定，酸性二钾氧基丙烷梯度脱水，丙酮清洗，CO2临界点干燥，镀金，制备电子显微镜标本。

2.5 RTPCR半定量分析 Trizol法提取细胞总RNA，取1μg 总RNA采用两步法RTPCR。ATPase a3基因［5］与内参甘油醛3磷酸脱氢酶（glyceraldehyde3phosphate dehydrogenase， GAPDH)引物（见表1）。PCR反应条件为：94℃ 30sec，61℃（GAPDH 60℃）30sec，72℃ 1min。取扩增产物各10μl在1.7％琼脂糖凝胶电泳，用Imagepro plus 6.0软件对扩增产物进行密度值分析，分别计为DATPase a3、DGAPDH，DATPase a3 / DGAPDH表示ATP a3 mRNA的相对含量。

2.6 统计学分析

采用SPSS13.0统计软件包进行统计。各组数据采用x±s表示，计量资料比较用单因素方差分析（oneway ANOVA）。以P

3 结果

3.1 OC形态观察 新生大鼠机械分离的细胞数量较多，均匀平铺。培养1h后，大部分未贴壁细胞被M199冲走，此时可见到玻片上多核OC。4h后细胞形态清晰，表面有微绒毛，呈伪足样运动，细胞外形不断变化，部分细胞之间纤维样突出连接（图1），随着培养时间的延长，细胞充分伸展，体积变大，核仁清晰可见。但培养24h后，大部分OC细胞壁增厚，核固缩，微绒毛消失。含1，25(OH)2D3诱导剂的大鼠骨髓细胞悬液接种于培养板后，4h见细胞均匀分布于培养板底部，呈短梭形贴壁生长。诱导培养6d时，可见体积较大、多核（3～10个）的OLC，呈圆形、多角型等多种形态，时有细胞突起向外延展，胞质密度较低，细胞核或集聚在细胞中央，或散在细胞周边，核内可见1～2个核仁不等（图2），周围的单核细胞不断融合在较大的OCL中，细胞核逐渐增多，与机械分离培养4h的OC相似。随着培养时间的延长，OLC数量递增，8d时达峰值，后期细胞开始空泡变性，细胞裂解碎片增加，细胞核呈现固缩、碎裂，细胞膜破裂，细胞死亡。

3.2 TRAP 染色 TRAP染色是鉴定OC的特异性酶学染色方法，TRAP染色阳性（TRAP+）为：细胞质染成红色或酒红色，细胞核不着色。机械分离的细胞培养4h后可见到典型的TRAP+的OC，培养8h、10h与4h相比较TRAP+的OC数量没有显著差别（P>0.05）（见表2），但到10h时OC细胞萎缩，空泡变性明显（图3）。诱导培养第6d开始，可见多核TRAP+细胞，之后TRAP+的细胞逐渐增多，出现较大型的多核细胞，并在第8d数量达到高峰（图4），与其它时间组差异明显（P

图1 机械分离培养 4h，表面有微绒毛（小箭头），细胞之间纤维样突出连接（大箭头）。(倒置显微镜×200) （略）

图2 诱导培养第6天，单核细胞之间，出现体积较大、多核OLC（箭头）。(倒置显微镜×400）（略）

图3 机械分离培养 10h，TRAP染色阳性，OC空泡变性（小箭头）。(TRAP染色×200) （略）

图4 诱导培养第8天，TRAP染色阳性的多核细胞（燕尾箭头），单核细胞核增多，体积增大（三角箭头），TRAP+的单核细胞（白色箭头）。(TRAP染色×200）（略）

表1 各基因引物序列及片段大小（略）

表2 机械分离法不同时间TRAP+ 细胞个数（略）

不同培养天数之间比较P>0.05

表3 不同诱导天数TRAP+ 细胞个数（略）

不同培养天数之间比较，P>0.05，P

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3.3 骨吸收功能观察 骨片上吸收陷窝是OC骨吸收的直接结果，其陷窝数量、大小和深度直接反应OC骨吸收的能力。机械法培养24h的骨片甲苯胺蓝染色后，在光镜下可见吸收陷窝呈蓝紫色圆形、椭圆形、腊肠形等多种形态(图5)，边界清楚，部分出现穿凿样改变。而诱导培养8d时，在骨片上发现少量呈蓝紫色小陷窝，随着诱导时间的延长，陷窝的数量、深度均增加，12d时可见大量的吸收陷窝(图6)。经扫描电镜观察可清楚识别骨吸收陷窝，成熟的OC骨吸收陷窝较OLC深，底面粗糙，可见有纤维样基底(图7)，但是相同面积大小的骨片上，诱导12d的骨陷窝数量明显多于机械法。机械法培养24h的骨吸收陷窝比诱导培养8d形成的骨陷窝面积略多，但远少于诱导12d形成的骨吸收陷窝面积。同时机械法产生的吸收陷窝的个数多于诱导8d，远少于诱导12d的数量。（见表4）

表4 不同培养条件骨陷窝的个数(个)和陷窝面积（略）

不同培养时间之间比较P

3.4 两种方法ATPase a3的表达变化 ATPase a3基因经RTPCR扩增，1.7％琼脂糖凝胶电泳（图8），发现机械分离8h目的基因扩增产物密度值少于诱导培养8d，差异明显（P0.05），而且相对密度值同样少于诱导培养8d。（见表5）

图5 机械分离培养24h，与OC共培养的骨片，出现较周围骨组织深染的骨陷窝，腊肠形骨质吸收区（箭头）。(甲苯胺蓝染色×150)（略）

图6 诱导培养12d，与OLC共培养的骨片，出现大量骨陷窝，斑片状骨质吸收区（箭头）。(甲苯胺蓝染色×150)（略）

图7 机械分离培养24h，与OC共培养的骨片，骨吸收陷窝较深呈现呈不规则形，边界清晰、底面粗糙不平(箭头)。(扫描电镜×150)（略）

图8 RTPCR产物，ATPase a3基因mRNA表达量，诱导法8d较其它时间段多。（略）

表5 不同时间段RTPCR产物密度值（略）

不同组间比较，P>0.05，P

4 讨论

OC是高度分化的多核巨细胞，直接参与骨吸收，是骨组织吸收的主要功能细胞。目前，多数学者认为OC来源于单核/巨噬细胞前体细胞［67］，到目前为止尚缺乏成熟的OC细胞株，因此机械分离法是最直接最有效获得成熟OC的方法。根据OC体形巨大、能迅速粘附于基质的特点，本研究在原机械分离方法上改进，培养1h后再用培养液冲洗，以除去大量未贴壁的细胞，达到相对纯化的目的。24h动态观察发现，8～10h最典型，胞核清晰，细胞饱满，丝状足密集，呈伪足样运动、TRAP阳性等特点，12h细胞开始凋亡，24h典型细胞形态完全消失，机械分离法培养的OC含量少又非常脆弱，成为其生化学和分子生物学研究的严重限制因素。

由骨髓和其它组织诱导培养形成的细胞与成熟的OC来源不同，称为OLC［2］。课题组用1，25(OH)2 D3成功地在体外诱导SD大鼠骨髓细胞分化形成OLC，发现在1×10-8mol.L-1 1，25(OH)2 D3的作用下，骨髓细胞可形成大量的TRAP+、在骨片上形成陷窝的多核巨细胞，与文献报道一致［1］。1，25(OH)2D3为VitD生物活性最强的代谢产物，与成骨细胞（osteoblast， OB）的1，25(OH)2D3受体结合，上调破骨细胞分化因子（receptor activator of NFκB Ligand， RANKL），直接刺激多核OC的分化成熟，同时可促使OB分泌粒细胞集落刺激因子（MCSF），间接促进OC形成［8］。骨髓中的破骨前体细胞在诱导因子的作用下逐渐向OC分化，实验显示OCL骨吸收数目、面积逐渐增多，活力逐渐增强。1，25(OH)2 D3诱导出的OLC数量明显多于机械分离的方法，且OCL周围的单核细胞逐渐不断融合，形成更大的OCL，细胞核逐渐增多，早期细胞核多于5个的OLC数量总体上少于机械分离OC的数量，但晚期多核OCL明显增多，且存活时间远长于机械分离的成熟OC。机械法骨吸收陷窝边界清楚，部分出现穿凿样改变，而诱导法从出现少量小陷窝到陷窝的数量、深度逐渐增加。虽然诱导培养OLC依赖骨髓细胞中的OB和OC前体细胞来实现的，很难分离到纯的OC，还有待于进一步改善方法提高其纯度，但是诱导法培养法明显优于机械分离法。

Atpase a3基因产物为分子量116 KDa的蛋白(a3)，是OC空泡型质子泵(空泡型氢离子三磷酸腺苷转运酶Vacuolar H+translocatiing，ATPase，简称VATPase) 跨膜部分之一，VATPase活化后将H+分泌到细胞外而完成骨吸收功能。李亦平等［9］克隆了小鼠该基因，并制备出该基因缺失的小鼠，该小鼠的OC数目正常，可附着在骨上，但不能形成吸收陷窝；破骨样多核细胞不能形成细胞外酸化腔，也不能使骨去矿物化；OC失去细胞外酸化功能，使小鼠出现严重的骨质硬化。同时Niikura［3］也表明ATPase a3对OC发挥骨吸收功能是必需的，该基因的突变是婴儿恶性骨硬化病发生及胚胎致死的关键原因［10］。利用OC噬骨形成吸收陷窝特性，观察陷窝的形态和测量陷窝的数量、大小、深度，以及Atpase a3基因表达量是检测OC骨吸收功能的可靠指标。

RTPCR实验证实，经机械分离培养后，相对数量少的成熟的OC骨吸收关键基因ATPase a3表达量较诱导早期（6d）OLC多，而少于8d的OLC，由此可知细胞核数与OC骨吸收功能直接相关，与Manolson［11］报道一致，其研究发现a3亚基的表达随破骨细胞核数(2～5，6～9和≥10)的增多而逐渐增加，a3 mRNA在大破骨细胞中比在小破骨细胞中高2.5倍，而a3是VATPase的关键性亚基，由ATPase a3基因调控，是功能性破骨细胞的必需成分，可见诱导培养的早期OLC可能并未达到完全分化且胞核数少，因而在骨片上形成的吸收陷窝较小，后期多核OCL逐渐增多，陷窝的数量、深度逐渐增加，基本接近成熟的OC。由此可知：机械分离培养法，可简单有效的获得骨吸收功能较活跃的OC，但存活时间短不利于进行长期生化和分子生物研究，且需要牺牲大量的动物；而1，25(OH)2D3诱导法可以获得数量多且生存时间较长的OCL，因此更适合用于OC分化发育过程的研究以及关键基因的转基因筛选应用。同时OC的骨吸收功能与其核数直接相关，机械分离下来的细胞为胞核多的成熟OC，骨吸收功能强于胞核较少的早期OLC，单核细胞逐渐不断融合，形成更多、更大的OCL，诱导晚期的OCL数量和功能上完全可以替代成熟OC进行各类实验。

OC功能异常导致骨改建平衡失调，是多种代谢性骨病的病理基础，1，25(OH)2D3诱导法成功的建立OCL培养体系，替代机械分离成熟OC方法，建立较为稳定的实验平台，为利用分子生物方法高效特异的抑制OC的骨吸收功能奠定基础，能有效的纠正绝对或者相对旺盛的骨吸收功能状态，达到恢复骨吸收、重建动态平衡，就可以有效防治如骨质疏松症、Paget’s病、激素性股骨头坏死、风湿性关节炎、肿瘤、牙周病等疾病，因此具有广阔的基础研究和临床应用前景。

参考文献

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［8］ Jimi E， Shuto T， Koga T. Macrophage colonystimulating factor and interleukin1 alpha maintain the survival of osteoclastlike cells［J］Endocrinology，1995，136(2): 808811.

［9］ Li YP， Chen W， Liang Y， et al. Atp6ideficient mice exhibit severe osteopetrosis due to loss of osteoclastmediated extracellular acidification［J］. Nat Genet，1999，23(4): 447451.

细胞核的功能篇5

细胞核主要功能遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

细胞核和细胞质都不能单独成活

1、细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核进行生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供，如几乎不含细胞质的精子寿命很短。

细胞核的功能篇6

     一、多能干细胞

多能干细胞是由till和mcculloch等在60年代初，应用脾集落形成细胞定量法，首先在小鼠体内证明的。他们给经射线照射的小鼠输入同系鼠骨髓细胞，在10～14天后在脾内形成可见的结节，它是由单一骨髓细胞发育分化而成的细胞集落，称之为脾集落形成单位（colony forming unit-spleen’cfu-s）。集落数与输入的细胞数成正比，它可分化发育为红细胞、粒细胞及巨核细胞。cfu-s长期以来用体内集落法进行检测。

在70年代后johnson和metcalf等应用鼠胎肝细胞体外培养法，证明具有cfu-s性质的干细胞可在体外培养成功，这是在研究干细胞方法学上的重大改进。

其后，haral等用小鼠骨髓细胞在甲基纤维素中加入红细胞生成素（erythropoietin’epo）及脾细胞培养上清，进行体外培养，可形成含有红细胞、巨核细胞以及巨噬细胞的集落，称为混合集落形成单位（cfu-mix）。其后，小林登等在80年代用人骨髓细胞亦报告cfu-mix培养成功。即由多能干细胞可进一步分化为定向髓系多能干细胞及淋巴系干细胞。淋巴系干细胞是t和b细胞的共同祖先细胞，但目前尚不能用脾集落实验证明其存在。

二、单能干细胞

单能干细胞是一类具有向特定细胞系分化能力的干细胞，也称为祖细胞（progenitor）。如进行体内移植不能形成脾集落，但在一定造血因子的存在下，可在体外培养并形成细胞集落，称为代表外培养集落，称为体外培养集落形成单位（colony forming unit-culture’cfu-c），因此它与多能干细胞不同，它可包括分化为红细胞的红系干细胞，可分化为粒细胞和单核细胞的粒、单核细胞干细胞系及可分化为血小板的巨核干细胞系。

1．红系干细胞应用骨髓细胞加甲基纤维素在大量epo存在下，进行体外培养可产生大型红细胞集落，可含有1000个以上的细胞，形成如爆发火花样的集落，称此干细胞为爆式红细胞集落形成细胞（burst unit-erythoid ’bfu-e）。如用小剂量epo则产生小型集落，由8～50个细胞组成，称此干细胞为红细胞系集落形成细胞（colony forming unit-e’cfu-e）bfu-e是更早期的红系干细胞，而cfu-e则为较晚期的红系干细胞。

细胞核的功能篇7

新课程所倡导的探究性学习重视过程，有利于学生创新精神和实践能力的培养，但很难使学生获得系统的知识，似乎很多知识是无法通过探究获取的。如何在高中生物教学中建构探究性的课堂，怎样在重视知识层面的概念教学的基础上，创设展示概念形成和发展的知识建构过程，使学生在探究性学习的过程中“创造”知识，便成为高中生物教学中一个非常值得探讨的问题。

2 教学实践

下面以“细胞质和细胞器”第一课时的教学为例，探讨如何建构探究性的课堂，并帮助学生在探究性学习的过程中建构知识。

2.1 教材与学情分析

本节课是苏教版必修1第三章第二节的内容，是第三章的重点，知识点多，且和各章节联系密切。如核糖体的结构与功能和必修1第二章“蛋白质的合成”以及必修2的“基因控制蛋白质的合成”等有关，线粒体、叶绿体的结构知识和必修1第四章“光合作用与细胞呼吸”密切相关。授课对象为高一学生，在前一课时学习了原核细胞与真核细胞的区别，对细胞结构有了总体的认识。另外初中生物已经介绍了细胞质和叶绿体、线粒体以及液泡等重要细胞器，学生对于其主要功能已有一定的了解，这些都为本节课的学习奠定了良好的基础。

2.2 教学目标

知识目标：概述细胞质基质的成分和主要功能，说出线粒体和叶绿体等几种细胞器的形态和功能。

能力目标：制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。

情感目标：认同生物科学的发展离不开有关技术的进步，逐步确立“结构与功能相统一、局部与整体相统一”的观点。

2.3 教学重点和难点

教学重点：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等主要细胞器的形态结构和功能。

教学难点：区别细胞质与细胞质基质，说出线粒体和叶绿体等几种细胞器的形态和功能。

2.4 教学方法

教学方法为实验探究法和讨论法。

2.5 设计思路

“细胞质和细胞器”这一节按照传统的教学模式设计，一般分为2个课时，第一课时学习细胞质的概念，以及叶绿体和线粒体的结构功能（含实验），第2课时学习其他细胞器的结构和功能，虽有实验探究，但只局限于部分内容。鉴于本节内容在教材中主要以图群的形式展现，直观、生动、整合，毫不教条，笔者尝试借助显微镜带领学生重温细胞结构的发现之旅。第一课时仅研究细胞器的形态和功能，按科学家发现细胞结构（主要是细胞器）的顺序，以实验探究的形式展开学习，帮助学生建构知识。

设计思路图如图1所示。

2.6 教学过程

展示有关列文虎克以及显微镜发展的资料、图片。

师：人类对细胞的结构和功能的认识是随着显微技术的发展而不断深入的。我们一起用手中的显微镜开始细胞结构的发现之旅吧！

活动一：制作临时装片观察黑藻的叶细胞。

教师简单说明制作临时装片及显微观察的要点，要求学生实验并拍摄黑藻叶肉细胞叶绿体的照片以及30 s左右的视频显示细胞质的流动情况。

师：你观察到哪些细胞结构？

生：叶绿体、细胞壁、细胞膜、液泡和细胞核。

教师展示初中学过的植物细胞图，复习相关结构。提问有关光合作用的知识，说明其与叶绿体的关系。如学生对液泡及细胞核能否观察到存在疑问，可暂时搁置。

师：观察黑藻的临时装片，发现叶绿体是运动的，说明了细胞质是流动的，是细胞活力的象征。另可看到黑藻细胞中的空白区域，叶绿体围绕这一区域流动，可间接证明液泡的存在。要更直接的观察液泡，可进行活动二。

活动二：制作并观察洋葱鳞片叶外表皮临时装片。

教师提问学生如何制作装片，尤其是怎样撕取洋葱鳞片叶的外表皮。同时引导学生观察液泡、细胞核以及细胞壁（膜），使学生了解：其液泡明显是因为体积庞大并富含色素；叶绿体易于发现也与其体积大且含有色素有关。

活动三：使用高倍镜观察线粒体。

教师展示动物细胞的结构示意图，提问：没有液泡、叶绿体，那里面还有什么细胞器？学生初中学过线粒体，可以很快答出。

学生使用高倍镜观察大鼠胰腺的铁苏木精染色玻片标本，找到染成蓝色的线粒体。

资料分析：德国科学家华乐柏在研究线粒体时，统计了某种动物部分细胞中线粒体数量如表1所示。分析回答下列问题。

① 心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？

② 冬眠状态下肝细胞中线粒体比在常态下多的原因是什么？

生：说明线粒体的主要功能，是进行有氧呼吸和形成ATP（产生能量）的主要场所。

活动四：发现其他细胞器

师：利用我们手中的光学显微镜，已经很难有新的发现了，但细胞结构是不是只有这些呢，科学家仍在探寻，我们也需要转换思路。

投影展现某动物细胞（有丝）分裂的图像，请学生分析：

① 图中所示的生物学现象是什么？

② 依据结构与功能相适应的原理，细胞中应有与该现象有关的结构。

③ 很多细胞具有分泌功能，如唾液腺细胞能够分泌唾液淀粉酶，细胞中也应有相关的结构与之适应。

学生阅读课本39页图群，认识中心体、高尔基体的形态，了解其功能。

教师带领学生回顾细胞结构的发现史：在19世纪科学家们陆续发现了：液泡、叶绿体、中心体、线粒体和高尔基体。其中的线粒体和高尔基体由于需染色才能看到，所以发现较晚。进入20世纪，尤其是30年代卢斯卡等人发现了电子显微镜，使得细胞结构的研究又往前迈进了一大步。教师引导学生转换思路进行新的发现。

师：细胞中生物大分子合成的场所在哪里？

生：淀粉在叶绿体中合成，核酸主要在细胞核中合成。蛋白质、脂质合成的场所不清楚。

学生阅读课本39页图群，寻找答案。认识内质网及核糖体。

活动五：动植物细胞结构的比较。

教师利用图2，使学生重温动植物细胞各个结构的名称，说出它们的功能，比较动植物细胞结构的区别：① 细胞膜；②细胞核；③ 线粒体；④ 内质网；⑤ 核糖体；⑥ 高尔基体；⑦ 液泡；⑧ 叶绿体；⑨ 细胞壁；⑩ 中心体。其中，①～⑥为动植物共有，⑦⑧⑨是植物所特有的，⑩是动物特有的。

细胞核的功能篇8

1肿瘤免疫中红细胞的作用

1.1促吞噬作用

Forslid等[2]发现C3b致敏的酵母菌，中性粒细胞对其吞噬率为15％，当加入红细胞后，吞噬率增加一倍，红细胞碎片亦有相同作用。作者推测红细胞所含抗氧化剂类物质能保护中性粒细胞吞噬过程中释放的氧自由基对中性粒细胞的自身细胞毒作用，从而促进吞噬。徐瑛等[3]亦证明人红细胞能明显促进外周血多形核白细胞（PMN）吞噬功能，在红细胞存在下对酵母菌的吞噬率增加70％左右，促吞噬作用与红细胞补体1型受体（C3breceptor，CR1）数量不同有关。将肺癌患者的红细胞和淋巴细胞按一定步骤与经血清致敏的癌细胞作用，观察肺癌患者红细胞与淋巴细胞围攻癌细胞情况。结果显示：肺癌患者红细胞与淋巴细胞不仅可各自单独围攻癌细胞，且具有协同抗肿瘤免疫作用，肺癌患者红细胞对淋巴细胞免疫粘附癌细胞的促进作用较正常人降低[4]。徐瑛[3]检测了恶性肿瘤患者红细胞促PMN吞噬能力，发现患者红细胞促吞噬率明显低于正常人，认为癌瘤患者红细胞CR1减少是红细胞促PMN吞噬减弱的原因之一。郭峰等[5]发现红细胞能直接粘附肿瘤细胞，肿瘤细胞经与补体作用后粘附红细胞能力明显增强，并能促进淋巴细胞、粒细胞对肿瘤细胞的粘附，而CR1单克隆抗体能抑制红细胞粘附肿瘤细胞的活性，说明在肿瘤免疫中红细胞有免疫调控，增强其它细胞功能的作用，这种作用是红细胞膜上的CR1介导的。Siegel推测红细胞能阻止癌细胞在血循环中扩散，因为癌细胞在外周血中遇到红细胞的机会比白细胞大1000倍，癌细胞表面覆盖有抗体补体，易被红细胞粘附而被捕捉吞噬。

1.2清除循环免疫复合物

肿瘤产生的大量抗原与血中抗体形成的免疫复合物（IC）被认为是一肿瘤免疫抑制因子，是造成肿瘤免疫逃逸的原因之一。IC沉着于组织某些部位，激活补体系统，亦可造成组织损害。红细胞膜具有CR1，通过CR1，红细胞与抗原－抗体－补体复合物结合，并将其运送至肝脾固定吞噬系统，IC从红细胞上解离，被吞噬细胞吞噬清除，释放IC后的红细胞可再回到血循环中，仍具有结合IC的能力[8]。CR1为分子量205000的糖蛋白，存在于红细胞、B细胞、PMN及单核细胞上，每种细胞所含CR1数量不同，红细胞为950，B细胞为2100，PMN为57000，单核细胞为48000，从数字上看每个红细胞所含CR1数仅为有核细胞的1/20～1/50，但由于血循环中红细胞数为有核细胞数的1000倍，而血循环中95％的CR1是分布于红细胞上的，清除IC主要是红细胞而非白细胞。Medof[6]等的体外试验结果支持上述推测，他们将抗原－抗体－补体的复合物与人血细胞混合孵育，然后测定各类细胞结合复合物的数量，结果发现红细胞结合了82.8％～84.8％的复合物，而中性粒细胞与单核细胞分别结合了8.3％～15.2％和1.6％～5.8％的复合物。最近发现红细胞CR1与有核细胞CR1在功能和结构上不同，红细胞CR1在细ど系姆植汲蚀匦?cluster)。Paccaud等[7]比较了PMN与红细胞结合IC的能力，发现在相同细胞浓度下，PMN结合IC能力与红细胞结合IC能力相同，尽管PMNCR1数量是红细胞CR1数量的4倍，在相同CR1数量条件下，静止的或激活的PMN结合IC的能力始终低于红细胞。电镜下发现红细胞上50％的CR1呈簇性分布，而PMN小于15％，激活的PMN虽CR1数量增加，但簇性CR1的数量并不增加，因而认为PMN的功能是组织吞噬，清除IC为红细胞的功能。

1.3效应细胞样作用

红细胞表面有过氧化物酶，能使红细胞直接销毁粘附的抗原物质，从而起效应细胞样作用。郭峰等[6]发现红细胞能与多种癌细胞发生粘附包括血清致敏的肝癌原代、传代细胞株，鼠淋巴母细胞瘤，艾氏腹水癌细胞，各种肿瘤细胞与红细胞形成花环的百分率平均值大16％～60.97％。电镜下可见红细胞发生变形运动以顺应肿瘤细胞的表面形态，甚至还可发生阿米巴样运动，包绕坏死的肿瘤细胞碎片，粘附处的红细胞膜与肿瘤细胞膜粘附、融合。肿瘤细胞与红细胞结合处有破损现象，在红细胞中可见癌细胞碎片，这种粘附作用可被CR1单抗或C3多抗阻断。

1.4红细胞对淋巴细胞和细胞因子的调控作用

Yaelli[8]等观察了红细胞对LAK细胞杀伤活性的影响，作者采用51Cr释放微量细胞毒法检测了12例癌症患者LAK细胞对Daudi肿瘤细胞的杀伤活性，发现在培养时未用Ficoll－Hypaque液离心除去红细胞者其LAK细胞活性较除去红细胞者增强1～3倍，最大1例达20倍，进一步发现红白细胞比从3～100:1时，溶解瘤细胞活性逐渐增强，在100:1时至少增加2倍，并证明红细胞的增强作用是在LAK细胞培养的诱导期且需要细胞间的接触。因而认为制备LAK细胞时不需要分离除去红细胞，相反加入适量的红细胞对增强LAK细胞毒活性更为有益。

NK细胞(Naturekillercell)在体内担负着重要的免疫监视功能。红细胞能直接增强NK细胞的抗肿瘤活性，Shou等[9]检测了在红细胞存在下NK细胞毒活性，发现红细胞与效应细胞比值为1.3:1时NK细胞毒活性开始增强，在2.5～20:1时增加最明显，不论自体，同种异体或异种红细胞都能使NK细胞活性增强，但破碎的红细胞无增强作用，增强作用可能与NK细胞上补体受体有关。郭峰[6]亦发现，当在效：靶：RBC比为10:1:25的条件下时加RBC组NK细胞活性明显高于未加RBC组。肿瘤患者红细胞对NK细胞活性的正性效应降低。Shou[10]最近发现在RBC的胞浆内存在着一种自然杀伤细胞增强因子(NatureKillerEnhancingFactor,NKEF)能增强NK细胞活性，并对其理化特性做了初步分析，认为RBC在调节NK细胞方面可能起着重要的作用。

Sigfuon等[11]发现，用美州商陆丝原刺激淋巴细胞转化，加自身红细胞可增加淋巴细胞转化率和IgG、IgM、IgA的合成。Virella等[12]进一步实验发现，在培养前红细胞与抗LFA－3单克隆抗体作用或淋巴细胞与抗CD2的单克隆抗体作用后培养时不增加B细胞反应，说明淋巴细胞转化合成抗体与红细胞LFA－3和淋巴细胞CD2相互作用有关。

红细胞能使人T细胞增殖加强，促进T细胞IL－2受体表达以及肿瘤坏死因子[13]和γ－干扰素产生[14]。用PHA刺激人外周血单个核细胞可诱导干扰素产生，Keyes等[14]发现在培养时加入红细胞可使干扰素产量增加4～10倍，干扰素产量随红细胞与淋巴细胞比值关系而变化，最适宜浓度为10～50:1。红细胞的促进作用与血型无关，红细胞碎片亦有相同刺激作用，抗CD2的单克隆抗体可抑制红细胞对T细胞产生干扰素的促进作用。Kalechman等[15]亦发现在培养时加入自身RBC可使人单核细胞或鼠脾细胞对亚适合剂量的丝裂原的反应增强，包括细胞增殖，IL－2、IL－3、IL－6、克隆刺激因子及γ－干扰素的分泌增加，这种增强效应为剂量依赖性的。还发现在无丝裂原存在下RBC能增强人单核细胞及鼠脾细胞IL－2R的表达，这种增强效应与红细胞膜与T细胞上的CD2分子相互作用有关。

2红细胞免疫功能的调控及意义

Siegel等[1]在兔血清中发现了抑制红细胞免疫粘附的因子，该因子为一不耐热物质，58℃30分钟可除去其活性，推测该因子为一大分子物质，机体通过控制该因子的合成来调节红细胞免疫功能。Yin等[16]发现该因子为一种球蛋白，对热不稳定，有与赖氨酸结合的位点，该因子可阻止IC粘附到红细胞上，降低红细胞粘附携带IC的能力。郭峰等[17,18]还发现血清中除存在红细胞免疫抑制因子外，还存在着红细胞免疫粘附促进因子，该因子耐热，58℃不能灭活。在正常人血清中促进因子活性明显大于抑制因子，肿瘤患者抑制因子活性上升，促进因子活性下降，因而认为机体内存在着红细胞免疫正负调节机制，该调节机制紊乱可能是某些疾病发生发展的原因。最近还发现β内啡肽、胸腺素、转移因子[6]等对红细胞免疫功能有促进作用，说明神经内分泌系统、白细胞系统亦参加红细胞免疫功能的调控。临床上已发现肿瘤患者血清中红细胞免疫抑制因子活性增强。

3肿瘤红细胞免疫功能改变

章岳山等[19]发现，近交系615小鼠在接种可移植性组织细胞淋巴瘤LII后，小鼠红细胞免疫功能随着肿瘤的发展呈下降趋势，在肿瘤侵袭早期和中期下降最为迅速，而肿瘤转移开始至肿瘤转移晚期以后，其下降速度减慢，认为这一改变可作为评估肿瘤发展程度的参考指标之一。

Currie等[20]采用抗CR1单克隆抗体检测肿瘤患者红细胞CR1受体数，发现在Hodgki病、小细胞肺癌、鳞状细胞肺癌和淋巴瘤，其CR1受体数较正常人减少将近一半，而在缓解期均有不同程度的恢复，因而认为红细胞CR1减少为获得性的，对红细胞CR1检测可能对判定肿瘤患者病情转归有意义。已发现在乳腺、胃、大肠、肝、卵巢、血液系统等多种肿瘤患者CR1活性降低。红细胞CR1减少，一方面使红细胞对肿瘤细胞的调理促吞噬作用功能降低，另一方面导致IC清除障碍，循环中IC增高。在肿瘤患者血清中存在着促进肿瘤生长的因子，称封闭因子，目前认为该因子为肿瘤抗原与抗体形成的免疫复合物，IC增高加重破坏了宿主抗肿瘤免疫能力，造成恶性循环，肿瘤细胞逃逸宿主免疫系统的攻击得以生长繁殖。

Siegel[1]推测红细胞能阻止癌细胞在血循环中的扩散，但缺乏证据。郭峰等[6]证明红细胞与癌细胞能发生粘附，在艾氏腹水癌腹水中发现了红细胞包绕癌细胞形成花环的现象即为一例证，从而在形态学上有力地支持了Siegel[1]的这一推测，更重要的是红细胞与癌细胞发生粘附后除可促进吞噬细胞吞噬外，红细胞本身还表现出效应细胞样作用，这一新发现对探讨红细胞在肿瘤免疫中的作用很有意义。已发现荷瘤小鼠红细胞粘附肿瘤细胞能力明显低于正常鼠；临床上，已发现在乳腺癌、胃癌、食管癌等患者，红细胞粘附肿瘤细胞能力降低，同时还发现在消化道癌患者肿瘤红细胞花环率高低于手术后证实肿瘤发生转移与否有相关性，手术切除肿瘤可使患者的红细胞免疫功能改善。因而，检测红细胞免疫功能可能对判断肿瘤转移，疗效估计及预后有一定价值。Nieha等[21]最近在多种癌细胞上检测到补体抑制蛋白CD46(MCP)，CD55(DAF)及CD59(Protectin)的表达，CD46可协助I因子加速对C3b的灭活，避免C3b沉积在癌细胞表面，从而使红细胞不能通过其CR1受体与癌细胞发生免疫粘附，这可能是肿瘤免疫逃逸的机制之一。

红细胞免疫功能提出至今已取得了很大进展，但许多问题尚待澄清。肿瘤患者红细胞CR1减少是肿瘤发展过程产生的还是引起肿瘤的原因之一？抑制因子及促进因子的来源性质，相互作用机制及在肿瘤发病中的作用，红细胞粘附肿瘤细胞的意义等仍需做进一步的研究。另外能否通过药物调节红细胞免疫功能来治疗某些疾病亦是今后需进一步研究的方向。

参考文献

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mediatedphagocytosisinhumanneutrophilsinvitro:AcombinedeffectoftheerythrocytecomplementreceptorCR1anderythrocytescavengerstoreactiveoxygenmetabolites.Immunology,1985;55(1):97

3徐瑛，郭峰，叶天星.红细胞增强中性粒细胞吞噬作用及红细胞过氧化物岐化酶的临床意义.上海医学,1990;13(6):346

4张，唐敏章.肺癌患者红细胞与淋巴细胞的协同抗肿瘤作用.中国肿瘤临床，1994;21(12):898

5郭峰，黄盛东，赫丽，等.红细胞在肿瘤免疫中的作用.中华微生物学和免疫学杂志，1995;15(3):183

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onpolymorphonuclearleukocytesanderythrocytes:effectonimmuneadherence.EurJImmunol,1990;20(2):283

8Yaelli,JR,ThurmanGB,Mrowca－BastinA,etal.Enhancementofhumanlymphokineactivatedkillercellcytolysisandamethodforincreasinglymphokine－activatedkillercellyieldstocancerpatients.CancerRes,1988;48(20):5696

细胞核的功能篇9

1. 创伤和失血后的心血管反应。

创伤和失血后，心输出量和器官血流量出现变化，使组织灌注和氧供降低，导致细胞缺氧和器官损伤，甚至死亡。血管内皮细胞释放NO，是控制血管平滑肌张力的关键因素。创伤和失血后血管内皮功能受到抑制，内皮源性NO释放减少，使血管舒张功能减退甚至消失，血小板聚集增加和中性粒细胞侵入增加；毛细血管也出现这些反应，微血管的通透性增大，内皮的完整性受到破坏，出现毛细血管渗漏，粘附分子如细胞间粘附分子（ICAM）-1、血管细胞粘附分子（VCAM）-1、P选择素和E选择素等的表达增高，从而启动炎性反应，进而导致创伤-出血性休克后的免疫抑制。已经证实外源性性抗原由巨噬细胞胞吞和溶胞为小的抗原多肽之后，这些小的抗压多肽由其细胞表面的MHC-II分子递呈给CD4+T细胞，抗原提呈需要细胞表面受体如CD4、细胞表面结合和可溶性的分子激活T细胞，其中IL-12和TNF-α决定是否产生Th1依赖的细胞免疫和巨噬细胞激活，IL-4和-10决定着是否产生Th2依赖性的免疫抑制。

2. 手术后巨噬细胞功能

2.1 巨噬细胞的细胞因子释放

多数手术后免疫研究通过外周血细胞功能和血浆各种相关介质的水平进行评估。很多动物实验和临床研究检测大手术后各种炎症介质的释放、激活或抑制及其进展和相互作用。手术或创伤后患者易出现免疫防御功能受损。动物实验发现，失血性休克后的细胞免疫功能很快出现抑制；创伤-失血休克后，脾、腹膜和肺泡的巨噬细胞对脂多糖刺激而释放白介素（IL）-2、-6和肿瘤坏死因子（TNF）-α的能力降低；脾和腹膜巨噬细胞IL-6释放抑制一直持续达7天之久；相对于软组织损伤合并失血性休克，软组织损伤合并失血性休克和骨折时免疫抑制时间更久。临床发现，手术创伤后循环中的单核细胞对细菌或内毒素的反应能力降低；并发脓毒血症患者术后很快就出现单核细胞失功能，其促炎和抗炎因子分泌均显著降低，这提示免疫抑制是手术的一个直接反应，而不是机体对手术的间接调节反应。脓毒血症的转归与单核细胞促炎因子功能的恢复相关，而与抗炎因子无关。

单核细胞源性细胞因子IL-12可启动充分的T细胞反应，手术前选择性抑制单核细胞IL-12的分泌，手术后就会出现致命性的脓毒血症；大创伤早期就出现单核细胞IL-12的量和活性均下降，单核吞噬细胞系统的IL-12分泌抑制使创伤早期的T细胞反应表现为Th2方式。

创伤-失血休克后，与脾、腹膜和肺泡巨噬细胞不同，休克后24内库否氏细胞表现为分泌促炎因子（IL-2、-6和TNF-α）的能力增强，失血性休克和复苏后2小时库否氏细胞TNF-α增高，而脾巨噬细胞分泌下降。Pellegrini等证实创伤病人的细胞相关TNF-α与可溶性TNF-α受体的比值变化和多脏器功能衰竭的发生率呈正比，细胞相关TNF-α的变化在损伤后免疫调节中起着重要作用。由于库否氏细胞、脾和腹膜的巨噬细胞所处的微环境不同，上述资料还说明创伤和失血性休克在不同的组织床产生的效应不同，可能由于脾中的巨噬细胞与T细胞最接近，而在创伤-失血性休克后的免疫抑制中发挥更重要的作用。虽然不同微环境中巨噬细胞所分泌细胞因子的变化有所不同，但是创伤-失血性休克后所有组织床中巨噬细胞的抗原提呈功能均表现为抑制。

2.2 大手术后巨噬细胞的抗原提呈

抗原提呈是抗原提呈细胞在其表面表达抗原，并可以被T细胞识别。抗原一般先处理为小的抗原肽，然后和MHC-II形成复合体并递呈给帮助T淋巴细胞，或者和MHC-II形成复合体而成为细胞毒性T淋巴细胞的目标，一个完整的抗原提呈过程还要求抗原提呈细胞提供一个膜和/或可溶性的共刺激信号。手术患者并发脓毒血症的关键因素是单核细胞功能受损和单核细胞-T细胞相互作用受到抑制，人白细胞抗原（HLA）-DR受体表达被抑制并发脓毒血症的几率增大，且抑制程度与预后正相关；如果早期矫正HLA-DR受体表达的抑制，则脓毒血症的发生率降低；一旦创伤病人的延迟型超敏反应（亦为抗原特异性）被抑制，则预后很差。大手术后FcR+单核细胞亚群比例增高，该亚群与激活的巨噬细胞变化相似，均表现为促炎因子合成增加和抗原提呈抑制。

创伤和大型手术后患者细胞免疫发生抑制，使脓毒血症发生率增高，部分原因可能是巨噬细胞的抗原提呈能力下降。已经发现多个因素，包括代谢率、抗炎因子、前列腺素类和NO等降低，与巨噬细胞抗原提呈能力下降有关，T细胞反应受损是否是巨噬细胞功能降低的原因仍有争论。

3. 失血性休克后淋巴细胞功能

临床和基础研究均发现，手术、钝性伤和切割等创伤后T细胞对刀豆素A和植物凝血素等促有丝分裂刺激的反应能力降低，且降低程度与损伤程度成正比；创伤-失血性休克后脾细胞对丝裂素和刀豆素A等刺激的增殖能力降低；Hensler等发现大手术后T淋巴细胞体外增殖和细胞因子分泌功能严重受损。这些研究均观察到手术后早期T淋巴细胞分泌功能受损，其IL-12、INF-γ和TNF-α分泌下降。T细胞增殖和分泌IL-12和TNF的能力受损与脓毒血症死亡率成正比，提示T细胞在手术后感染的免疫防御中的重要作用。

创伤-失血性休克2小时后脾细胞所分泌的Th1淋巴因子如IL-12和INF-γ等降低，这一抑制一直持续达5天之久，而抗炎因子IL-10（Th2淋巴因子）则增高。在创伤动物的脾细胞培养皿中加入抗IL-10单克隆抗体以中和IL-10，可以恢复脾细胞被抑制的增殖能力。烧伤后早期应用抗IL-10治疗可防止T细胞免疫抑制和提高脓毒血症的生存率。因此，创伤-失血性休克后IL-10分泌增加可能是导致脾细胞Th1淋巴因子受到抑制的重要原因。

4. 循环炎性和抗炎介质

部分在创伤和大手术后出现免疫抑制的患者，可以出现血浆炎性细胞因子浓度增高，说明这些病人的免疫潜能细胞被激活，而上文的离体研究所发现的细胞免疫抑制现象，可能是体内发生了大的免疫激活后的免疫细胞低反应性表现。

动物和人体研究均发现，创伤、严重失血和脓毒血症时血浆中促炎因子，如TNF-α、IL-1 和IL-6等，增大幅度增高。IL-6同时还有抗炎效应：在控制局部和全身的急性炎症反应中起着关键作用，可以刺激一些抗炎因子，如IL-1受体拮抗剂和TNF受体等，的释放，IL-1受体拮抗剂和TNF受体与循环中促炎因子结合而发挥抗炎作用。IL-6还能触发前列腺素E2（PGE2）的释放，后者可能是最强的内皮源性T细胞和巨噬细胞免疫反应抑制剂，PGE2可以引起强抗炎因子IL-10的释放，进而抑制单核细胞活性。使用IL-10抗体可以恢复PGE2引起的单核细胞抑制。这种血浆因子变化临床上称为抗炎反应综合症。目前对手术和脓毒血症患者进行的一些细胞因子治疗，可能是由于用药时间、剂量或合用药物等因素难以掌握，没能取得满意的临床效果。

上述研究提示了促炎因子在手术或创伤病人病理生理中的重要地位，临床上的重症监护病人进行这些促炎因子和抗炎因子的监测，可以提示细胞内所发生的一些变化和细胞内环境，这对于危重病治疗可能很有用处。

5. 性别对免疫反应的影响

很多的研究显示创伤出血性后的免疫抑制具有性别特异性：雌鼠发情周期的发情前期进行创伤-失血性休克，其巨噬细胞和淋巴细胞反应性能够正常维持，甚至得到加强，而雄性鼠则表现为抑制；雌鼠创伤-失血性休克时，信号传导通路p38呈现减弱状态，而雄性鼠的该信号通路传导增强，这一差别可能是前者在诱导脓毒血症后病死率低的主要原因。免疫抑制的性别特异性说明雄性激素具有免疫抑制作用，而雌性激素具有免疫保护作用，雄性鼠去势两周后再进行创伤-失血性休克时，脾和腹膜巨噬细胞因子的释放和皮细胞免疫反应就得到了保护，巨噬细胞MHC-II表达的抑制现象也不见了。雌激素具有免疫增强作用，给雄性鼠注射雌二醇可以使创伤失血性休克后的免疫抑制得到恢复；卵巢切除的雌性鼠表现免疫抑制，再进行中枢性雌激素支持又可以维持其免疫反应。临床上脓毒血症、大手术、创伤或大失血的患者可以见到同样的免疫抑制性别特异性现象，感染的发病率和死亡率男性均高于女性

6. 可能的免疫调节对策

应激后宿主的免疫反应加剧是双刃剑，目前的免疫治疗目标是既保护其防御机制又可以抑制其副作用，一般采用免疫调节的方法，而不是阻滞某个介质。

免疫调节的原理多是基于性激素/受体拮抗剂对T细胞和单核细胞的免疫调节特性。创伤-出血性休克和复苏后应用雄激素受体拮抗剂氟他胺，可以使脾和腹膜巨噬细胞受到抑制的细胞因子释放得到恢复正常，在并发脓毒血症之后连续3天应用氟他胺亦有相似的促恢复效果，并可降低大出血后由脓毒血症所致的死亡率。临床上氟他胺用药时间远超于3天都少见副作用，用于创伤病人进行免疫抑制的调节会一个是很好的选择。女性激素本身就有保护创伤-休克后免疫反应的作用，研究发现对哪行和卵巢切除患者应用单次剂量的雌二醇可使受到抑制的免疫功能恢复。雌二醇可能就是女性维持免疫反应性的原因，应用于男性、卵巢切除或停经女性可恢复创伤和大失血后的免疫抑制。

脱氢表雄酮是血浆中含量最多的类固醇激素，它是合成5α-双氢睾酮和雌二醇的中间产物，可使雄性鼠创伤-失血性休克后的T细胞和单核细胞抑制得到恢复，显著改善并发脓毒血症者的生存率。体外脱氢表雄酮增强脂多糖对大手术后患者外周血单个核细胞（PBMCs）细胞因子释放的抑制作用，对手术后血浆培养的手术后细胞亦具有显著的免疫调节作用；体外雌二醇受体阻滞剂三苯氧胺可以阻断脱氢表雄酮对T细胞和PBMCs的免疫保护作用，提示脱氢表雄酮免疫保护机制与雌二醇受体有关。已经证实短期使用脱氢表雄酮没有明显的副作用。因此，脱氢表雄酮可用于治疗免疫抑制，但是手术患者中脱氢表雄酮的在体效果还有待证实。

粒细胞集落刺激因子（G-CSF）也具有免疫调节作用，它可诱导手术后释放新的单核细胞。研究显示围手术期应用G-CSF可防止手术后单核细胞活性降低、保持适当的Th1/Th2比值和适当减轻免疫细胞的急性期反应程度，还能够减少手术后并发脓毒血症的发病率。

免疫增强膳食和高张盐水复苏亦可降低手术后的脓毒血症的发生率，据推测可能是这些方法有助于维持平衡的免疫细胞和炎症介质。

上述药物在手术后患者中预防脓毒血症和提高生存率的效果还有待于大型的临床研究证实。

7. 总结

细胞核的功能篇10

细胞学知识是生物学的核心基础知识，在高中教材中占有举足轻重的地位。其中，多种多样的细胞、细胞膜系统的结构和功能、主要细胞器的结构与功能、细胞核的结构与功能、细胞的有丝分裂、细胞的分化、细胞的全能性、细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系在考纲中属于Ⅱ类要求，即理解所列知识和其他相关知识之间的联系与区别，并能在较复杂情景中综合应用其进行分析、判断、推理和评价。

分析2013年各地高考试题发现：细胞学知识大多通过结构图、模式图、坐标图等形式，并与细胞代谢综合起来进行考查，如江苏卷第29题将细胞器、细胞膜和蛋白质的转运相结合进行考查（例4）；江苏卷第3题和浙江卷第1题侧重考查了有丝分裂的相关知识；山东卷第2题考查了细胞分化的知识；江苏卷第7题综合考查了分化、衰老、凋亡与癌变的相关知识。另外从题型上看，这方面的知识涉及的考查点多，内容比较浅显，所以大多以选择题形式出现，如新课标全国卷I第3题，山东卷第1题，天津卷第1题，安徽卷第1题，北京卷第1题，浙江卷第2题等。

二、2013年典型高考试题的剖析

例1 （2013・安徽卷）生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。下列叙述正确的是（ ）

A.细胞核是mRNA合成和加工的场所

B.高尔基体是肽链合成和加工的场所

C.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O

D.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶

【解析】细胞核是转录的场所，所以是mRNA合成和加工的场所，A正确。核糖体是肽链的合成场所，B错误。葡萄糖是不能进入线粒体的，C错误。溶酶体中的酶是在核糖体上合成的，并经内质网和高尔基体加工和修饰后分泌的，D错误。

【答案】A。

〖点评〗此题题干是课文原话，可见课本知识是必须要牢牢掌握的。这四个选项是细胞核功能和几种细胞器功能的组合，难度不大，体现了对基础知识的考查。尽管课文没有涉及细胞核是mRNA加工的场所，但只要同学们对蛋白质的合成场所、呼吸作用的过程知识熟练，通过排除法是可以准确作答的。

例2 （2013・天津卷）下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（ ）

A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离

B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化

C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取

D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩

【解析】当外界蔗糖溶液浓度较高时，洋葱表皮细胞渗透失水发生质壁分离，该过程不涉及信息传递；记忆细胞与抗原具有特异性识别作用，该过程与细胞膜上的糖蛋白有关，糖蛋白具有信息识别功能；靶细胞膜表面的受体能与胰岛素结合，从而使胰岛素发挥作用；传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩的过程中有神经递质与细胞膜上相应受体的结合。B，C，D项均体现了生物膜的信息传递功能。

【答案】A。

〖点评〗此题难度中等偏上。考查学生对生物膜信息传递概念的理解，只有彻底理解这部分内容，才能准确评判生物学过程或生物学现象。对此概念课文没有过多的文字阐述，而是列举了具体事例并用彩图直观告知。在教学时需要老师高度概括提炼这一概念的要素和要点。确认是否为信息传递，需有三个基本要素：信号分子、靶细胞受体、靶细胞内发生复杂的生物效应。①信号分子具有传递信息的作用：胰岛素、神经递质与靶细胞受体结合后，引起靶细胞内发生一系列复杂的反应，说明二者属于信号分子，能够传递某种信息；而抗原表面的特异性蛋白等物质（免疫学上称之为表面抗原或抗原决定簇）也相当于信号分子，刺激记忆细胞后，引发了记忆细胞增殖分化。②靶细胞上有和信号分子结合的受体。③靶细胞上的受体与信号分子特异性结合后，必须发生一系列复杂的生物效应，如生化反应水平提高、膜电位变化等，才能说明体现了信息传递功能。

例3 （2013・山东卷）将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞，细胞分化及肌纤维形成过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方式进入肌肉前体细胞

B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表达可确定细胞分化与否

C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量形成肌纤维

D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变

【解析】携带myoD基因的载体为环状DNA分子，该大分子物质不会以协助扩散的方式进入细胞，在基因工程中用显微注射法，A错误。核糖体蛋白基因控制合成核糖体蛋白，该基因在每个活细胞中均会表达，B错误。完成分化的肌肉细胞已失去了分裂能力，不再进行细胞分裂，C错误。由题意可知，肌肉前体细胞属于未分化细胞，处于分裂状态，DNA复制时受电离辐射的影响程度远大于已不再分裂的肌肉细胞，因此更容易发生癌变，D正确。

【答案】D。

〖点评〗此题考查了学生对细胞的分裂、分化和癌变等知识理解和应用能力。在细胞分化的过程中控制基本生命活动的有关蛋白质基因是活细胞，它均可以表达，而有些基因是选择性表达的，因此细胞之间有了稳定性的差异――细胞分化，所以只有检测肌肉细胞特有的蛋白质才能确定细胞分化与否。B选项对学生有一定的难度。题图告诉我们肌肉细胞是由肌肉前体细胞分裂分化而来，解题时不能忽视这一题图信息，平时要注意识图、析图能力训练。

例4 （2013・江苏卷）如图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图，请回答下列问题：

（1）内质网上合成的蛋白质不能穿过 进入细胞核，表明这种转运具有 性。

（2）细胞膜选择透过性的分子基础是 具有疏水性和 具有专一性。

（3）若该细胞是高等植物的叶肉细胞，则图中未绘制的细胞器有 。

（4）若该细胞为小鼠骨髓造血干细胞，则图示细胞处于细胞周期的 ，此时在光学显微镜下观察明显可见细胞核中有 存在。

（5）研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是 （填序号）。

①脂肪细胞 ②淋巴细胞 ③心肌细胞 ④口腔上皮细胞

【解析】（1）由图可知附着于内质网的核糖体上合成的蛋白质，没有箭头指向细胞核，而是经高尔基体加工后有三个去向：成为细胞膜的成分之一、分泌到细胞外、变为溶酶体内的酶。不能进入细胞核，而细胞质内的蛋白质进入细胞核的通道是核孔。

（2）细胞膜上磷脂分子的尾部是脂肪酸，具有疏水性。细胞膜上的转运蛋白具有特定的空间结构，能与被转运的物质特异性结合，体现了膜对物质运输的选择性。

（3）高等植物的叶肉细胞内含有叶绿体，并且成熟的植物细胞具有大液泡。

（4）核膜在前期消失，在末期重现，图中可见完整的细胞核，说明该细胞处于细胞周期的间期。在细胞核中只有染色质和核仁，明显可见的只能是核仁了，即使图上看不到，也必须填写“核仁”。

（5）细胞内线粒体参与细胞有氧呼吸，缺硒线粒体膜无法稳定，进而影响到细胞内能量的产生，而题目提供的细胞中，心肌细胞对能量的要求最高，所以最易受损。

【答案】（1）核孔 选择 （2）磷脂双分子层 膜转运蛋白 （3）叶绿体和液泡 （4）分裂间期 核仁 （5）③

〖点评〗此题考查了学生识图、析图的能力和准确规范表达能力。首先从图中确认细胞器及蛋白质的种类，理解图中箭头所示的含义是解答本题的关键。题图展示了游离核糖体合成的蛋白质和附着于内质网的核糖体合成的蛋白质的不同去向。

要做到规范答题有效得分，应根据所填空格前后的语境和语意仔细推敲来确定内容，再组织语言，例如第（4）小题中关键词“明显可见”就确定了该空的答案。平时的复习需注意以下几点：①熟记乃至背诵教材语言。②套用一些平时作答时常用句式如“在一定的范围内”“等量且适量”“分组编号”“观察记录”等。③善于使用题干语言，有些空就是来自题干中的某一词或短语，作答时不宜更改或遗漏，与题干语言保持高度一致。

三、2014年高考复习策略及命题趋势预测

（一）复习策略

1.抓住教材，熟练掌握基础知识

知识是能力的载体，一定量的知识储备及良好的知识结构是各种能力形成和提高的必备条件。在本专题基础知识复习时可用图形、表格等形式，通过比较、辨析来加强理解记忆有关概念、过程、原理。如（1）真核细胞与原核细胞的比较；（2）植物细胞与动物细胞的比较；（3）叶绿体与线粒体的比较；（4）染色体、染色质和染色单体的比较；（5）有丝分裂与减数分裂的比较；（6）载体与运载体的比较；（7）原生质体与原生质层的比较；（8）糖蛋白、脂蛋白、球蛋白和分泌蛋白的比较；（9）细胞膜的信息传递功能与物质交换功能的比较；（10）细胞分裂与细胞分化的比较；（11）细胞衰老、凋亡和坏死的比较；（12）主动运输与被动运输的比较；（13）斐林试剂与双缩脲试剂的比较。通过对以上相关、相似、易混的概念进行比较，加强记忆，巩固基础知识。

2.精选巧练，提高解题能力

从每年的高考试题中选择有代表性的题目进行练习，由浅入深，由易到难，由基础知识到分析推理，形成一个循序渐进的训练过程，培养和提高解题能力。

审题能力：仔细审题，这是正确解答试题的前提。一些选择题题干中包含的关键词语，如“正确”与“错误”，“一对”与“一个”，“主要”与“次要”，“根本原因”与“直接原因”，“一定”“可能”“唯一”等。找准这些关键词语，对正确解题起到至关重要的作用。对于非选择题，在看题、读题、解题和答题过程中，同样要看准关键词，理解题意，然后正确作答。尤其是实验题，审准题目的性质和目的至关重要。

理解能力：在理解能力方面比较突出的问题是，对有关知识理解不透，掌握得不够牢固，因此，对题干所提供的信息材料不能正确理解，不懂得出题人的用意，不能准确地进行知识的迁移。如何提高理解能力呢？应注意三个方面：①夯实课本上的基础知识。②提高阅读理解能力，通常在解题时要养成良好习惯，快速泛读一遍，再细读一遍，将关键字词注上标记。③理解出题人的用意。

表达能力：在高考试题中的非选择题部分，重点体现《考试大纲》对考生表达能力的要求。如“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”。学生在这一部分失分较多，主要原因有：①表达时，用词随意，不能用生物学术语准确地描述。②在对生物现象解释时，组织的语言与之不构成因果关系。③在实验方法步骤的陈述中思路混乱，表达不清，语言拖泥带水，不能做到言简意赅。在做非选择题时，全面、准确地表达生物信息是得分的重要保障。在平时的训练中要模仿课文的表达模式及用词的严密性和完整性。

3.重视基本实验，提高分析能力

这部分的实验较多，有观察类实验（如观察多种多样的细胞、线粒体和叶绿体、有丝分裂）、探究类实验（如探究植物细胞的吸水和失水）、模拟实验（如细胞大小与物质运输的关系实验、渗透作用实验），还有制备细胞膜等实验。高考试题常以课本实验为模本进行组合、拓展和迁移，特别注重对基本实验操作步骤、原理、现象的考查。因此，平时训练时要立足教材实验，提高观察能力、设计实验的能力、分析实验现象的能力。

最后，在复习中要形成如生物体结构与功能相适应的观点、生物体局部与整体相统一的观点、生命活动的对立统一观点，提高生物科学素养。

（二）高考命题预测

1.将线粒体与叶绿体的结构和功能及有关实验与光合作用、呼吸作用过程原理融于一体进行命题，以此来考查学生的综合应用能力。