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细胞生物类毕业论文撰写

发布时间:2024-07-04 07:18:21

细胞生物类毕业论文撰写

从细胞的类型,作用,功能,深入阐述,最好有自己独特的见解,再联系现实生活谈,也可以写些细胞间的相互协作,怎样共同完成各项生命活动的。选取一些作用独特的细胞写,更吸引人!

早就写过了,细胞生物学(CellBiology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞生物学由Cytology发展而来,Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。现代细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中,细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。底稿跟资料都可以发给你用。

细胞生物学论文细胞凋亡

细胞凋亡是主要的细胞死亡机制之一,是宿主防御入侵细胞内病原体的组成部分,被称为程序性细胞死亡(PCD)。适宜细胞凋亡能够限制细胞中病原体复制,同时促进形成有效长期的宿主先天性免疫和预防炎症。细胞凋亡的特征在于一系列定型的形态变化,其特征有:1、细胞变圆 2、膜气泡 3、细胞收缩 4、染色质收缩 5、核小体间DNA断裂 等细胞凋亡这一过程最终形成凋亡小体,包裹消化的细胞物质的质膜囊泡,进而被临近细胞或巨噬细胞快速吞噬,从而防止炎症。但过渡的细胞凋亡有害于机体或组织的内环境稳态。

1、普通光学显微镜观察2、透射电子显微镜观察3、荧光显微镜观察 1)用苏木素-伊红(HE)染色:细胞核固缩碎裂、呈蓝黑色、胞浆呈淡红色(凋亡细胞),正常细胞核呈均匀淡蓝色或蓝色,坏死细胞核呈很淡的蓝色或蓝色消失2)Giemsa染色法、瑞氏染色法等,正常细胞核的色泽均一,凋亡细胞染色变深,坏死细胞染色浅或没染上颜色 1)细胞体积变小,全面皱缩;2)凋亡小体为数个圆形小体围绕在细胞周围。 凋亡细胞体积变小,细胞质浓缩。细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期:Ⅰ期的细胞核呈波纹状或呈折缝样,部分染色质出现浓缩状态;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;Ⅱb期的细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。 常用的荧光染料:丫啶橙、 PI 、DAPI、Hoechst33258 和Hoechst33342、EB等Hoechst 33342、Hoechst 33258、 DAPI三种染料与DNA的结合是非嵌入式的,主要结合在DNA的A-T碱基区。紫外光激发时发射明亮的蓝色荧光。1)PI双染色法基本原理Hoechst是与DNA特异结合的活性染料,能进入正常细胞膜而对细胞没有太大得细胞毒作用。Hoechst 33342在凋亡细胞中的荧光强度要比正常细胞中要高。DAPI为半通透性,用于常规固定细胞的染色。碘化丙啶(PI)是一种核酸染料,它不能透过完整的细胞膜,但在凋亡中晚期的细胞和死细胞,PI能够透过细胞膜而将细胞核染红。因此将Annexin-V与PI匹配使用,就可以将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来。 原理:脱氧核糖核苷酸衍生物地高辛[(digoxigenin)-11-dUTP]在TdT酶的作用下,可以掺入到凋亡细胞双链或单链DNA的3-OH末端,与dATP形成异多聚体,并可与连接了报告酶(过氧化物酶或碱性磷酸酶)的抗地高辛抗体结合。在适合底物存在下,过氧化物酶可产生很强的颜色反应,特异准确的定位出正在凋亡的细胞,因而可在普通光学显微镜下进行观察。毛地黄植物是地高辛的唯一来源。在所有动物组织中几乎不存在能与抗地高辛杭体结合的配体,因而非特异性反应很低。抗地高辛的特异性抗体与脊椎动物甾体激素的交叉反应不到1%,若此抗体的Fc部分通过蛋白酶水解的方法除去后,则可完全排除细胞Fc受体非特异性的吸附作用。该方法可以用于福尔马林固定的石蜡包埋的组织切片、冰冻切片和培养的或从组织中分离的细胞凋亡测定。 1、磷酸缓冲液PBS():磷酸钠盐 50mM,NaCl 200mM。2、蛋白酶K(200μg/ml,):蛋白酶K ;PBS 100ml。3、含2%H2O2的PBS缓冲液():H2O2 ;PBS缓冲液 。4、TdT酶缓冲液(新鲜配):Trlzma碱 用 HCl调节pH至 ,加ddH2O定容到1000ml;再加入二甲砷酸钠 29.96g和氯化钴。5、TdT酶反应液:TdT酶32μl;TdT酶缓冲液 76μl,混匀,置于冰上备用。6、洗涤与终止反应缓冲液:氯化钠 17. 4g;柠檬酸钠 ;ddH2O 1000ml7、二氨基联苯(DAB)溶液:DAB 5mg;PBS 10ml,,临用前过滤后,加过氧化氢至。8、甲基绿():甲基绿;乙酸钠100ml。9、100%丁醇,100%、95%、90%、80%和70%乙醇,二甲苯,10%中性甲醛溶液,乙酸,松香水等。10、过氧化物酶标记的抗地高辛抗体(ONCOR) 1、标本预处理:⑴石蜡包埋的组织切片预处理:将组织切片置于染色缸中,用二甲苯洗两次,每次5min。用无水乙醇洗两次,每次3min。用95%和75%乙醇各洗一次,每次3min。用PBS洗5min 加入蛋白酶K溶液(20ug/ml),于室温水解15min,去除组织蛋白。用蒸馏水洗4次,每次2min,然后按下述步骤2进行操作。⑵冰冻组织切片预处理:将冰冻组织切片置10%中性甲醛中,于室温固定10min后,去除多余液体。用PBS洗两次,每次5min。置乙醇:乙酸(2:1)的溶液中,于-20℃处理5min,去除多余液体。用PBS洗两次,每次5min,然后按下述步骤2进行操作。⑶培养的或从组织分离的细胞的预处理:将约 5 × 107个/ml细胞于 4%中性甲醛室温中固定 10min。在载玻片上滴加 50~100μl细胞悬液并使之干燥。用PBS洗两次,每次5min,然后按下述步骤2进行操作。2、色缸中加入含2%过氧化氢的PBS,于室温反应5min。用PBS洗两次,每次5min。3、用滤纸小心吸去载玻片上组织周围的多余液体,立即在切片上加2滴 TdT酶缓冲液,置室温1~5min。4、用滤纸小心吸去切片周围的多余液体,立即在切片上滴加 54μl TdT酶反应液,置湿盒中于37C反应 1hr(注意:阴性染色对照,加不含TdT酶的反应液)。5、将切片置于染色缸中,加入已预热到37℃的洗涤与终止反应缓冲液,于37℃保温30min,每10min将载玻片轻轻提起和放下一次,使液体轻微搅动。6、组织切片用PBS洗 3次,每次 5min后,直接在切片上滴加两滴过氧化物酶标记的抗地高辛抗体,于湿盒中室温反应30min。7、用PBS洗4次,每次5min。8、在组织切片上直接滴加新鲜配制的溶液,室温显色3~6min。9、用蒸馏水洗4次,前3次每次1min,最后1次5min。10、于室温用甲基绿进行复染10min。用蒸馏水洗3次,前两次将载玻片提起放下10次,最后1次静置30s。依同样方法再用100%正丁醇洗三次。11、用二甲苯脱水3次,每次2min,封片、干燥后,在光学显微镜下观察并记录实验结果。 一定要设立阳性和阴性细胞对照。阳性对照的切片可使用DNaseI部分降解的标本,阳性细胞对照可使用地塞米松(1μM)处理3-4hr的大、小鼠胸腺细胞或人外周血淋巴细胞。阴性对照不加TdT酶,其余步骤与实验组相同。细胞产生不可修复的DNA损伤后通常会程序性死亡,或称凋亡。然而在肿瘤细胞中这一机制失去作用,所以它能够肆意增殖,拒绝接受“自杀”的命令。德国科学家发现了其中的可能原因——肿瘤细胞会降解一种能触发凋亡的蛋白。抑制这种蛋白的降解能够使凋亡机制恢复作用,并将提升放疗和化疗的效力。相关论文发表在《自然—细胞生物学》(Nature Cell Biology)上。严重DNA损伤后触发凋亡的其中一类蛋白是HIPK2分子。德国癌症研究中心的Thomas Hofmann和同事研究发现,HIPK2不断在健康细胞中产生,但一种名为Siah-1的酶将它标记为“垃圾”,所以它又立刻被降解。轻微损伤的细胞会进入一种低级警戒状态——短时间内抑制HIPK2的降解。一旦损伤得到修复,细胞会立即恢复对HIPK2的降解。只有在严重损伤(比如DNA双链均遭破坏)的细胞中,HIPK2的降解才被永久性地抑制。结果HIPK2不断积累,触发凋亡,细胞自杀。研究人员推测,这可能就是放疗和化疗有时失效的原因。这两种治疗方法都会严重损伤肿瘤细胞,最终导致它们的程序性死亡。Thomas Hofmann说:“如果有抵抗发生,经常是由于肿瘤细胞‘拒绝’执行自杀的命令。”研究人员在实验中抑制了Siah-1酶,结果发现,即使在轻微损伤的细胞中,HIPK2也能够积聚,凋亡也被触发。Hofmann推测,“癌医学将可能利用这一发现。比如,我们可以将Siah-1抑制剂与放疗或化疗结合使用,从而将细胞拉回到凋亡机制中来。

pre是在什么之前的意思appoptotic 指的是凋亡 如apoptotic bodies: 凋亡小体 Apoptotic Index: 凋亡指数 cell apoptotic: 细胞凋亡 所以这个合成词意思为:在凋亡之前

细胞生物学小论文

给点对文特尔的评价

《激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用》 摘要激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图象分析仪器,现已广泛应用于荧光定量测量、共焦图象分析、三维图象重建、活细胞动力学参数监测和胞间通讯研究等方面。其性能为普遍光学显微镜质的飞跃,是电子显微镜的一个补充。本文以美国Meridian公司的ACASULTIMA312为例简要介绍了激光扫描共聚显微镜系统的结构,功能和生物学应用前景。 关键词; 激光;共聚焦显微镜;粘附细胞分析与筛选(ACAS) TheLaserScanningConfocalMicroscopySystemanditsBiologicalApplications ChenYaowen,LinJielong,LaiXiaoying,MeiPinchao () AhstractTheLaserScanningConfocalMicroscopyisanewmedicalimageanalysisinstrument,(MeridianCo,USA)istakenasanexampletointroducetheprincipleofconfocalmicroscopy,itsfunetionsandbiologicalapplications. KeywordsLaserConfocalMicroscopyAdherentCellAnalysisandsorting(ACSA) 激光扫描共聚焦显微镜(LaserscanningConfocalMicroscopy,简称LSCM)是近代生物医学图象仪器的最重要发展之一,它是在荧光显微镜成象的基础上加装激光扫描装置,使用紫外光或可见光激发荧光探针,利用计算机进行图象处理,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图象,以及在亚细胞水平上观察诸如Ca2+、pH值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化。已广泛应用于细胞生物学、生理学、病理学、解剖学、胚胎学、免疫学和神经生物学等领域[1、2、3],对生物样品进行定性、定量、定时和定位研究具有很大的优越性,为这些领域新一代强有力的研究工具。 创建于1983年的美国Meridian公司,在90年代推出的“激光扫描共聚焦显微镜”这一项具有划时代的义意的高科技产品,曾获得美国“政府新产品奖”和两次“高科技领先技术奖”,它能达到每秒120幅画面的高速扫描激光共聚焦观察,可提供实时,真彩色的激光共聚焦原色图象。我院最近引起的ACASuLTIMA312是Meridian公司最新的高科技产品,为同类仪器中档次最高、功能最全的精密仪器。现以该仪器为例介绍激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用。 1、激光扫描共聚焦显微镜成像原理及组成 有关共聚焦显微镜的某些技术原理,早在1957年就已提出,二十年后由Brandengoff在高数值孔径透镜装置上改装成功具有高清晰度的共聚焦显微镜[5],1985年WijnaendtsVanResandt发表了第一篇有关激光扫描共聚焦显微镜在生物学中应用的文章,到了1987年,才发展成现在通常意义上的第一代激光扫描共聚焦显微镜。 激光扫描共聚焦显微镜成像原理如图1所示,激光器发出的激光束经过扩束透镜和光束整形镜,变成一束直径较大的平行光束,长通分色反射镜使光束偏转90度,经过物镜会聚在物镜的焦点上,样品中的荧光物质在激光的激发下发射沿各个方向的荧光,一部分荧光经过物镜、长通分色反射镜、聚焦透镜、会聚在聚焦物镜的焦点处,再通过焦点处的针孔,由检测器接收。 从图1中可以看出,只有在物镜的焦平面上发出的荧光才够到达检测器,其它位置发出的光均不能过针孔。由于物镜和会聚透镜的焦点在同一光轴上,因而称这种方式成像的显微镜为共聚焦显微镜为共聚显微镜。在成像过程中针孔起着关键作用,针孔直径的大小不仅决定是以共聚焦扫描方式成像还是以普遍学显微镜扫描方式成像,而且对图像的对比度和分辨率有重要的影响。 ACASULTIMa312采用快速镜扫描或台阶扫描对样品逐点扫描成像,由于样品中不同的扫描点始终在物镜和会聚透镜的光轴上,因而它以相同的信噪比扫描整个样品,扫描精度达μm,扫描面积最大的为10cm×8cm,当激光逐点扫描样品时,针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像,并将之转化为数字信号传输至计算机,最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚聚焦图像。一个微动步进马达控制栽物台的升降,使焦平面依次位于标本的不同层面上,可以逐层获得标本相应的光学横断面的图像。这称为“光学切片”。再利用计算机的图像处理及三维重建软件。可以得到高清晰度来表现标本的外形剖面,十分灵活、直观地进行形态学观察。 2、激光扫描共聚焦显微镜硬件和软件系统 硬件及参数指标 激光光源:氩离子激光(50mW的紫外光、999mW的可见光),能同时/顺序/分别输出紫外光和可见光,激发波长为351-364nm;488nm;514nm。 计算机系统:80586/133MHzPCI/80MBRAM/2000MBSCSI硬盘/150MBBernoulli盘驱动器/17’’大屏幕显示器。 共聚焦系统:计算机自动控制光路准调节;计算机控制孔径校准;计算机调节孔径大小;自动Z轴调节(最小μm)。 光学探测系统:3个测窗式PMT采集荧光;1个CCD系统;12位的高速A/D转换器。 图像分辨率:图像大小1535×1535;像素最小距离:μm;灰度为4096级。 扫描方式:快速镜扫描DualScan台阶扫描;扫描精度μm;扫描面积最大为10cm×8cm;扫描平面:XY和XZ和独特点、线、面扫描。激光扫描共聚焦显微镜软件系统 ACASULTIMa312系统采用独特设计的软件将激光细胞仪与先进的计算机技术结合,产生快速、高效、灵活的操作系统,完备的数据采集、分析与管理功能。基于生物医学研究有如下的软件。 ImageAnalyze—对于单色、比色和三色标记的二维荧光图像的定量分析,可产生透射光图像重叠,同时AutoImage可多个区域的自动扫描和荧光定量,以及相同区域的时间顺序扫描。 RatioAnalysis和Kinetics—测定细胞内的离子变化,可有点扫描、线扫描及图像扫描三种测定形式,以监测各种速率的生物反应。 Cell–CellCommunicationandFRAP-相邻细胞的FRAP分析。该软件首先用可光淬灭特异的细胞荧光,然后在多个时间点扫描,此扫描可对单一区域或细胞的多个选择区域,可产生透射光图像并与其它图像重叠。 CellList—储存被选择细胞的位置,即可自动对较大样品进行扫描,又可产生较小样品特异部位的网络位置表,以进行自动的测量、筛选和重复测定。 CellSorting—ACAS具备如下四种分选方式: AblationSort:预选定义一个荧光阈值,然后对特定细胞杀伤。②CookieCutterSort在用户定义的中心点四周切割Cookies。③QuickSort:对已定义的细胞表列,用Ablation或CookieCutter作分选。④ManualSort:直接使用鼠标控制载物台位置及激光脉冲,并杀灭和分选细胞,进行细胞显微外科,染色体切割和光隐阱等操作。 ConfocalImaging—共聚焦分析,可实现Z轴定量,三维立体图像分析(包括SFP模拟荧光处理法,DP深度投影法和SP文体投影法),以及视点移动动画。 3激光扫描共聚焦显微镜在细胞生物学中的应用 定量荧光测量 ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体,线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定,还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外,还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定,这种定量可以准确监测抗原表达,细胞结合和杀伤及定量的形态学特性,以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。 定量共聚焦图像分析 借助于ACAS激光共焦系统,可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片,从而得到各层面的信息,三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化,如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等,亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。 三维重组分析生物结构 ACAS使用SFP进行三维图像重组,SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像,并可从任意角度观察,也可以借助改变照明角度来突出其特征,产生更生动逼真的三维效果。 动态荧光测定 Ca2+、pH及其它细胞内离子测定,利用ACAS能迅速对样品的点,线或二维图像扫描,测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率,使用诸如Indo-1、BCECF、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率,能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应,以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。 荧光光漂白恢复(FRAP)--活细胞的动力学参数 荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域,从而造成该区域荧光分子的光淬灭,该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散,可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度,并由此而揭示细胞结构及相关的机制。 胞间通讯研究 动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯,测量由细胞缝隙连接介导的分子转移,研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用,以及胞内Ca2+,PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。 细胞膜流动性测定 ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后,其发射光极性依赖于荧光分子的旋转,而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性,因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点,温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。 笼锁—解笼锁测定 许多重要的生活物质都有其笼锁化合物,在处于笼锁状态时,其功能被封闭,而一旦被特异波长的瞬间光照射后,光活化解笼锁,使其恢复原有活性和功能,在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间,从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。 粘附细胞分选 ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器,它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法:(1)Coolie-CutterTM法,它是Meidian公司专利技术,首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上,然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状,而非选择细胞则因在八角形之外而被去除,该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞,即使百万分之一机率的也非常理想。(2)激光消除法,该方法亦基于细胞形态及荧光特性,用高能量激光自动杀灭不需要的细胞,留下完整活细胞亚群继续培养,此方法特别适于对数量较多细胞的选择。 细胞激光显微外科及光陷阱技术 借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用,借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构,该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。 4、结语 激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器,与传统的光学显微镜相比,大大地提高了分辨率,能得到真正具有三维清晰度的原色图象。并可探测某些低对比度或弱荧光样品,通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+、pH值,Na1+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标[9],对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本,不会对标本造成物理化学特性的破坏,更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃,是电子显微镜的一个补充,现已广泛用于荧光定量测量,共焦图像分析,三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面,在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。

细胞培养技术是细胞生物学研究的基础,在生物技术研究领域占有十分重要的位置。下面是我为大家整理的细胞培养论文,供大家参考。

细胞工程课程教学改革初探

细胞培养论文摘要

摘 要 细胞工程是我国本科院校生物技术专业的一门专业必修课。针对该课程特点,本文从优化理论教学和强化实践教学等方面进行了积极的探索,以便为细胞工程课程的教学改革提供参考。

细胞培养论文内容

关键词 生物技术 细胞工程 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A

Discussion on Teaching Reform of Cell Engineering Course

LI Anzheng

(Teaching and Research Section of Biotechnology, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan, Hubei 430065)

Abstract Cell engineering is a professional required course for undergraduate biotechnology major of universities and colleges in china. In this paper, according to the characteristics of this course, positive exploration was carried on to optimize the theory teaching and strengthen the practice teaching, which may provide references to teaching reform of cell engineering course.

Key words biotechnology; cell engineering; teaching reform

21世纪是生命(生物)科学的世纪。生物技术是应用生命科学研究成果对生物或生物的成分进行改造和利用的综合性技术体系,包括细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程和生化工程五大技术范畴。其中细胞工程是应用运用生物学研究所积累的知识和技术,在细胞水平上开发利用生物材料或生物系统,并以一定的工艺获得产品(细胞系、细胞株,生物体或其次生代谢产物)的有关理论和技术的学科。

我校生物技术专业于2005年开始招生,经8年的专业建设,目前已经形成较为完善的理论和实践教学体系。目前细胞工程已经成为高等院校生物技术专业的主干课程之一。学好这门课程, 将为学生今后从事生物学领域的相关研究及与细胞工程有关的生物技术产业工作莫定良好的理论和技术基础。贯彻“以学生为主体”的教学理念,提高教学质量、培养高素质应用型人才是包括我校在内的诸多院校孜孜追求的目标。结合细胞工程课程特点以及本校的实际情况,生物技术教研室对该课程教学内容、 教学 方法 、实验教学等进行了一系列的改革探索。

1 理论教学改革

优化教学内容

教学内容决定了学生的基本知识结构,影响学生基本能力的形成,教学内容是否充实与新颖,对教学质量的提高具有重大影响。鉴于精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,在细胞工程这门课程的教学中,结合中医药院校的中医药特色以及生物技术教研室教师队伍的实际,我们引进了由“211”高校华中农业大学创建的国家精品课程——细胞工程学的内容。

在教材的选用上,以高等 教育 出版社出版的柳俊教授主编的《植物细胞工程》作为教学参考书,该书系统地介绍了植物组织细胞培养技术,既说明了操作方法,也论述了其中的理论原理,比较适合于本科生的学习。同时,在教学中补充关于动物细胞工程的内容,并向学生推荐了一些参考书。

同时完善教学大纲,对教学内容作适当增减。细胞工程与其他生物科学密切相关, 如作为先修课程的植物生物学、动物生物学、细胞生物学和分子生物学等,因此在内容上有些章节会有重复,对此可以略讲或加以提问以示复习。如植物胚乳培养中涉及胚乳发育的三种途径(核型胚乳、细胞型胚乳和沼生目型胚乳),该内容在植物生物学中已经学习,在此可略讲。

此外,进入新世纪后包括细胞工程在内的生物技术各领域的新成果日新月异,因此对教师而言,不仅要教授给学生这个领域的基本原理、基本方法和基本技术,而且也要把最新研究进展融入到教学中来。这就要求教师必须能够随时关注该领域发展的最新动态(查阅国内外权威文献),并及时把相关内容补充到教学内容中,从而激发学生学习的兴趣,增强学生学习的自觉性和创造性。要求认真细致地备好每每一节课(包括实验课),并在课后进行教学 反思 ,所以尽管课程每年基本是重复的,但每年都有新的体会,需要花大量时间认真备课。

改革教学方法

激发学生的学习兴趣,发挥其主观能动性。所谓兴趣是最好的老师,带着兴趣学习,可以发挥学生的主观能动性,对教学效果的提高无疑是大有裨益的。大学传统的教学模式往往是灌输式的,老师是知识的传输者;新的教学模式比如启发式教学则要求老师由知识的传输者转变为学习的引导启发者,激发学生的学习兴趣,调动学生学习的主动性和积极性。因此在教学过程中,可以选择细胞工程的某一章节或者某一知识点的内容,尝试让学生体验课堂教学,以培养学生的独立思考能力、查阅文献能力、 总结 归纳能力及语言表达能力。

注重师生互动,积极引导学生学习。一般上新课之前会花几分钟时间复习旧课,即对上次课的内容提出几个问题,让学生思考回答。这样既可以巩固已学内容,又可以衔接新课内容,可谓承上启下,一举两得。另外在授课过程中也需要观察同学们对某一知识点的掌握情况,尤其是涉及一些先修课程的内容,也会随时提问并做解答。所有的提问,要兼顾到每一位同学,即每一个同学都有回答问题的机会;对回答得好的同学要大力表扬,对回答不上来的同学也要加以鼓励。 认真制作多媒体课件,优化多媒体教学。随着社会经济水平的提高和科技水平的进步,充分利用多媒体等现代教学手段也是对专任教师的必然要求。目前我校绝大多数教室都配备了多媒体教学系统,细胞工程这门课程也采用了多媒体授课。如何将传统板书教学的提纲挈领与多媒体教学的大信息量实现有机结合,是教学过程中需要用心思考的问题。在多媒体课件(PPT幻灯片)的制作过程中,坚持“文字少而不缺,图表多而不杂”的原则,将传统的板书的要点集中体现在其中某一张幻灯片上,然后添加一些超级链接用图表对每一要点作详细说明,做到既要发挥多媒体教学的优势,又不失传统教学的效果。同时还可以在多媒体课件上完善外文(英语)专业词汇,增加学生 专业英语 的基础。

2 实践教学改革

细胞工程是一门实践性很强的学科。在实验内容的设置上,本着整合教学资源,优化教学内容的原则,在我校生物技术专业培养方案中将包括细胞工程在内的数门专业课的实验加以整合,开设了生物技术综合实验。其中有对应的细胞工程部分以动物细胞培养和植物组织培养过程为基本内容。在实验过程中前一个实验为后一个实验做准备,后一个实验是前一个实验的深入。实验过程从培养基的制备到材料的消毒灭菌接种,到实验结果的观察,学生需要全程参与。考虑到因为污染等原因导致某一次实验失败而导致后续实验无法开展的问题,在实验过程中指导老师要随时关注培养情况并采取预防 措施 ,比如多准备一些实验材料;或者指导老师除演示实验过程外,每次也作为其中的实验小组参与实验。实验 报告 的书写上要求同学们如实报告实验结果,即使是失败的结果也要求写上并分析原因。

3 结语

课程教学是实现教育培养目标的重要手段。在细胞工程课程教学过程中, 我们优化教学内容,引入了“211”高校的精品课程并加以消化,把最新的科研成果融入到教学内容中;采用了灵活多样的教学方法和多媒体教学手段,使教学质量得到了相应的提高。在今后的教学过程中将与时俱进,不断总结 经验 ,进一步完善教学内容、教学方法,尤其要加强细胞工程实验的开设,丰富实验内容,把细胞工程课程教学水平提高到一个新的层次。

细胞培养论文文献

[1] 柳俊,谢从华.植物细胞工程(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2] 姜振华,周大祥.地方本科院校细胞工程教学改革探索[J].教育教学论坛,2013(27):52-53.

[3] 王义,刘思言,孙春玉等.在《植物细胞工程》课程教学中培养学生科研能力的思考与实践[J].中国校外教育(理论),2008(9):85-86.

[4] 杨清玲,章尧,陈昌杰等.生物技术综合实验建设的研究[J].蚌埠医学院学报,2009(34):166-168.

细胞工程教学改革与探索

细胞培养论文摘要

摘要根据细胞工程教学实际,从师资队伍、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行探讨,以为细胞工程教学改革提供新思路。

细胞培养论文内容

关键词细胞工程;教学改革;考核方式

细胞工程是理论与实践结合的综合性很高的一门学科,是应用细胞生物学和分子生物学的原理方法,在细胞水平上研究、改造生命遗传物质,以获得具有目的性状的细胞系或生物体的理论和技术的学科,它既是现代生物技术的重要组成部分,也是现代生物学研究的重要技术工具,在高校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位[1-2]。学好这门课程,将为学生今后从事生物学领域的相关研究及与细胞工程有关的生物技术产业工作奠定良好的理论和技术基础。授课教师必须充分发挥自身专业优势,适应学科发展需要,积极引导学生科学认知并对该领域产生兴趣,系统把握相关原理、方法、技术和进展;同时培养学生综合能力,增强教学效果。在不断探索的过程中,结合细胞工程的特点,就提高细胞工程教学的质量进行探讨。

1加强师资队伍建设

组建教学团队

为了解决教学内容学科跨度大、背景不同的问题,打破传统的一人一课的教学模式,组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块。每一模块由具有相应专业背景的教师承担,力争紧跟各教学内容的学科前沿。

提高教师教学水平

为了提高教学水平,课题组成员定期进行现代教学思想和现代教学方法的学习与讨论;定期组织在教学方法上有建树的专家进行听课和有针对性的评课;督促教师认真备课,业务上要精益求精,特别要求教学内容要紧跟学科前沿,使自己成为本专业的真正专家和学者,站在本专业知识发展前沿。同时不定期展开自评和互评,以促进整体教学水平的提高。

2融合科技发展,改革、更新教学内容

细胞工程是一门涉及面较广的综合性学科,无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,即要注意内容的系统性与完整性,又要保证授课内容的全面、趣味、实用。结合生物技术专业的教学目的和现有教材,在课程内容上,主要围绕以下几个方面展开:一是细胞工程基础,包括基本概念,主要研究内容,细胞培养的基本设施、条件、方法和技术等;二是植物细胞工程,包括植物组织培养、脱毒与快繁、单倍体诱导与育种、胚胎培养、体细胞胚胎发生和人工种子技术、原生质体融合、染色体工程、转基因技术等;三是动物细胞工程,包括动物细胞培养、细胞融合、染色体工程、细胞重组与克隆、转基因动物与生物反应器等;四是细胞工程的实践与应用,包括细胞工程及其相关技术的发展现状与应用进展,及其产业化发展前景等。

此外,由于当今世界科学技术突飞猛进,知识信息量增长迅速,细胞工程的研究内容也日新月异,新技术、新方法不断涌现。这就要求任课教师在教学中要适时地调整并更新教学内容,站在现代科技发展的前沿,掌握生物工程领域科技发展的最新动态,及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的重大课题融入教学内容,激发学生学习探索新知识的兴趣,提高学生的综合能力。如在讲解“克隆技术”时,及时把国内外最新的成果向学生传播,包括2007年12月14日韩国孔一根教授通过一只成年雌性土耳其安哥拉猫的表皮细胞克隆出3只含荧光蛋白的白色小猫;2009年1月Cloning and Stem Cells杂志网络版报道,山东省干细胞工程技术研究中心、烟台毓璜顶医院成功获得人体细胞克隆胚。又如在讲解“染色体工程”时,结合2009诺贝尔生理医学奖的最新成果进行阐述。

3改革教学方法

采用启发式、探究式教学方法

作为综合技术课程,细胞工程的各章节逻辑性不强,理论表述较少,应用技术细节较多,给欠缺基础知识的学生在理解、记忆课本内容时带来较大的难度。因此,在教学过程中,要大力提倡启发式、问题探究式、讨论式、训练与实践式教学方法,鼓励学生大胆质疑、自由探索,最大限度地发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。例如在讲授细胞重组与克隆过程中,只讲解细胞重组和克隆相关原理,而克隆的最新进展则由学生在查阅资料后,对其做讲解和归纳总结,由教师和其他学生给予评价和修正。

应用 现代教学手段,提高教学质量

细胞工程是一个基础性和实践性很强的学科,课程的信息量大,内容基本是微观水平,传统的的教学模式无法为学生呈现如此大信息量的课程内容,而且也很容易引起学生对课程的懈怠,降低学习兴趣,影响教学效果。为了提高教学效果,以 计算机为工具,通过多媒体、教学录像、 网络资源、CAI课件等现代化教学手段,不仅可以向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加美观的人机交互界面,充分调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣[3]。这样就可以使那些抽象的、在普通条件下难以观察到的过程直观而形象地展示出来,有利于增长学生独立灵活地分析问题、解决问题的能力,提高教学质量,同时激发学生的学习兴趣。

开展各种教学活动

在正常的授课之余,还尝试打破常规的教学方式,开展丰富多彩的教学活动,对于培养学生学习兴趣、充分调动学生学习积极性有着很好的效果[4]。如在期中时,给学生布置写一篇综述的任务,题目和内容自定,只要是学生自己感兴趣、与本学科内容相关的即可。学生通过查找资料,对生物学科产生了浓厚的兴趣,甚至产生了以后从事这方面工作的愿望,有的还主动找到教师,申请提前进入实验室。又如在教学过程中,尝试让学生在学完每章内容后自己试编题并给出答案,然后以作业的形式上交,教师综合学生编写的题目和各方面资料建立题库。这种形式,一方面,体现尊重学生、信任学生的教学原则,同时极大地调动了学生学习细胞工程的积极性和主动性;另一方面,学生编题的过程也是学习掌握的过程,让学生的学习达到事半功倍的效果。

4改革考核方式

目前,大多大学生对期末 考试“一考定终身”不满,因此,制定 科学可行的考核办法对提高学生的学习积极性和改进教学效果都具有重要的作用。为了引导学生全面 发展,科学评价学生的学习情况,该课程针对目前考试中存在的问题,从以下几个方面进行了考试模式的改革探索:一是在考试内容上除了包括课程的基础理论、基本知识、基本技能等,同时也考察学生的在融会贯通基础上分析问题、解决问题的能力;二是加强平时成绩考核,将课堂的出勤、回答问题、作业、讨论及课堂讲述等情况记入平时成绩;三是最后总评分时按平时成绩占30%(作业、出勤、课堂的参与程度等),平时的课堂活动、创新活动占10%(包括撰写研究综述、运用细胞工程技术手段、设计方案解决实际问题、成立兴趣小组、参与课题研究、课堂讲课等),期末考试占60%(注重考查运用理论知识解决实际问题的能力)。

5结束语

在科技竞争、人才竞争、 经济和科学技术迅速发展的形势下,通过研究与探索细胞工程课程教学体系,把最新的科技发展成果融入到教学内容中,采用先进的教学内容和现代化的教学方法与手段,改革考核方式,细胞工程课程教学改革取得了一些成绩。今后,要不断通过学习掌握新的知识、提高自身的理论认知水平,同时每次上课前精心备课,并在教学实践中对课程教学体系不断改进,提高细胞工程的教学质量。

细胞培养论文文献

[1] __勇.细胞工程[M].北京:科学出版社,2003.

[2] 胡尚连,孙短,曹颖.植物细胞工程理论与实践教学体系探索与实践[J]. 中国校外 教育:理论,2008(2):136-137.

[3] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社,2005.

[4] 梁亦龙,魏进民,张继承.细胞工程教学改革的探索[J].实验室科学,2009(4):25-26.

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目的:(1)对目前国内经我们检测的三大类医疗器械的细胞生物相容性的现状进行分析。(2)提出医疗器械细胞生物相容性试验的重要影响因素,为医疗器械的生产、改进提供指导性建议。(3)比较活细胞计数法和MTT法两种细胞生物相容性评价试验方法的差异,得到一种准确、。

细胞生物学杂志的文献类型

不仅仅是医学文献,PubMed包括生物医学和生命科学领域的文献,包括临床医学、公共卫生、药学、生物学、病理学、细胞生物学、遗传学、细菌学、免疫学、病毒学、病原体学、食品科学、植物学、动物学等。它收录了全球范围内来自图书、期刊、会议、专利、报告等多种文献类型的文献,其中大部分是生物医学文献,但也包括一些非生物医学文献,比如健康促进、社会科学等。

The differential immune responses to COVID-19 in peripheral and lung revealed by single-cell RNA sequencing | Cell Discovery

影响因子: PMID: 33101705

期刊年卷:Cell Discov 2020;6 生物二区 细胞生物学 Q2 60/190

DOI:

生成了由200,059个细胞组成的高质量scRNA-seq数据集,该数据集表征了来自三名健康对照(HC),五名轻度和八名重度COVID-19患者的外周免疫细胞(图 1a )。 这些患者的原数据在补充表 S1中 列出。 轻度疾病患者在住院11–18天后全部cured愈出院,8例重度疾病患者中的2例死亡 ,而其他重度病例在住院12–58天后康复。此患者队列的临床过程类似于早先的报告,其中,老年患者基础疾病倾向于产生重度的症状和表现出较高的死亡率 1 , 2 , 20 。此外, 重度患者的血浆白细胞介素(IL)-6和C反应蛋白(CRP)水平较高,而淋巴细胞计数却减少,这表明细胞因子风暴和淋巴细胞减少。

图1:来自COVID-19患者的PBMC的单细胞分析

聚类分析显示标记基因注释的29个簇和10种主要细胞类型,包括

T细胞(CD3D),

NK细胞(KLRF1),

B细胞(CD79A),

单核细胞(CD14,FCGR3A),

骨髓DC(mDC)(CD1C) ,

浆细胞样DC(pDC)(IL3RA)和

浆细胞(PC)(IGKC),

巨核细胞(MYL9),

cycling 细胞(MKI67)和

红细胞(HBB)(图 1b,c 和补充图 S1a,b ) 。

在随后的分析中不包括红细胞,并且 基于特定标记将cycling 细胞重新分为cycling T细胞,cycling PC和cycling NK细胞 (补充图 S1d,e )。 与HC相比,COVID-19患者的外周免疫状况明显失调,尤其是在重度病例中(图 1d )。 最显著的变化包括单核细胞和cycling T细胞的扩增以及NK,T和mDC群体的减少,从而导致COVID-19患者的单核细胞/ T细胞比率大大增加(图 1e,f )。 在重度COVID-19中,pDC的频率也降低了,尽管差异无统计学意义。 这些数据加在一起表明,SARS-CoV-2感染极大地干扰了血液免疫细胞簇,特别是在那些患有重度疾病的患者中。

为了进一步了解髓样细胞室的重塑, 作者重新聚集了髓样细胞 , 并鉴定了五种不同的细胞类型,包括

CD14+经典单核细胞,

CD14+CD16+中间单核细胞,

CD16+非经典单核细胞,

DC1和DC2(图 2a 和补充图 S2a ) 。

重症COVID-19患者的髓样细胞组成与轻度病例和对照组的明显不同。 CD14+的比例与轻度COVID-19和对照组相比,重度COVID-19中单核细胞显著增加,而CD16+非经典单核细胞(与对照组),CD14 + CD16 +单核细胞(与轻度COVID-19)和DC2相比,重度COVID-19明显降低(相对于轻度COVID-19和对照)(图 2b,c )。

CD14 +单核细胞代表主要的外周骨髓细胞类型,并且COVID-19与对照之间CD14 +单核细胞的UMAP表明转录组特征受干扰(图 2b ) 。

在CD14 +单核细胞的差异表达基因(DEG)中, 作者发现轻度COVID-19和重度COVID-19病例与对照组相比有116和134个上调基因,而两个COVID-19组之间只有74个上调基因。相比之下,作者发现重度COVID-19与对照组或轻度病例相比分别有217和160个下调基因,而轻度COVID-19与对照相比只有104个下调基因(补充图 S2b 和表 S2 ) 。 DEGs上调的基因本体论(GO)术语包括两个COVID-19组对病毒,I型IFN和IFN-γ的反应,以及重度COVID-19中的中性粒细胞激活和能量代谢途径(图 2d )。

出乎意料的是,对下调的DEG的GO分析表明,主要在重度的COVID-19病例中单核细胞功能不足,例如I型IFN产生减少,细胞因子分泌,趋化因子产生以及抗原加工和呈递(图 2d )。作者进一步检查了与这些GO术语相关的DEG。

许多经典的IFN刺激基因(ISG)包括ISG15,IFITM1,IFITM3,MX1,IRF7,IFI27等在COVID-19患者中的表达水平高于对照组,而与中性粒细胞激活相关的基因(包括S100A8,S100A9,S100A12,CLU和RNASE2等)在重度COVID中的比轻度COVID-19和对照表达水平更高。(图 2e )。尽管ISG上调,但作者未能检测到COVID-19中I型或III型IFN的产量高于对照组。

关于下调的基因组,MHC II分子包括HLA-DQA1,HLD-DRA,HLA-DRB1,HLA-DMB,HLA-DMA等,细胞因子/趋化因子基因,包括IL1B,TNF,CCL3,CCL4和CXCL8,在COVID-19患者中表达水平较低,尤其是在那些患有重度疾病的患者中(图 2e )。因此,来自COVID-19患者的CD14 +单核细胞中DEG的上调反映了对SARS-CoV-2感染的免疫反应,而来自患有重度COVID-19患者的CD14 +单核细胞中DEG的下调表明了这些细胞的免疫麻痹状态。

髓源抑制细胞(MDSCs)是在炎症条件下扩增的异质未成熟髓样细胞群体,可以抑制T细胞反应 21 , 22 。外周血,单核细胞的MDSC具有表型CD14 + HLA-DR - / LO,而单核细胞是HLA-DR阳性 23 , 24 。据报道, MHC II分子的下调,钙卫蛋白的增加(S100A8和S100A9)以及免疫抑制功能是MDSCs特征。 确实, 通过其MHC II分子(较低水平)和钙卫蛋白(较高水平)的独特综合评分与轻度COVID-19和对照中的分数相比,作者确定了重度COVID-19中的单核细胞与MDSCs非常相似(图 2f )。 在CD14 HLA-DR的水平降低+从重症患者的单核细胞通过流式细胞术(图 2g ),并且还通过其他研究报告 14 , 18 。有趣的是,作者研究中的 MDSC样评分与血清CRP,IL-6水平和嗜中性白细胞与淋巴细胞的比例呈正相关,与血液CD3+,CD4+和CD8+T细胞计数的降低呈负相关(图 2h ) 。

总之,作者的 scRNA-seq表征揭示了COVID-19患者外周血髓室的多方面重塑。虽然COVID-19患者的cycling 单核细胞以ISG反应增强为特征,但它们几乎不产生IFN,细胞因子和趋化因子。此外,DC的丢失和MDSC样单核细胞的出现表明它们参与了重症COVID-19患者的免疫麻痹。

备注:免疫麻痹 immunological paralysis 是在一定限度内,抗体的产量随抗原的用量而增加;但抗原量过多,超过一定的限度,抗体的形成反而受到抑制。

图2:COVID-19患者外周血髓细胞室的单细胞分析。

作者在重度COVID-19发现支气管肺泡灌洗液单核细胞-巨噬细胞的异常活化 8 , 9 。在这里,为了进一步了解肺单核巨噬细胞与其血液对应物之间的联系,并评估它们在COVID-19中的差异作用,作者研究了来自两名轻度和五个重症患者的成对BALF和血液样本。对BALF和cycling 髓细胞的整合分析显示了中性粒细胞( FCGR3B ),mDC( CD1C ),单核巨噬细胞( CD14 , FCGR3A 和 CD68 )的簇(图 3a 和补充图 S3a )。 巨噬细胞亚类分类标记,包括FCN1轻度或重度COVID-19患者的外周血和BALF单核巨噬细胞可分别差异表达FCN1,SPP1和FABP4(图 3b )。分析来自同一患者的PBMC和BALF单核巨噬细胞的分化轨迹显示,血液向BALF的过程一致(图 3c 和补充图 S3b ),与预期的将外周单核细胞募集入炎症组织一致,尽管肺免疫微环境对确切分化轨迹的影响尚待研究和验证。

图3:重度COVID-19中异常激活的肺单核巨噬细胞

a 整合PBMC和BALF样本配对的2位轻度和5位重度COVID-19患者的髓样细胞数据 b 单核细胞巨噬细胞标记 FCN1 , SPP1 和 FABP4 的表达从 a 投射到UMAP 。 PM,轻度病例的外周细胞;PS,重度病例的外周细胞;轻度病例的BM,BALF;BS,重度的BALF。 c 独立分析两名代表性COVID-19患者的血液单核细胞和BALF单核细胞巨噬细胞的分化轨迹。 d Venn图显示了单核细胞-巨噬细胞比较中上调和下调的DEG数量。logFC> 或<–,调整后的 P <。 e 在单核细胞-巨噬细胞比较中丰富了上调基因(左)和下调基因(右)的GO生物过程(BP)术语, f 热图显示了来自同一患者的配对血液和BALF单核巨噬细胞中所选干扰素,细胞因子和趋化因子基因的表达。星号表示该基因在轻度和重度COVID-19之间在BALF单核巨噬细胞中差异表达。紫色和绿色的星星表明,在重度的COVID-19和轻度的COVID-19组中,基因表达分别显著上调(MAST; P <)。B,BALF样品;P,PBMC样本。 g 通过CBA(重度患者的BALF和PBMC之间的双向Wilcoxon检验)测量配对的BALF和血浆样本中所选的细胞因子和趋化因子的水平。

接下来,作者进行了 cycling 和BALF单核巨噬细胞的转录组分析 ,以了解其功能状态。在DEG中,从 轻度和重度COVID-19患者中鉴定出BALF单核巨噬细胞与血液中的524个共享上调基因和501个下调基因(图 3d 和补充表 S3 ) 。如此 大量的DEGs提示外周血和肺单核巨噬细胞之间存在显著差异 。 GO分析显示了BALF单核巨噬细胞中多种免疫途径的广泛激活,包括对IFN和细胞因子的反应,中性粒细胞活化和白细胞迁移,而涉及髓样细胞分化,ATP代谢等的途径则富含血液单核细胞(图 3e ) 。此外,这些比较揭示了与重度 COVID-19相关的BALF单核巨噬细胞中受干扰的途径,包括对缺氧,高温,金属离子,创伤和Fc受体信号通路的反应特别上调(图 3e ),而这些通路与肺泡巨噬细胞的功能被下调,包括脂质代谢,凋亡细胞清除和抗原呈递(图 3e )。这些路径中涉及的代表性DEG示于补充图 S3c中 。

单核细胞巨噬细胞被认为在驱动重度COVID-19 25 背后的细胞因子风暴中起关键作用。因此,作者检查了来自同一患者的 配对血液和BALF样品中单核巨噬细胞中的细胞因子和趋化因子水平。作者发现所有类型的IFN(IFNA,IFNB,IFNG和IFNL)均在单核巨噬细胞中低表达,而细胞因子(IL1A,IL1B,IL1R2,IL1RN,IL18,IL6,TNF,IL10和TGFB1) 和 多种趋化因子在来自BALF的单核巨噬细胞中高表达,但在成对的血液样本中却不表达(图 3f )。 这些数据表明,尽管BALF中的单核细胞巨噬细胞被激活,但它们在外周免疫沉默,这可能是由于病毒刺激或肺部促炎环境的持续参与所致。

与轻度病例相比,重度COVID-19的BALF单核巨噬细胞中抗炎细胞因子(IL1R2,IL1RN和TGFB1)的水平相对较高,而IL18的水平较低,而经典促炎细胞因子(IL1A,IL1B,IL6和TNF)在两组之间相当(图 3f )。相反,如作者先前的研究所示,招募单核细胞和中性粒细胞的趋化因子(CCL2,CCL3,CCL4,CCL7,CCL8,CXCL1, CXCL2,CXCL3和CXCL8高表达,而重度COVID-19的BALF中单核细胞巨噬细胞表达的趋化因子(CXCL9和CXCL16)募集的T细胞表达少于轻度病例(图 3f )。在蛋白质水平进一步证实了BALFs中细胞因子(IL-1β,IL-6等)和IL-8的水平高于配对血浆,尤其是BALFs中IL-8的水平非常高(图 3g )。因此,这些配对分析揭示了重度COVID-19期间组织单核细胞巨噬细胞参与了细胞因子风暴,特别是通过产生趋化因子并募集更多单核细胞和中性粒细胞,但不太可能归因于促炎性细胞因子的过量产生。

NK和T淋巴细胞是重要的抗病毒的免疫细胞,其在重度COVID-19耗竭 13 , 26 。为了进一步了解失调的 NK和T细胞簇,作者重新聚类了这些细胞并鉴定出18个子集(图 4a 和补充图 S4a )。

NK细胞高表达KLRF1,KLRC1和KLRD1, cycling T细胞表达MKI67。

先天性T细胞包括MAIT(SLC4A10),γδT(TRGV9)

NKT细胞(CD3E,KLRF1)

CD4+T细胞包括CD4-Naive(CCR7, SELL),

CD4- LTB,

CD4-GZMK,

CD4-GATA3(Th2)

CD4-CCR6(Th17),

CD4- ICOS(Tfh ),

CD4-GZMB,

Treg- SELL和Treg-CTLA4子集,

而CD8+T细胞包括CD8-Naive(CCR7,SELL),

CD8-LTB,

CD8-GZMK CD8-GZMB子集。

进行伪时间轨迹分析以推断CD4+和CD8+之间的血统关系T细胞亚群。配对的T细胞受体(TCR)克隆型分析显示,沿推测的轨迹克隆扩增增加(图 4b )。

图4:COVID-19患者外周NK和T细胞簇的单细胞分析

a 在PBMC中18个亚群NK和T细胞中的UMAP。

b CD4 +和CD8 + T细胞亚群的拟时序分析。条形图显示了每个T细胞子集中克隆扩增细胞的百分比。

c 密度图显示了来自COVID-19患者和对照的外周NK和T细胞的UMAP。

d 比较两组COVID-19组和对照组之间每种外周血NK和T细胞类型的百分比(。

e 从COVID-19患者和对照克隆扩增的T细胞投影到UMAP

f 分别显示COVID-19患者和对照的T细胞亚群的克隆扩增指数

g 任何两个簇之间的T细胞状态过渡状态是由它们共享的TCR克隆型推断的。每个T细胞簇都由唯一的颜色表示。条形上方的数字表示在这两个群集中共享TCR的细胞百分比。

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与轻度COVID组和对照组相比,细胞UMAP揭示了在重度COVID-19中T细胞的分布明显受到干扰(图 4c )。 在T细胞簇中,重度COVID-19的先天性T细胞(包括MAIT和NKT细胞)的百分比显著低于轻度COVID-19。重度COVID-19患者的CD8-Naive,CD8-GZMK和CD8-GZMB亚群的百分比也低于轻度患者,尽管CD8-GZMB比较的差异无统计学意义(图 4d 和补充图 S4b )。

相反,几种CD4 +重度COVID-19的T细胞亚群,包括CD4Naive,CD4-LTB,CD4-ICOS,Treg-CTLA4以及cycling 性T细胞,显著高于轻度COVID-19。在重度COVID-19中,CD4-GATA3和CD4-CCR6的百分比也呈上升趋势(图 4d )。

此外, 单细胞TCR(sc-TCR)分析显示,重度COVID-19的几个CD4 +而非CD8 + T细胞亚群的克隆扩增水平高于轻度病例(图 4e,f )。一致地,不同T细胞亚群之间的TCR共享分析表明,不同CD4 + T细胞亚群与cycling T细胞之间的活跃交换要多得多,而CD8 +之间却没有重度COVID-19期间的T细胞亚群(图 4g )。

作者的数据显示CD4 + T细胞反应的优先激活,但外周血中多个先天样T细胞和CD8 + T细胞亚群的显著耗竭是重度COVID-19的特征性T细胞扰动。为了进一步探索CD8 + T细胞淋巴细胞减少症的线索,作者在患者和对照组之间进行了MAIT,CD8-GZMK和CD8-GZMB亚群的转录组比较(补充图 S4c 和表 S4) )。

尽管已鉴定出与病毒感染和IFN应答有关的途径,但没有证据表明COVID-19患者的那些细胞中有T细胞衰竭,细胞死亡途径激活和细胞因子产生的迹象(补充图 S4d )。其他小组也注意到了类似的发现, [16] 因此,细胞耗竭和死亡不太可能是COVID-19期间T细胞丢失的主要原因。

作者试图研究COVID-19患者的配对样本中T细胞从血液到BALF的运动轨迹。 首先, 作者整合了来自外周血单核细胞(PBMC)和BALF的NK和T细胞数据。将细胞重新分为九种主要类型,包括NK细胞,MAIT,CD4-Naive,CD4-Tm,Treg,CD8-Naive,CD8-Tm,CD8-IL7R和cycling T细胞 (图 5a 和补充图 S5a )。PBMC包含大量的naive CD4 +和CD8 + T细胞,而BALF中的naive T细胞则较少,主要由NK细胞,CD4-Tm,CD8-Tm和cycling T 细胞组成(图 5b )。

作者进行了基因表达分析,以确定外周血和BALF中NK和T细胞的功能差异(补充表 S5 )。与外周血对照组相比,作者观察到在BALF的NK,CD4-Tm和CD8-Tm细胞中通常激活了对病毒,I型IFN和IFN-γ的应答(补充图 S5b )。作者还注意到更高水平的细胞因子,包括的IFNG,TNF,CSF1,TNFSF10和TNFSF13B ; 趋化因子包括CCL3,CCL4和CCL5 ; IL-15信号模块,包括IL15RA,IL2RB,BALF细胞中的IL2RG,JAK1和STAT3(图 5c )。

然而,其它的T细胞相关的细胞因子,包括水平 IL4 , IL5 , IL10 , IL13 , IL17A , IL17F , IL21 , IL25 和 IL33 在血液或BALF中未检测到(补充图中, S5c中 )。

图5:追踪COVID-19患者外周血和BALF中的T细胞

a 整合了PBMC和BALF样本配对的2位轻度和5位重症COVID-19患者的T细胞数据,并将其显示在UMAP上。

b 比较同一患者的成对的BALF(B)和PBMC(P)中每个T细胞亚群的百分比。

c 热图显示来自轻度(M)或重度(S)COVID-19患者的BALF(B)或PBMC(P)中NK,CD4-Tm和CD8-Tm细胞中选定的DEG。细胞因子相关基因标记为红色(logFC> ,调整后的 P <)。

d 显示了来自7位患者的成对PBMC和BALF中每个T细胞亚群的迁移指数(STARTRAC迁移指数)。

e TCR克隆型分为五种不同类型,分别用不同的颜色标出(单个表示未扩展的TCR克隆型,多重表示扩展的TCR克隆型,双克隆表示在成对的PBMC和BALF样品中共有的那些克隆型)。条形图显示了成对的PBMC和BALF样品中不同T细胞亚群中不同类型TCR克隆型的百分比。

f 圈图显示了来自轻度和重度COVID-19组的PBMC和BALF中不同T细胞亚群之间TCR克隆型共享的程度。

g 热图显示了每个T细胞克隆中选定的DEG,这些DEGs来自PBMC与BALF区域共有的前13种TCR克隆型(logFC> ,调整后的 P <)。

H 列出了前13种双重克隆型的TCRα和β链的V,J基因,并显示了其CDR3的氨基酸序列。

接下来,作者利用TCR克隆型信息来追踪血液和BALF隔室中正在迁移的T细胞。在血液和BALF样本配对的患者中评估了T细胞克隆扩增状态和克隆型共享(图 5d,e )。相当一部分属于CD8-Tm,CD8 CTL和cycling T细胞亚群的BALF T细胞可以将其克隆型追溯到配对的血液对应物中,尤其是在那些患有重度COVID-19的患者中(图 5f )。在这里,只有两个轻度病例(M1和M2)具有配对的血液和BALF样本以进行分析,并且显示出在两个隔室中共有的克隆型程度较低(图 5f )。重度COVID-19的肺部趋化因子含量较高,可能导致T细胞浸润增加。为了评估迁移的T细胞的功能适应性,作者在血液与衍生自相同T细胞克隆型的BALF T细胞之间进行了转录分析(图 5h )。作者发现BALF细胞中ISGs,CCL4,CXCR4,CXCR6,CD69,GNLY等的表达高于血液中的表达,与激活的和组织驻留的表型一致(图 5g 和补充表 S6) )。 当前的TCR跟踪分析表明,在COVID-19患者中,外周血CD4+和CD8+T细胞增强了向肺组织的募集,这些细胞被诱导在当地产生细胞因子,并可能导致细胞因子风暴和外周淋巴细胞减少。

本文报道的原始数据已保存在中国科学院北京基因组研究所国家基因组数据中心的基因组序列档案中,登录号为HRA000297,可在 . 上公开获得 。

生物细胞英文期刊

cns是什么级别的期刊:

期刊的种类是非常多的,不仅仅是在国内,国际上的期刊也是五花八门,我们常见的是SCI期刊、EI期刊、SSCI期刊等,实际上国际期刊还有很多。最近有很多人问:cns是什么期刊?和SCI是什么关系?好发表吗?

一、cns是什么期刊?

1、CNS刊物对于很多作者来说似乎是陌生的,不了解的作者容易理解为某一特定类别刊物,其实不然,cns是一个英文缩写,全称是cell nature science,指的是代表国际最高水平的《细胞》(Cell)、《自然》(Nature)和《科学》(Science)(CNS)这三本杂志。确切说是三个刊物的名称首字母缩写。cns并不是专有名称,只是表示生命科学高水平学术杂志,所以cns并不是一大类期刊,而是特指这三个刊物。

2、CNS刊物特指三个刊物,Cell、NATURE、SCIENCE,这三个刊物在国际学术界可谓大名鼎鼎,可以算是学术期刊的金字塔尖了。

二、cns和SCI是什么关系?

1、SCI即《科学引文索引》,是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具,所收录期刊的内容主要涉及数、理、化、农、林、医、生物等基础科学研究领域,而cns也是国际上有名的《细胞》(Cell)、《自然》(Nature)和《科学》三本期刊的缩写,既然同属于国际性的刊物,必然是有一定联系的。

2、事实上,SCI与CNS可以说是包含与被包含的关系,即CNS三个刊物都是SCI期刊。SCI检索收录了众多国内外优秀的学术期刊,CNS三个刊物是所有SCI期刊中的佼佼者,可以发表CNS的作者必然是在专业领域中做出了极为突出贡献的人,或者所写作的文章基友超高的学术价值,国内很少有人可以发表CNS刊物。

你是要中文的还是英文的?是要入门级别的还是更深一点的?给你列举一些:入门:中文:楼上说的《细胞生物学杂志》不错,综述比较多,但近年来刊物质量有所下降;在此推荐同样是中科院上海生科院的《生命的化学》,最适合大学高年级和刚进实验室的研究生。此外北京生物物理所的《生物化学与生物物理进展》也不错。这些高校图书馆或相关院系图书馆都有,或者去维普和中国期刊网都行(只要你在教育网)。英文:推荐综述类期刊,如“Trendsin”系列,先从学会看review起,了解后再理解,因为一上来就去看比较专业的researchpaper不太现实,确认了这一点就好办了。深入:中文:说实话,中文的杂志实在没有什么可以推荐的,个人觉得实在不怎么样,我从研二起再也没有看过(得罪同行朋友请不要见怪),原来上海生科院的《生物化学与生物物理学报》不错,后来为了提高档次改成全英文的了。英文:大牛杂志Cell及其姊妹刊(包括MolecularCell,Immunity,CancerCell等等),Nature及”babynature“(包括Naturecellbiology,NatureImmunology等等),Science。中牛杂志:Genes&Dev,JExpMed,Lancert,JCellBiol,EmboJ等等,一般这些杂志都是一年以外的全免费。小牛:大名鼎鼎的JBC,MBC,MCB,oncogene,JCellScience等等不计其数。写这些杂志的全称太长了,你如果感兴趣可以发消息给我,我在给你慢慢解释其特点和网站。

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