細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
動(dòng)物細(xì)胞融合
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
⒈了解動(dòng)物細(xì)胞融合的常用方法。⒉學(xué)習(xí)化學(xué)融合的基本操作過程。
⒊觀察動(dòng)物細(xì)胞融合過程中細(xì)胞的行為和變化。
【實(shí)驗(yàn)原理】
細(xì)胞融合是指在自發(fā)或者誘導(dǎo)條件下,兩個(gè)或兩個(gè)以上細(xì)胞合并為雙核或者多核細(xì)胞的過程。目前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有很多方法可以誘導(dǎo)細(xì)胞融合,包括病毒誘導(dǎo)融合、化學(xué)誘導(dǎo)融合和電激誘導(dǎo)融合。
⒈病毒誘導(dǎo)融合
仙臺(tái)病毒、牛痘病毒、新城雞瘟病毒和皰疹病毒等可以介導(dǎo)細(xì)胞的融合。這類病毒的被膜中含有融合蛋白,可介導(dǎo)病毒和宿主細(xì)胞融合,同時(shí)也可介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞的融合。用紫外線滅活后,這些病毒即可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生融合。
⒉化學(xué)誘導(dǎo)融合
很多化學(xué)試劑能夠誘導(dǎo)細(xì)胞融合,如聚乙二醇(PEG)、二甲基亞砜、山梨醇、甘油、溶血性卵磷脂、磷脂酰絲氨酸等。這些物質(zhì)能夠改變細(xì)胞膜脂質(zhì)分子的排列,在去除這些物質(zhì)之后,細(xì)胞膜趨向于恢復(fù)原有的有序結(jié)構(gòu)。在恢復(fù)過程中相接觸的細(xì)胞由于接口處脂質(zhì)雙分子層的相互親和與表面張力,細(xì)胞膜融合,胞質(zhì)流通,發(fā)生融合;瘜W(xué)誘導(dǎo)方法,操作方便,誘導(dǎo)融合的概率比較高,效果穩(wěn)定,適用于動(dòng)、植物細(xì)胞,但對(duì)細(xì)胞具有一定的毒性。PEG是被廣泛使用的化學(xué)融合劑。
⒊電激誘導(dǎo)融合
包括電誘導(dǎo)、激光誘導(dǎo)等。其中,電誘導(dǎo)是先使細(xì)胞在電場中極化成為偶極子,沿電力線排布成串,再利用高強(qiáng)度、短時(shí)程的電脈沖擊破細(xì)胞膜,細(xì)胞膜的脂質(zhì)分子發(fā)生重排,由于表面張力的作用,兩細(xì)胞發(fā)生融合。電誘導(dǎo)方法具有融合過程易控制、融合概率高、無毒性、作用機(jī)制明確、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)。
【實(shí)驗(yàn)用品】
⒈材料
雞血紅細(xì)胞。⒉試劑
50%PEG、Hank’s溶液(pH7.4)、Alsever’s細(xì)胞保存液、0.85%氯化鈉溶液。⒊器材
正置顯微鏡、離心機(jī)、離心管、載玻片、蓋玻片、滴管、注射器等。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
⒈雞血紅細(xì)胞的制備和保存
用無菌注射器先吸入Alsevers溶液1ml,再從雞翼下靜脈取血0.5~1ml,取出后放入刻度離心管中,再加入2~3mlAlsevers溶液,使總量為4~5ml,混勻并封口,置于4℃冰箱內(nèi)。
⒉PEG誘導(dǎo)融合
⑴取保存的雞血,離心去除Alsevers溶液,以0.85%氯化鈉溶液配制成5%~10%的懸液。
⑵稱取1gPEG放入試管內(nèi),在沸水浴中融化后,加入1ml預(yù)熱的Hank’s溶液,混勻,制成50%的PEG溶液。放入37℃水浴中待用。
⑶取上述雞紅細(xì)胞懸液1ml放入離心管中,再加入5mlHank’s溶液混勻,然后以1000r/min離心5min,小心棄去上清液,用指彈法將細(xì)胞團(tuán)塊彈散。
⑷取上述50%PEG溶液1ml,在1min內(nèi)滴加到雞紅細(xì)胞懸液中,邊加邊輕輕搖動(dòng)混勻。待PEG全部加入后靜置2~5min左右。
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⑸緩慢滴加6mlHank’s溶液以終止PEG的作用,混勻,靜置5min。
⑹1000r/min離心3min,棄上清液后,取一滴融合后的細(xì)胞懸液滴片,加蓋玻片鏡檢。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
【分析與討論】
⒈結(jié)果分析
視野中有部分細(xì)胞出現(xiàn)融合現(xiàn)象,但是沒有觀察到細(xì)胞核。此外,視野中有些細(xì)胞發(fā)生重疊,是由于稀釋不足造成的。
⒉注意事項(xiàng)
⑴制備的雞血紅細(xì)胞懸液的濃度不宜過高,否則細(xì)胞容易聚集,融合效果受影響。
⑵在離心之前,為了防止損壞儀器,應(yīng)配平離心機(jī)。具體方法為:把相對(duì)的兩個(gè)皮套放在天平上秤,在皮套中央各放置一個(gè)空的離心管,通過調(diào)節(jié)離心管中水的量來使天平達(dá)到平衡。
⑶在制片之前,應(yīng)對(duì)細(xì)胞懸液進(jìn)行充分稀釋,以免細(xì)胞發(fā)生重疊,影響觀察。⑷在制片之后,如雞血紅細(xì)胞懸液過多,則應(yīng)用吸水紙吸去,以免弄臟物鏡。⑸為了觀察清楚,應(yīng)把光線調(diào)暗,并改用小光圈。
【相關(guān)鏈接】
細(xì)胞融合技術(shù)的應(yīng)用
⒈植物體細(xì)胞雜交
植物體細(xì)胞雜交(plantsomatic
hybridization),又稱原生質(zhì)體融合(Protoplastfusion)是指將植物不同種、屬,甚至科間的原生質(zhì)體通過人工方法誘導(dǎo)融合,然后進(jìn)行離
體培養(yǎng),使其再生雜種植株的技術(shù)。植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁,未脫壁的兩個(gè)細(xì)胞是很難融合的,植物細(xì)胞只有在脫去細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體后才能融合,所以植物的細(xì)胞融合也稱為原生質(zhì)體融合。
⒉單克隆抗體
單克隆抗體是由淋巴細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生的、只針對(duì)復(fù)合抗原分子上某一單個(gè)抗原決定簇的特異性抗體。淋巴細(xì)胞雜交瘤是用人工方法使骨髓瘤細(xì)胞(純系小鼠的腹水瘤型漿細(xì)胞)與已用抗原致敏并能分泌某種
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抗體的淋巴細(xì)胞(常用致敏動(dòng)物的脾細(xì)胞,起作用的是其中的B細(xì)胞)融合而成的。用來使上述淋巴細(xì)胞致敏的抗原有人和動(dòng)物的T細(xì)胞、B細(xì)胞、紅細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、各種微生物或其他抗原物質(zhì)等。這種融合細(xì)胞既具有腫瘤細(xì)胞能大量、無限繁殖的特性,又具有B細(xì)胞能合成分泌特異性抗體的能力。由于一個(gè)B細(xì)胞克隆只針對(duì)一個(gè)
抗原決定簇產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的抗體,所以一個(gè)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的單個(gè)雜交瘤細(xì)胞,也只產(chǎn)生某種單一的抗體。采用適當(dāng)方法把雜交瘤細(xì)胞分離出來,進(jìn)行單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng),使之大量繁殖,則在該培養(yǎng)液中增殖而形成的細(xì)胞克隆,只產(chǎn)生完全均一的、單一特異性的抗體,即單克隆抗體。若把能產(chǎn)生特異性抗體的單克隆雜交瘤進(jìn)行大量培養(yǎng),或注入原系動(dòng)物腹腔中,則雜交瘤仍以腹水型方式生長,在培養(yǎng)液或腹水中會(huì)含有大量單克隆抗體。用雜交瘤技術(shù)制備出來的單克隆抗體純度高、專一性強(qiáng)、效價(jià)高,使用時(shí)可免除不同細(xì)胞及微生物種或株間血清學(xué)上的交叉反應(yīng),大大提高了診斷的特異性及敏感性。另外,在研究細(xì)胞表面標(biāo)志、提純可溶性抗原、進(jìn)一步研究抗體的結(jié)構(gòu)和功能等方面都起著十分重要的作用。
⒊細(xì)胞治療
將自體細(xì)胞取出,經(jīng)培養(yǎng)3-5周后再移植(注射)到自體的病患部位,達(dá)到替代受損細(xì)胞修復(fù)之目的,細(xì)胞治療有長期的效果,細(xì)胞能釋放自身的愈合和再生能力,治療疾病(腫瘤;臟器;器官;疤痕;皺紋;皮膚化等)。
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⒋核移植
核移植是將供體細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,使后者不經(jīng)精子穿透等有性過程即可被激活、分裂并發(fā)育,讓核供體的基因得到完全復(fù)制。培養(yǎng)一段時(shí)間后,在把發(fā)育中的卵母細(xì)胞移植到人或動(dòng)
物體內(nèi)的方法。核移植的細(xì)胞來源主要分為:供體細(xì)胞來源和受體細(xì)胞的來源兩種。核移植主要用于細(xì)胞移植和異種器官移植,細(xì)胞移植可以治療由于細(xì)胞功能缺陷所引的各種疾病。
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實(shí)驗(yàn)六細(xì)胞膜的滲透性
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
了解細(xì)胞膜[1]的滲透性及各類物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的速度[2]
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、在等滲溶液中,細(xì)胞對(duì)各種溶質(zhì)的透過性不同。有的溶質(zhì)可以進(jìn)
入,有的溶質(zhì)不能滲入。
2、滲入的溶質(zhì)能提高細(xì)胞的滲透壓,促進(jìn)水分子進(jìn)入細(xì)胞,引起溶
血現(xiàn)象[3]。
3、不同的溶質(zhì)滲入到細(xì)胞內(nèi)的速度不同,因此溶血時(shí)間也不同。
三、實(shí)驗(yàn)材料
新鮮血液(雞血、豬血、牛血等)
四、實(shí)驗(yàn)器材
試管(1.5cmX18cm)、試管架、10ml移液管、1ml移液管、200ml燒杯(2個(gè))、250ml容量瓶、移液槍、膠頭滴管、菜刀、吸球、電子天平、顯微鏡、蓋玻片、載玻片、秒表
五、實(shí)驗(yàn)藥品及試劑0.17MNaCl、0.17MNH4Cl、0.17MNH4Ac、0.17MNaNO3、0.12MNa2SO4、0.12M草酸銨、0.32M葡萄糖、0.32M甘油、0.32M乙醇、0.32M丙酮、肝素抗凝劑[4]
六、實(shí)驗(yàn)步驟1、制備血液稀釋液
(1)抗凝劑的制備:首先稱取1克肝素鈉粉末,然后加入0.17M
NaCl溶液10ml(1∶10的比例),混合均勻,制成肝素抗凝劑。
(2)血液稀釋液的制備:取新鮮血液,按比例(肝素抗凝劑:血液
=1∶10)混合均勻,配制成經(jīng)肝素抗凝的血液[5][6]。
(3)按比例(經(jīng)肝素抗凝的血液∶0.17MNaCl溶液=1∶10)混
合均勻,形成一種不透明的紅色液體[7]。
2、低滲溶液(空白對(duì)照)的觀察
取試管一只,加入10ml蒸餾水,然后再加入1ml稀釋的血液。注意觀察溶液顏色的變化。結(jié)果是溶液由不透明的紅色變?yōu)槌吻濉S涗浵逻@個(gè)過程所要的時(shí)間。3、紅血球的滲透性
按表一的配制,分別在下列十種等滲溶液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。輕輕搖動(dòng),注意有無顏色變化,是否有溶血現(xiàn)象發(fā)生,記下時(shí)間(自加入稀釋血液到溶液逐漸由紅色變?yōu)橥该鞒吻,紅血球全部溶血所需時(shí)間),填入表一的空格中。4、顯微觀察
[1]何為細(xì)胞膜?[5]注意:這一步,動(dòng)作要非常迅速,否則雞血會(huì)凝固;蛘呦劝芽鼓齽┘尤氲綗,再加入新鮮的[2]雞血,邊加邊震蕩即可。為何不同物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的速度不同?[6]為什么新鮮的雞血會(huì)凝固?[3]何為溶血現(xiàn)象?[7]為什么這一步要使用0.17M的NaCl溶液?[4]你知道有哪些血液抗凝劑?(1)血液紅細(xì)胞的觀察
滴一滴稀釋的血液于載玻片上,蓋上蓋玻片。用光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞的種類、形狀和顏色。
(2)細(xì)胞破碎的觀察
在上一步的載玻片的一端滴加清水,在另一端吸水,并在顯微鏡下觀察細(xì)胞的破裂。
七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
1、比較和分析你所觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并解釋原因。
結(jié)果:
(1)在所提供的試劑中不溶血的有:
(2)在所提供的試劑中不完全溶血的有:(3)在所提供的試劑中完全溶血的有:結(jié)果分析與比較:結(jié)論:
2、繪制你所觀察到的血液細(xì)胞圖。
3、討論溶血實(shí)驗(yàn)在研究中應(yīng)用的可能性。附1:試劑配制表
1、0.17MNaCl需要______克NaCl,定容至100ml。2、0.17MNH4Cl需要______克NH4Cl,定容至100ml。3、0.17MNH4Ac需要______克NH4Ac,定容至100ml。4、0.17MNaNO3需要______克NaNO3,定容至100ml。5、0.12MNa2SO4需要______克Na2SO4,定容至100ml。6、0.12M草酸銨需要______克草酸銨,定容至100ml。7、0.32M葡萄糖需要______克葡萄糖,定容至100ml。8、0.32M甘油需要______克甘油(100%),定容至250ml。9、0.32M乙醇需要______克無水乙醇,定容至250ml。10、0.32M丙酮需要______克丙酮,定容至250ml。
附2:表一在不同低滲溶液下溶血現(xiàn)象的調(diào)查
編號(hào)12345678910試劑10ml0.17MNaCl+1ml稀釋的雞血10ml0.17MNH4Cl+1ml稀釋的雞血10ml0.17MNH4Ac+1ml稀釋的雞血10ml0.17MNaNO3+1ml稀釋的雞血10ml0.12MNa2SO4+1ml稀釋的雞血10ml0.12M草酸銨+1ml稀釋的雞血10ml0.32M葡萄糖+1ml稀釋的雞血10ml0.32M甘油+1ml稀釋的雞血10ml0.32M乙醇+1ml稀釋的雞血10ml0.32M丙酮+1ml稀釋的雞血是否溶血時(shí)間
附3:溶血結(jié)果的判斷
(1)不溶血:液體分2層,上層淺黃色透明,下層紅色不透明,鏡檢紅細(xì)胞完好。(2)不完全溶血:溶液混濁,上層變紅色,鏡檢有部分紅細(xì)胞破裂。(3)完全溶血:液體變紅而且透明,鏡檢發(fā)現(xiàn)細(xì)胞全成碎片。
附4:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換示意圖
原始生命向細(xì)胞進(jìn)化所獲得的重要形態(tài)特征之一,是生命物質(zhì)外面出現(xiàn)了一層膜性結(jié)構(gòu),即細(xì)胞膜。細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)總稱為生物膜(biomembrane)。
細(xì)胞膜(cellmembrane),又稱原生質(zhì)膜,是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中分隔細(xì)胞內(nèi)、外不同介質(zhì)和組成成分的界面。其厚度通常為7~8nm,由脂類和蛋白質(zhì)組成。一般蛋白質(zhì)占60%-80%,類脂占20%-40%,碳水化合物約占5%。關(guān)于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型,流體鑲嵌模型是目前被最廣泛接受和認(rèn)可的觀點(diǎn)。該模型由美國加州大學(xué)的辛格(S.J.Singer)和尼克森(G.L.Nicolson)于1972年提出。該模型突出了膜的流動(dòng)性和不對(duì)稱性,其結(jié)構(gòu)特征是:生物膜的骨架是磷脂雙分子層,其中磷脂分子的疏水性尾部相對(duì),極性頭部朝向水相。蛋白質(zhì)或嵌在脂雙層表面,或嵌在其內(nèi)部,或橫跨整個(gè)脂雙層,表現(xiàn)出分布的不對(duì)稱性。根據(jù)在膜上的位置不同,膜蛋白可分為兩類:通過強(qiáng)疏水或親水作用同膜脂牢固結(jié)合不易分開的,稱為整合蛋白(integralprotein)或內(nèi)在蛋白;附著在膜表層,與膜結(jié)合比較疏松容易分離的,稱為外周蛋白(peripheralprotein)。細(xì)胞膜的表面還有糖類分子,形成糖脂、糖蛋白。因脂雙層具有流動(dòng)性,故蛋白質(zhì)分子也可以在脂雙層中橫向移動(dòng);又因膜的內(nèi)外表面上脂類和蛋白質(zhì)的分布不均勻,反映了膜兩側(cè)的功能不同。
細(xì)胞膜是細(xì)胞與周圍環(huán)境和細(xì)胞與細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)交換和信息傳遞的重要通道。其最重要的特性是半透性,或稱選擇透過性,對(duì)進(jìn)出入細(xì)胞的物質(zhì)有很強(qiáng)的選擇透過性。這是細(xì)胞膜最基本的一種功能,如果喪失了這種功能,細(xì)胞就會(huì)死亡。細(xì)胞膜的功能有:
1)分隔形成細(xì)胞和細(xì)胞器,為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,膜的面積大大
增加,提高了發(fā)生在膜上的生物功能;
2)屏障作用,膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過;3)選擇性物質(zhì)運(yùn)輸,伴隨著能量的傳遞;
4)生物功能:激素作用、酶促反應(yīng)、細(xì)胞識(shí)別、電子傳遞等;5)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能:細(xì)胞與周圍環(huán)境之間的物質(zhì)交換,是通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)功能實(shí)現(xiàn)的,其主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式有四種,即單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、入胞和出胞作用。6)細(xì)胞膜的受體功能:受體是細(xì)胞識(shí)別和結(jié)合化學(xué)信息的特殊結(jié)構(gòu),其本質(zhì)是蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)八細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
掌握細(xì)胞融合原理、應(yīng)用PEG融合細(xì)胞的方法以及細(xì)胞融合率的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)用品
1.材料雞紅細(xì)胞
2.器材和儀器普通光學(xué)顯微鏡、普通低速離心機(jī)、恒溫水浴箱、刻度離心管、試管、載玻片、蓋玻片
3.試劑50%PEG(MW4,000)、Hanks液(pH7.4)、生理鹽水實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
一、原理
細(xì)胞融合(Cellfusion),即在自然條件下或用人工方法(生物的、物理的、化學(xué)的)使兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞合并形成一個(gè)細(xì)胞的過程。人工誘導(dǎo)的細(xì)胞融合,在六十年代作為一門新興技術(shù)而發(fā)展起來。由于它不僅能產(chǎn)生同種細(xì)胞融合,也能產(chǎn)生種間細(xì)胞的融合,因此細(xì)胞融合技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。
細(xì)胞融合的誘導(dǎo)物種類很多.常用的主要有滅活的仙臺(tái)病毒(Sendaivirus),聚乙二醇
(Polyethyleneglycol,PEG)和電脈沖。目前應(yīng)用最廣泛的是聚乙二醇,因?yàn)樗椎谩⒑啽,且融合效果穩(wěn)定。PEG的促融機(jī)制尚不完全清楚,它可能引起細(xì)胞膜中磷脂的酰鍵及極性基團(tuán)發(fā)生結(jié)構(gòu)重排。二、方法
1.取新鮮雞血以0.85%生理鹽水制成10%的懸液。2.稱取0.5克PEG(MW=4,000)放入試管內(nèi),在酒精燈上融化之,迅速加入0.5ml預(yù)熱的37℃Hanks液混勻制成50%的PEG溶液。放入37℃水浴中備用。
3.取上述10%的雞紅細(xì)胞懸液1ml放入離心管中,沿離心管壁滴加50%PEG溶液,邊加邊晃動(dòng)試管使之混勻,37℃水浴20min。
4.取出離心管,緩慢滴加9mlHanks液以終止PEG的作用,800g離心3min,棄上清。5.用貼壁的液體重懸細(xì)胞,取一滴制成滴片,加蓋片鏡檢。結(jié)果:在高倍鏡下可以看到有兩個(gè)或兩個(gè)以上的雞紅細(xì)胞膜融合在一起,形成一個(gè)異核體細(xì)胞。要注意辨別融合細(xì)胞與重疊的雞紅細(xì)胞。三、融合率的計(jì)算
在高倍鏡下隨機(jī)計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞(包括融合的與未融合的細(xì)胞),以融合細(xì)胞(含兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞核的細(xì)胞)的細(xì)胞核數(shù)除以總細(xì)胞核數(shù)(包括融合與未融合的細(xì)胞核)即得出融合率。公式如下:
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