Rb+/Cs+在人红细胞及H-22肝癌细胞上的跨膜转运

论文摘要

重稀碱金属铷铯离子具有多种宏观生理效应，它在人体内含量的失衡与心血管疾病、老年痴呆症等病症密切相关；另一方面，Rb+／Cs+对某些疾病具有明显的治疗效果，而其中抗肿瘤效应尤其引人注目。但目前对这些宏观生理机能从细胞和分子水平上进行的进一步研究还很缺乏。本论文以人红细胞及H-22肝癌细胞为靶，从分子水平上研究重稀碱金属Rb+／Cs+的跨膜转运过程，考察铷铯与人红细胞及H-22肝癌细胞的相互作用，这对于阐明细胞对铷铯应答的化学规律，以及今后设计治疗相关疾病的药物都具有一定的意义。本文首先通过石墨炉原子吸收法考察了金属离子(Cu2+，Zn2+，Pr3+，Er3+和Ce3+)和单糖（D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、D-树胶醛糖和D-果糖）对人红细胞摄取Rb+的协同和拮抗作用，并用扫描电镜观察Rb+对人红细胞形态的影响以及溶血现象，评价了Rb+的毒理效应；同时进一步考察了大环配体缬氨霉素运载Rb+跨膜的行为，基于传输过程的动力学研究，讨论了离子跨细胞膜时影响离子传输速率和跨膜量的各种因素。本文还研究了Rb+／Cs+在H-22肝癌细胞上的跨膜转运过程，以扫描电镜观察了其对H-22肝癌细胞形态的影响。结果显示：金属离子主要通过改变Na+，K+-ATP酶的活性或通过与红细胞膜的相互作用而对Rb+在人红细胞膜上的跨膜行为产生协同或拮抗作用；多价金属阳离子影响Rb+跨膜的主要原因有3个：1．对其主要跨膜通道Na／K-泵的抑制或促进；2．对细胞膜表面负电荷的中和，阻止其漏入细胞：3．对细胞膜形成氧化性损伤，形成“孔洞”，使其漏入细胞。糖类则通过刺激Na+／H+交换、给予细胞能量、稳定脂双层膜结构以及改变Na+，K+-ATP酶活性等机制影响Rb+的跨膜。扫描电镜结果显示：RbCl毒性微弱，RbCl浓度增大至5×10-3mol／L时，细胞膜表面出现疱疹和凸起，正常红细胞由两面凹陷的圆盘状逐渐变为棘状红细胞，继而膨胀成球形棘状红细胞。红细胞开始出现病变的征兆。根据双分子层理论，细胞的这种形态改变是由于细胞膜两个单层膨胀程度不同引起的。缬氨霉素传输Rb+跨人红细胞膜的行为呈现串联一级反应动力学特征，跨膜量主要受配体浓度、温育时间的影响。高浓度RbCl能够影响膜蛋白的荧光强度；随着RbCl／CsCl浓度的增大，Rb+／Cs+跨H-22肝癌细胞的量增多，同时扫描电镜观察显示RbCl／CsCl在浓度很小时就会对肝癌细胞有明显的破坏作用，显示出较强的抗癌作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 重稀碱金属铷铯的研究进展
• 1.1.1 铷铯的宏观生理效应
• 1.1.2 铷铯生理效应的化学基础研究
• 1.2 相关背景知识
• 1.2.1 细胞膜的结构及作用机制
• 1.2.2 红细胞的特点及功能
• 1.2.3 肿瘤细胞的特点及凋亡
• 1.2.4 金属抗癌作用
• 1.3 金属离子跨膜转运及与膜相互作用的研究现状
• 1.3.1 金属离子跨膜研究现状
• 1.3.2 金属离子与膜相互作用
• 1.3.3 物质跨细胞膜协同和拮抗作用的研究现状
• 1.4 研究体系
• 1.4.1 研究体系的选择
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验仪器与材料
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 试剂的配制
• 2.2.2 人全血的处理和红细胞悬浮液的制备
• +标准曲线的绘制及红细胞膜蛋白含量的测定'>2.2.3 Rb⁺标准曲线的绘制及红细胞膜蛋白含量的测定
• 2.2.4 H-22肝癌细胞传代培养及癌细胞悬浮液的制备
• 第3章 结果与讨论
• +跨红细胞膜行为的协同和拮抗作用研究'>3.1 碱金属Rb⁺跨红细胞膜行为的协同和拮抗作用研究
• +标准曲线的绘制'>3.1.1 Rb⁺标准曲线的绘制
• +跨膜影响'>3.1.2 金属离子对Rb⁺跨膜影响
• +跨膜的影响'>3.1.3 单糖对Rb⁺跨膜的影响
• +对人红细胞形态影响'>3.1.4 扫描电镜观察Rb⁺对人红细胞形态影响
• +跨人红细胞膜动力学行为的研究'>3.2 缬氨霉素液膜传输Rb⁺跨人红细胞膜动力学行为的研究
• 3.2.1 膜蛋白标准曲线
• +对膜蛋白内源性荧光的影响'>3.2.2 Rb⁺对膜蛋白内源性荧光的影响
• +跨膜的动力学行为'>3.2.3 缬氨霉素运载Rb⁺跨膜的动力学行为
• 3.3 铷铯对H-22肝癌细胞作用的研究
• 3.3.1 台盼蓝拒染法测定铷铯对H-22肝癌的体外抑制
• 3.3.2 铷铯跨H-22肝癌细胞膜的转运
• 3.3.3 扫描电镜观察铷铯对H-22肝癌细胞作用
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果