质膜微囊的分离和原子力显微镜研究及体外模拟的初步探讨

论文摘要

质膜微囊是直径50～100nm的球状、椭球状和烧瓶状细胞表面凹陷,也可以在细胞膜上或平铺,或管状,或形成分离的小泡,并且融合成直径大于100nm的结构.质膜微囊广泛存在于各种细胞中,尤其富含于内皮细胞、脂肪细胞、血管平滑肌细胞、成纤维细胞和肺上皮细胞等,参与包括胞吞作用（endocytosis）,胞含作用（potocytosis）,跨细胞运输（transcytosis）,毒素、细菌、病毒的内化,胆固醇运输和细胞内胆固醇调节,细胞内Ca2+稳态平衡的维持,蛋白质分选和信号转导等。质膜微囊在细胞的生命活动中起重要作用,具有重要研究意义。本论文对质膜微囊进行了两方面的研究:（1）质膜微囊的分离及原子力显微镜研究:（2）质膜微囊体外模拟的初步探讨。这两方面的研究为质膜微囊结构及功能的进一步研究打下了基础,具有重要意义。实验结果如下:（1）质膜微囊的分离及原子力显微镜观察:我们采用非去污剂法在OptiPrep梯度中漂浮超声处理质膜,从鼠肺中分离出质膜微囊。该方法纯化质膜微囊是利用其独特的浮力密度进行分离,两次冰浴超声破碎细胞质膜,使质膜微囊与其他质膜部分脱离,然后通过多次密度梯度离心,将其分离出来。该方法简便易行,条件温和,克服了传统去污剂法可能除去质膜微囊中包含的某些蛋白的缺陷,分离出了完整的、更接近细胞中真实情况的质膜微囊。同时,我们利用原子力显微镜对分离出的质膜微囊在不同条件下进行了观测,得到了非去污剂法分离出的质膜微囊的最佳观测条件,即去离子水稀释500倍,得到了清晰的质膜微囊原子力显微镜图片。（2）质膜微囊体外模拟的初步探讨:为了研究组成质膜微囊的各种脂成分的相互作用机理,为进一步的体外模拟奠定基础,我们通过表面压力-面积（π-A）曲线测量和原子力显微镜（AFM）观测,详细研究了磷脂酰胆碱（PC）与硬脂酸（SA）二元混合系统在空气/水界面上的相行为和形态学特征。π-A曲线分析表明,30℃时在不同膜压下,随SA的摩尔份数(XSA)的变化,二元系统的凝聚程度发生变化,其πA曲线在纯PC和纯SA的π-A曲线间有规律的分布。吉布斯能量分析给出该系统凝聚程度变化的理论依据,AFM观测给出了凝聚程度变化的直观证明。这部分研究采用实验研究和理论分析相结合的方法对PC/SA二元系统在空气/水界面上的相行为和形态学进行了系统研究,具有较强的探索意义。以上两方面的研究为质膜微囊的结构和功能的进一步研究提供了重要的实验依据和新的思路,具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 细胞膜结构与脂筏微区结构概述
• 1.2 质膜微囊概述
• 1.2.1 质膜微囊的主要成分
• 1.2.2 质膜微囊的功能
• 1.2.3 质膜微囊与疾病的关系
• 1.3 本论文的选题依据及主要研究工作
• 1.3.1 本论文选题依据
• 1.3.2 本论文主要研究工作
• 第2章 质膜微囊的分离及原子力显微镜研究
• 2.1 原子力显微镜技术简介
• 2.1.1 原子力显微镜基本原理
• 2.1.2 原子力显微镜主要构件
• 2.1.3 原子力显微镜成像模式
• 2.1.4 原子力显微镜的特点
• 2.2 质膜微囊分离方法概述
• 2.2.1 离心法
• 2.2.2 阳离子硅胶柱法
• 2.2.3 去污剂法
• 2.2.4 双水相亲和分配法
• 2.2.5 非去污剂法
• 2.3 实验材料与方法
• 2.3.1 材料与仪器
• 2.3.2 实验方法
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 质膜微囊的分离
• 2.4.2 原子力显微镜观察
• 2.5 实验结论
• 第3章 质膜微囊体外模拟的初步探讨
• 3.1 人工模拟生物膜概述
• 3.1.1 生物膜的相结构
• 3.1.2 人工模拟生物膜的方法
• 3.2 LB膜技术简介
• 3.2.1 LB膜技术基本原理
• 3.2.2 LB膜的制备方法
• 3.2.3 LB膜技术的应用
• 3.3 实验背景介绍
• 3.4 实验材料与方法
• 3.4.1 材料与仪器
• 3.4.2 实验方法
• 3.5 实验结果与讨论
• 3.5.1 π-A曲线分析及吉布斯自由能计算
• 3.5.2 原子力显微镜形态学特征分析
• 3.6 实验结论
• 第4章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间研究成果