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单细胞生物最主要的特征(6篇)

来源:收集 时间:2024-05-16 手机浏览

单细胞生物最主要的特征篇1

事实证明,引起猪发病的各种因素之间并不是孤立的,它们往往相互促进,互为因果,从而使各种疾病的病因变得非常复杂,这也是目前养猪生产中猪病难以诊断和防治的根本原因所在。笔者认为,在养猪生产过程中,应该尽早放弃“头痛医头,脚痛医脚”的片面保守思想,只有在平时就认真贯彻落实具有自家特色的预防保健综合措施,充分增强动物自身的体质,培育优质猪群,才能从根本上减少畜禽疾病的发生,提高养殖生产的经济效益。

病毒性因素

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)

PRRS病毒主要在单核巨噬细胞系统内复制,尤其是肺泡巨噬细胞。然后转移到局部淋巴组织并进一步扩散到全身多处组织的巨噬细胞和单核细胞中,使感染猪只免疫力降低,产生免疫抑制和免疫干扰,从而继发其它病原感染,特别是侵害呼吸系统的病原微生物,主要为多杀性巴氏杆菌、猪链球菌、猪副嗜血杆菌和沙门氏菌等,造成较高的发病率和死亡率。

猪流感(SI)

SIV主要侵袭猪呼吸道上皮细胞,并在此大量增殖,最终导致上皮细胞脱落、坏死以及肺部嗜中性粒细胞浸润,阻塞呼吸道并损伤肺组织。SIV对呼吸器官的病理损害容易引起其它病原的侵入,如PRRSV、猪呼吸道冠状病毒、猪胸膜肺炎放线杆菌(APP)、支气管败血波氏杆菌、多杀性巴氏杆菌、猪副嗜血杆菌、猪链球菌等。

猪瘟

猪瘟病毒最初在扁桃体内复制,随后转移到周围淋巴结,在局部淋巴结复制后到达外周血液,从而在脾脏、骨髓、内脏淋巴结和小肠淋巴样组织中大量繁殖,破坏机体的白细胞和单核细胞,进而破坏动物机体的免疫反应,导致其他病原微生物的侵入。

猪伪狂犬病

PRV感染猪只时,病毒首先在鼻咽上皮和扁桃体内复制,并随这些位置的淋巴液扩散至附近的淋巴结,在单核细胞和肺泡巨噬细胞内复制并损害其杀菌和细胞毒功能,从而降低机体的免疫力。

猪细小病毒病

猪细小病病毒抗原主要集中在淋巴组织,在肺泡巨噬细胞和淋巴细胞内大量复制,损害巨噬细胞的吞噬功能和淋巴细胞的母细胞化能力,从而引起机体免疫力下降。

细菌性因素及其它病原微生物

猪传染性胸膜肺炎(APP)

胸膜肺炎放线菌主要定居于猪的呼吸道并具有高度的宿主特异性。实验证实该菌定居于扁桃体并粘附到肺泡上皮,可被肺泡巨噬细胞迅速吞噬或吸附并产生毒素,这些细胞毒素对肺泡巨噬细胞、肺内皮细胞及上皮细胞有潜在的毒性。

猪沙门氏菌病

主要为鼠伤寒沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌。该细菌具有很强的侵入能力,能够感染吞噬细胞并选择性地合成30多种不同的蛋白质,使其成为兼性细胞内菌,在粘膜固有层吞噬细胞和中性细胞中生存,导致猪中性粒细胞变性,从而改变其功能。

猪大肠杆菌病

大肠杆菌产生的ETEC毒素能引起仔猪腹泻,该毒力因子主要是通过其菌毛吸附并定居在肠道下部,导致肠系膜淋巴结萎缩,淋巴细胞减少,破坏机体的防御机制,免疫应答减弱,使机体处于一种免疫抑制状态。

猪附红细胞体病

猪附红细胞体病能引起自身免疫溶血性贫血。附红细胞体与红细胞膜相互作用,使红细胞破裂或变形,从而破坏了机体的红细胞免疫机制,容易继发其它病原的感染。有报道猪附红细胞体病可能和免疫抑制有关,但尚需进一步证实。

猪支原体肺炎(MPS)

猪肺炎支原体主要感染呼吸道,损伤纤毛和上皮细胞,其致病的一个重要的潜在因素是支原体与淋巴细胞的相互作用。在体外,支原体膜是猪淋巴细胞的促有丝分裂剂,支原体感染改变了肺泡巨噬细胞的吞噬功能使猪只产生免疫抑制。患猪容易继发多杀性巴氏杆菌肺炎和大叶性放线杆菌胸膜肺炎。

理化因素

霉菌毒素(如黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素等)、重金属(如汞、铅等)、工业化学物质(如过量的氟)等能毒害和干扰机体免疫系统正常的生理机能,过多摄入会使免疫组织器官活性降低,抗体生成减少;大量放射线辐射动物(如长时间的紫外灯照射)可杀伤骨髓干细胞而破坏其骨髓功能,结果因严重损伤造血干细胞而导致造血功能和免疫功能丧失。

药理性因素

有些药物,如地塞米松等糖皮质激素类药物、氯霉素类药物、四环素类药物,即使在治疗量水平也能抑制免疫系统。

营养性因素

某些维生素(如复合VB、VC等)和微量元素(如铜、铁、锌、硒等)是免疫器官发育,淋巴细胞分化、增殖,受体表达、活化及合成抗体和补体的必需物质,若缺乏或过多或各成分间搭配不当,必然诱导机体继发性免疫缺陷。

不良应激

已证明在过冷、过热、拥挤、断奶、混群、运输等应激状态下,畜禽体内会产生热应激蛋白(HSP)等异常代谢产物,同时某些激素(如类固醇)水平也会大幅提高,它们会影响淋巴细胞活性,引起明显的免疫抑制。

预防措施

1.避免近亲繁殖,杜绝或减少遗传性免疫抑制性疾病的发生。

2.加强饲养管理,尽量减少各种不良应激。

3.提供全价饲料,尤其是饲料营养要均衡。

4.杜绝饲喂霉变饲料,有效防止霉菌毒素、重金属、杀虫剂等有害物质对饲料和饮水的污染。

5.引进种猪或时应严格检疫,防止在引进优良品种的同时,带入自家猪场原本没有的疾病。

6.定期对自家猪场的猪群进行病原学、血清学调查,采取淘汰阳性种猪、人工授精、早期隔离断奶、早期药物隔离断奶等措施逐步净化种猪群疫病,建立自己的健康猪群。

7.根据病原学、血清学调查结果,做好整个猪群猪瘟、伪狂犬病等目前有疫苗而且普遍反映疫苗效果较为确实的疫病的防疫;而对目前还没有疫苗可用的疫病(如圆环病毒感染等)及疫苗效果不确实(活苗不安全,死苗效果差)的疫病(如猪繁殖呼吸综合征等),最好能阶段性地投以增强机体抗病能力的增强剂。必要时可配合泰妙菌素、氟苯尼考、北里霉素、阿莫西林及头孢类药物等抗菌药物,以控制其它敏感病原体所引起的继发或并发感染,从而将损失最小化。

单细胞生物最主要的特征篇2

关键词:急性肺损伤;急性呼吸窘迫综合征;细胞因子;作用

急性肺损伤(acutelunginjury,ALI)和急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)是指机体遭受严重的创伤、休克、酸中毒及严重感染等因素引起的继发性弥漫性肺实质损伤,临床表现为急性呼吸窘迫和顽固性低氧血症[1]。ALI和ARDS具有性质相同的病理生理改变,主要病理特征为肺泡渗出液中富含蛋白质的肺水肿及透明膜形成,并伴有肺间质纤维化。由肺内炎性细胞(如嗜酸性粒细胞、巨噬细胞)为主导的肺内炎性反应失控导致的肺泡毛细血管损伤,是形成肺毛细血管通透性增高、肺水肿的病理基础。病理生理改变以肺顺应性降低、肺内分流增加及通气/血流比例失调为主。严重ALI或ALI的最严重的阶段被定义为ARDS。ALI是导致重症患者呼吸衰竭的主要原因,大量实验和临床证据表明,促炎和抗炎细胞因子在ALI/ARDS中起关键作用[2]。重建促炎和抗炎细胞因子平衡,协调细胞因子的释放,阻断炎性介质的瀑布反应已成为ALI/ARDS研究的热点[3]。

1细胞因子的概念

细胞因子是由炎性细胞刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质,作为细胞间信号转导分子,主要调节免疫应答、参与免疫细胞分化发育、介导炎性反应刺激造血功能并参与组织修复等。根据细胞因子在炎性反应中的不同作用分为:促炎细胞因子和抗炎细胞因子[4]。

2细胞因子的特性

2.1促炎细胞因子也称前炎性因子,主要包括肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)、白细胞介素1(interleukin-1,IL-1)、IL-6、IL-8、干扰素γ(interferon-γ,IFN-γ),与炎症的发生发展密切相关[4]。

2.1.1TNFTNF是一种单核因子,主要由单核细胞和巨噬细胞产生,脂多糖是较强的诱导剂。IFN-γ、单核细胞集落刺激因子(macrophagecolonystimulatingfactor,M-CSF)、粒-单核细胞集落刺激因子(granulocytemacro-phagecolonystmiulatingfactor,GM-CSF)对单核细胞/巨噬细胞产生TNF-α有诱导作用,而前列腺素则有抑制作用。

TNF-α被认为是引起ALI/ARDS最重要的细胞炎性因子之一。其作为重要的信号因子,能启动、放大和延续全身或局部炎性反应。ALI/ARDS时,TNF-α主要来自肺泡巨噬细胞,可以激活损伤的粒细胞、内皮细胞、血小板等,进一步释放氧自由基、脂质代谢产物、溶酶体酶等介质,诱导组织细胞损害,引起ALI/ARDS。TNF-α能诱导IL-10及IL-4的合成,而二者又可强烈的抑制TNF-α、IL-1、IL-6等炎性介质的合成。TNF-α还可动员、趋化、黏附、聚集、激活多形核白细胞(polymorphonuclear,PMN),并能动员骨髓白细胞进入血液循环。TNF-α能促进PMN的吞噬能力,促进PMN脱颗粒和释放溶酶体,增强PMN呼吸爆发,产生大量脂质代谢产物,引起为血管舒缩异常和微血栓形成,促进ALI/ARDS发生。

2.1.2IL-1IL-1是另一种主要的促炎因子,与TNF一起共同启动炎性反应[5]。IL-1是由巨噬细胞产生的炎性细胞因子,分为IL-1a、IL-1β和IL-1受体拮抗剂(interleukin-1receptorantagonist,IL-1ra)。IL-1β又名淋巴细胞活化因子、前炎性反应细胞因子,其可刺激内皮细胞表达IL-8和白细胞黏附因子,IL-8可促进中性粒细胞的跨膜游出。

IL-1可激活血管内皮细胞,增加炎性介质的释放,诱导或上调血管内皮细胞表达黏附分子,吸引PMN聚集。与TNF相似,IL-1的生物学效应都是因为其他致炎因子生成的增多而引起的。因为IL-1位于细胞表面,所以活化的巨噬细胞可以通过直接的细胞接触而使T细胞增殖。IL-1还可以增量调节环氧化酶2的表达,而增强前列腺素合成的关键阶段。

2.1.3IL-6又名B细胞刺激因子,具有广泛生物活性和免疫调节作用。IL-6主要由T细胞、内皮细胞、单核细胞产生。

当创伤、休克、感染、手术等刺激因素作用于机体时,IL-6可异常增高,其激活补体及C-反应蛋白的表达,产生细胞损害,同时可诱导产生黏附因子,还可激活星形胶质细胞、血管内皮细胞,引起淋巴细胞活化,进一步导致炎性反应的加剧。另外,IL-6可以激活中性粒细胞,使其释放一系列超氧化合物,损伤细胞[6]。研究表明,IL-6作为炎性细胞分化的主要调节因子,在ALI中浓度非常高,促进激活巨噬细胞分化和浸润,还可以上调黏附分子和其他细胞因子的表达,从而加强炎性反应[7]。

2.1.4IL-8IL-8是第一个被发现的具有活化趋化作用的细胞因子,有由多种参与炎性反应的细胞产生,如巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和内皮细胞等,是最强的PMN和T淋巴细胞激活和趋化因子,它的血浆水平被认为是严重组织损伤的标志[8]。它的主要作用是激活和趋化吸引中性粒细胞到炎症部位,而且能够促进中性粒细胞激活,触发脱颗粒,表面黏附分子的表达及活性氧分子产物释放,是中性粒细胞激活和迁移的重要调节因子[9]。有研究表明,在ARDS时血清IL-8水平显著升高,而在发病早期的血清IL-8水平可以作为ARDS的预后指标[10]。

2.1.5IFNIFN参与固有免疫应答。在19世纪50年代,人类第一次发现IFN时,把它当作是白细胞分泌的与病毒感染有关的因子。深入研究后发现,IFN-γ除了有抑制病毒感染的作用外,还有广泛的促炎性反应效能。IFN-γ是由Th1细胞(CD+4、CD+8)及自然杀伤细胞生成。它还能促进CD+4T细胞分化成Th1细胞,能通过正反馈扩增其产物。其主要作用似乎是启动循环及阻止巨噬细胞,诱导自然免疫应答中其他促炎蛋白的表达,包括TNF及IL-1。ALI可能是由IFN-γ激活肺泡巨噬细胞所介导产生的。另外,IFN-γ阻止CD+4T细胞分化为Th2细胞,从而阻止抗炎因子IL-4、IL-10的分泌。

2.2抗炎因子特性主要包括IL-4、IL-10、IL-13、IL-1ra,有拮抗炎性介质的作用,抑制炎症的发展加剧[4]。

2.2.1IL-10IL-10在小鼠主要由Th2细胞产生,而人IL-10主要来源于CD+4、CD45RO+记忆性T细胞,另外B细胞、单核巨噬细胞及正常气道上皮细胞也可产生IL-10。IL-10是一种重要的抗炎因子和免疫抑制剂,通过多种机制下调炎性反应[11]。IL-10能抑制单核巨噬细胞产生TNF-α、IL-1、IL-8、GM-CSF、G-CSF,抑制Th1产生IL-2和IFN-γ,并下调单核细胞表达主要组织相容性复合物Ⅱ类分子[12];抑制缺血再灌注损伤小鼠肺核因子κB(nuclearfactor-κB,NF-κB)活性,从而抑制细胞因子转录;对抗TNF-α、GM-CSF、G-CSF抑制中性粒细胞凋亡;另外,IL-10能增强受脂多糖刺激的中性粒细胞释放IL-1ra,从而和IL-1竞争受体。有实验表明,抗IL-10治疗可以使IL-6mRNA表达增强[13]。因此,IL-10在全身性炎性反应过程中起保护作用。气管吸入外源性IL-10能降低ALI小鼠模型支气管肺泡灌洗液中的TNF-α,血管通透性降低,同时降低细胞黏附分子的表达,IL-10保护ALI的作用明显高于IL-13、IL-14、IL-12。

2.2.2IL-4IL-4是由Th2细胞生成并通过正反馈作用促进CD+4细胞分化为Th2细胞,是重要的抗炎因子之一,在体液免疫及抗原呈递中起关键作用。另外,IL-4对于Th1细胞的生成有下调作用,并能抑制TNF、IL-1、IL-8、前列腺素E2的生成。

2.2.3IL-13IL-13和IL-4生物学作用相似,但并不直接作用于T细胞。IL-13抑制环氧化酶2的活性,抑制前列腺素的生成,促进抗炎介质脂氧素A4的生成。IL-13还可增加IL-1ra的生成并可以减弱白细胞内皮细胞的相互作用,从而抑制炎性反应。

3细胞信号转导通路的作用

最新研究发现,一些细胞信号转导通路与ARDS发病密切相关,如Toll样受体(Tolllikereceptor,TLRs)G蛋白、肾上腺素受体、NF-κB、各种蛋白激酶家族(MAPK等)、JAR激酶信号转导α-转录激活因子(JAK/STAT)等,特别是TLRs(尤其是TLR4、TLR2),在机体免疫应答和防御过程中可能起到十分重要的作用,但其在ARDS发病中的确切机制有待进一步阐明[14]。另外,NF-κB的激活与ALI/ARDS关系密切,NF-κB能与多种基因启动因子和增强子特定的κB序列结合,参与机体急性炎性反应的发生和发展。TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、M-CSF、GM-CSF、细胞间黏附分子1、E-选择素(ELAM-1)、血管内皮细胞间黏附分子1等因子均受NF-κB调节。TNF-α、IL-1β、脂多糖/细菌毒素、自由基/氧化剂、放射线、病毒及其代谢产物等可促进NF-κB的活化,激活的NF-κB进入细胞核内,与靶基因κB位点结合,迅速诱导靶基因的转录,调控细胞因子、化学趋化因子、黏附分子协同刺激分子的相关的基因表达,从而引起上述炎性介质的释放,导致肺泡内炎性细胞浸润,致肺损伤[15-17]。LeTultzo等[18]研究证实,在ALI大鼠模型中,肺组织中NF-κB被激活的同时,伴有IL-1、TNF-α等细胞因子mRNA表达增强,抑制NF-κB的活化可减轻ALI损伤程度。目前证实,NF-κB是一个重要的转录因子,广泛参与机体免疫、炎症、应激反应的生理病理过程[19]。

单细胞生物最主要的特征篇3

[关键词]关键词语初中生物概念教学

[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058(2016)140117

生物是一门特殊的学科,它有相当多的概念需要记忆和掌握,学生在学习时很难把握住概念的重点,在理解的时候有很多困难。而且生物对概念、名词、定律的知识要求精确到位,这样才能针对多种情况做出最准确的判断。因此,针对生物学科的这些特点,在进行生物概念教学时教师要引导学生把握关键词语,以此来提高生物概念教学的效率。

一、让学生在概念学习中学会把握关键词语

生物概念是影响概念形成的因素之一,复杂的概念有较多的自身特征,也有无关的特征,不容易分辨,学生记忆起来相当困难。根据科学实验表明,有关特征清晰的概念,学生记忆起来比较容易,而且概念的逻辑性和关联性越强,学生学习起来越容易。在进行生物概念教学时,如果无任何的知识准备,教师很难引导学生将新学的概念与已学的概念联系起来,所以,教师一定要在新旧概念之间搭建必要的桥梁”,而这种桥梁就是生物概念的关键词语。

关键词语是概念的一个大致概括,也是概念的浓缩,往往取概念中几个最为重点的词语,来代表整个概念。教师在引导学生把握关键词语时一定要将概念涉及的点先全部列出来,然后每一点选取一个或者多个关键词语,提示学生概念的关键所在,从而提高学生学习生物概念的效率。以植物细胞的结构和各结构的作用为例,教师可以从以下几个关键词语入手,引导学生进行把握。如(1)细胞壁:支持和保护细胞,透明;(2)细胞核:包含植物的遗传信息;(3)细胞质:植物细胞最主要的成分,其中含有大量的物质,主要有液泡和叶绿体,液泡内物质不断流动,加速细胞内、外物质交换;(4)细胞膜:控制物质进出细胞,起到保护细胞的作用。

从上述四个关键词语来看,它们取自于植物细胞相关概念的每一个知识点,然后在其中选取了可以代表每个知识点的词语,用于引导整个概念。这样把生物概念拆分成几个小的部分,再记忆起来就较为方便,将一个繁杂的概念整理得有条理,看起来也较为清晰。这几个关键词语涵盖了植物细胞相关的知识点,如果用这些关键词语来教学,逐步引导学生掌握每个关键词语所代表的内容,学生学习起来就会更容易,且通过记忆关键词语来延伸思考相关的生物概念,学生更能理解生物概念的本质内涵。

二、把握关键词语,理解生物概念的内涵与外延、广义与狭义

1.把握关键词语,理解生物概念的内涵与外延

生物概念具有一定的复杂性,不仅有文字本身代表的含义,还包含着内涵与外延。内涵与外延是概念的基本特征,应用在生物概念上,其内涵指的是生物的生命活动规律与生命现象,外延是指概念包含内容的使用范围和使用条件。为了让学生准确理解概念的内涵与外延,教师应把内涵与外延所包含的内容反映在关键词语上,进而引导学生把握关键词语。

以细胞的分裂过程概念为例,书本上的定义是:细胞从一个细胞分裂成两个细胞,使细胞的数目增多。这个概念的内涵是细胞的数量增加,外延是细胞从一个变成所两个。所以在对这一概念选取关键词语时,有以下两个:

(1)分裂过程:细胞从一个变成两个;

(2)分裂结果:增加了细胞的数量。

通过把握关键词语的方法,将细胞分裂的概念分为了两个关键词语,关键词语中体现了概念的内涵与外延。这样,学生再记忆起来就较为简单。

2.把握关键词语,理解生物概念的广义与狭义

生物概念的广义与狭义是针对概念的外延来说的,如果一个生物概念的外延较大,那么它就是广义的概念;如果概念的外延较小,那么它就是狭义的概念。应用把握关键词语的方法进行生物概念教学时,一定要先区分概念是广义的还是狭义的。

以染色体”这一生物概念为例,广义的染色体是指在细胞分裂期间呈丝状的染色质,原核生物没有这种物质;狭义的染色体指存在于细胞周期的分裂期,由蛋白质和DNA组成的物质。我们从狭义与广义上理解染色体这一概念是不同的,在把握关键词语时也要考虑到这种因素,这样才可以使概念更加清晰,方便学生的理解。

三、引导学生比较分析相似关键词语

生物概念中,一些名词是十分相似的,但是具体表达的含义却差别很大,在学习的时候学生很容易混淆。所以,在进行生物概念教学时教师要引导学生对相似的关键词语进行比较,使学生明确相似关键词语之间的差别,从而深刻、透彻地理解概念。

以植物细胞和动物细胞为例,两者在字面上都是以细胞为基础,表述的却是完全不同的属性,学生在学习时容易将两者混淆,所以我们要引导学生对两者的关键词语进行比较,以方便学生理解和记忆。

例如,植物细胞的关键词语有:

(1)组成:细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、线粒体、绿色部分有叶绿体;

(2)分裂过程:原细胞的中部形成新的细胞膜和细胞壁,然后分裂成两个细胞;

(3)生长表现:生长时先出现较多的小液泡,最终合并成一个大液泡;

(4)细胞分裂时染色体变化:先加倍再减半,两个细胞核的染色体数目与原细胞核的染色体数目相同;

(5)细胞本质:遗传信息的携带者,植物体结构和功能的基本单位。

动物细胞的关键词语有:

(1)组成:细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体;

(2)分裂过程:细胞中部的细胞膜向内凹陷,缢裂成两个细胞;

(3)生长过程:从周围环境中吸收营养逐渐长大,细胞的体积也增大;

(4)细胞分裂时染色体变化:先加倍再减半,两个细胞核的染色体数目与原细胞核的染色体数目相同;

(5)细胞本质:遗传信息的携带者,动物体结构和功能的基本单位。

从上述两个概念的关键词语可以看出,植物细胞与动物细胞有着本质的差别,而且相关的知识点也比较多,所以学生在记忆时才会出现混淆的现象。教师在进行生物概念教学时可以把两个概念的关键词语比较分析,重点指出两者的不同之处。这样利用把握关键词语[本文由WWw.DYLw.NET提供,第一论文网进行和服务,欢迎光DYlw.NeT联系方式QQ712086966]的方法,使学生可以重点记忆和理解易错的知识,简化了学习的复杂性。同时,这种比较关键词语的方法还可以增强学生的学习效果。学生在学习与复习一个关键词语时,自然而然地就会想到另一个关键词语,生物概念的学习效果显著增强。

生物是一门特殊的学科,它虽然被归类为理科,但是它有较多的知识点需要记忆,而且生物概念十分繁杂,记忆起来比较困难。所以,在生物概念教学中可以用把握关键词语的方法,将生物概念划分成不同的小份,以方便学生理解和记忆。这种方法在概念教学中有很好的效果,可以极大地提高生物概念教学的效率和学生学习的积极性。

[参考文献]

单细胞生物最主要的特征篇4

(一)神奇的圆与优美的S线

在人类文明中,对圆的喜爱普遍存在:中国古代有天圆地方的说法,更有太极图和以圆为美观念的广泛流行;古希腊也有“最美的平面图形是圆形,最美的立体图形是球形”的说法;基督教、佛教、伊斯兰教艺术,都充分利用或发挥了圆的美学。那么,作为图形,人最初在圆和S线上感受到了什么?人的生理存在特别是人的神经活动特性,有没有影响到其感受?还是先让我们来简单了解一下视觉的神经特性。视觉通路大致上由视网膜、视神经、大脑相应部位组成。从起源上说,由于胚胎发育中视网膜与脑均起源于外胚层,其形态结构与脑相似,形成了多层细胞和突触连结,功能上亦能处理复杂的视觉信息,因而被称为“外周脑”。

视神经,也是颅神经中唯一由脑体直接发出的神经。所以,视神经及视网膜,可被看作是脑的一部分。这意味着,视觉神经活动作为感官活动,是最近似于脑的一种活动。这也可能是视觉在人类活动中为什么如此重要的最主要原因。在细胞结构中,大体上说,树突用来接收信号,而轴突用来传出信号。单侧视网膜,约有1×108个光感受器。但向中枢传递信息,只需要1×106条视神经轴突。神经节细胞轴突数量不及光感受器细胞的1%,提示大量视觉过程发生于视网膜。“最近研究也表明,刺激特性由感觉器官所决定。

通过手术将视觉通路,改道与听觉皮层相连,对于这一通路的传入,动物感觉到的似乎是光而非声音。这进一步表明,感觉皮层也许是一个一般意义上的机器终点”。由此可见在视觉形成及视觉审美中视网膜的重要性。要想合理说明视觉审美的特性,就必须对视网膜功能有深入的了解和认识。视网膜的最外层是色素细胞,其内侧由三级神经元通路细胞组成。第一级是光感受器,由无数视杆和视锥细胞组成;第二级是双极细胞;第三级是神经节细胞。由神经节发出的轴突形成视神经。这三级神经元,构成了视网膜内视觉信息传递的直接通道。此外,在第一级与第二级神经元之间,有水平细胞层。水平细胞从感受器接受信息,并反馈输出到感受器,同时也输出到双极细胞。这三层细胞间形成了复杂的突触联系网络,被称为外网络层。在第二级与第三级神经元之间,有无长突细胞层。无长突细胞从双极细胞接受信息,又负反馈地输出到双极细胞,同时又输出到神经节细胞。这三层细胞间形成的复杂突触联系网络,被称为内网络层。外网络层和内网络层细胞突起,在细胞层间水平延伸,把相邻的神经元联系起来。虽然视网膜中所有细胞均为神经元(色素细胞除外),但只有神经节细胞可以发放动作电位。光感受器和视网膜中间神经元通过电紧张电位传递信号。神经节细胞轴突集束成视神经,把视觉信号传送至大脑外膝体进一步加工。

在神经活动中,信号传递主要有两种方式:一是动作电位,二是局部分级电位。动作电位沿轴突传播,信号传递速度快,不易损失。这是神经远距离信号传递的主要方式。局部分级电位,也就是电紧张电位,沿细胞膜缝隙连接传播,信号传递速度慢,易衰减,但具有高保真性。这是神经系统近距离感受信号传递的主要方式。作为物理存在,轴突呈长圆柱形,沿轴突传播,意味着动作电位传递带有很强的线性特征。加上轴突传递中电信号主要沿轴突膜传递,可能决定了人对长圆柱体的倾向性喜爱。而细胞呈球形,局部分级电位主要沿细胞膜传播。这一点,加上双极细胞和神经节细胞感受野都呈圆形、视网膜本身的圆弧形构造、水平细胞的横向长距离视网膜传递、视神经传递中一只眼颞侧与另一只眼睛鼻侧视网膜神经传入相汇合的视交叉现象,可能决定了信号传递中人对圆、球形及S线的倾向性喜爱。由于动作电位传递快,加上视神经的脑特性,长圆柱体的审美运动性特征明显。而局部分级电位传递慢,加上其弥散性的扩布特性,决定了S线、圆和球形相对的静态玩味特征明显。

需要指出的是,我们把视网膜神经元胞体及轴突的形态,说成是球形和长圆柱体,只是为了描述的方便。事实上,它们的形状大多只近似于此。而在更高一级的视觉通路外膝体,神经元感受野大多呈稍微的椭圆形。在视皮层,神经元感受野进一步条状化甚至特征化。这既表明圆及近似图形的感受是由视网膜、视神经的特点所决定的,同时也表明,我们从中获得的审美,大多并不是基于对形状本身的细致观照(此种形式,因形状本身的简单性,更容易成为认识活动),而是其整体或局部特征的某些方面,唤起了我们的特别感受。比如,圆的贯通一致,S线的弯曲延伸,二者因没有棱角和断裂,既符合视觉感官感受的特征,又激不起视神经系统过强的认知反应,所以带给我们的更多是愉悦。

当然,“审美既有智力价值也有情绪价值,前者特别依赖于前额叶皮层,后者则依赖于边缘系统”。在人类文化中,除了这种来自纯形式意味的美感外,还有相关的智力和文化价值阐释活动:圆的扩张意味,与生机、活力间的关系;圆的收缩特征,与精细感受之间的关联。进而有了古希腊几何学中神奇的圆,有了讲究圆融无碍、不粘不滞和圆满的中国传统智慧中的圆。

(二)其他形状的美感意味

初级视皮层中的绝大多数细胞,都具有细长条感受野,并有抑制与兴奋两种区域。其中,简单细胞和复杂细胞,对一定方位的边缘,一定方位、宽度的长条形刺激有最强烈反应。超复杂细胞,对端点、角隅、拐角和一定长度的条形刺激有最强烈反应。而在超复杂细胞中,有一种超复杂细胞,感受野兴奋区两侧都有抑制区,故对它的最优刺激,是一个恰恰覆盖中央区向下运动的黑色舌形刺激。如果这个黑舌宽度过宽,或黑舌的位置有所不正时,都会引起反应的减少或消失。这些都表明,人对物体形状的感知是有选择的,其对我们日常认知实践的影响,也是显而易见的。比如,端点、拐角、一定长度的条形,更容易引起我们的注意,而狭缝,也极易吸引我们的好奇心。在审美中,特殊构形所具有的美感,人对形状的独特玩味,与初级视皮层的这种功能有紧密联系。

色彩美感

在视觉审美中,色彩有重要位置。色彩与视觉的神经活动特性,有着更紧密的关联。

(一)万绿丛中一点红

“万绿从中一点红”,是中国艺术家常常提及的重要创作法则。其实,这种效果并不神秘,它与视觉的感受方式关系极其密切。上面我们提到,视网膜上有视杆与视锥两种感受器细胞,分别因外端呈柱形、锥形而得名。作为视觉信号接收的直接媒介,它对视觉形成有重要影响。其外观特点,可能部分决定了视杆细胞的大范围、粗放型感受特征,视锥细胞的高分辨、细节感受特征。视杆细胞司暗视觉,视锥细胞司明视觉。因此,在视觉审美中,起主导作用的是视锥细胞。视锥细胞依光感受性,可再分为长波、中波、短波视锥细胞。色觉的形成,有赖于短波、中波和长波视锥细胞传出信号的相对强度。“这三类视锥细胞,对紫、绿、黄色光线有相应的最大吸收。一个视锥细胞,仅对接近它吸收峰的光子有较高的吸收概率。这意味着,视觉系统不能感觉任何光线的绝对波长组成。三色系统概括出一个物体的三个亮度值,这些值的比较决定颜色”。

如果一个物体反射较多的短波光长,就被感知为蓝色;如果一个物体反射较多的长波光长,它将被感知为红色;若一个物体反射相同量的短波光长和长波光长,它将呈现单色、白色或不同程度的灰色。由于视锥信号很少会聚,所以明视觉灵敏度高。它们在视网膜中央凹处最密集,在5°之外,数量迅速减少。短波(蓝)视锥只占所有视锥细胞的5%~10%。同时,因为眼球存在色相差,短波与长波光线不聚焦于同一点,所以短波视锥细胞于中央凹无分布。结果,中央凹处的色觉,呈现出双色性。中波(绿)与长波(红)视锥细胞,随机分布。有的小片区域,只有一类细胞存在。“这些特征意味着色觉是粗颗粒性的,不能分辨微小细节”,也意味着人的色觉,并不是对外物色彩的如实呈现。而在视神经传递中,来自中央凹的传递,占视网膜外膝体传入的一半。因此,视觉对中波和长波光线,具有感受敏锐、反应强烈的特性。而短波光线,主要是中央凹外视网膜的功能。加上其数量较少,神经冲动传递有限,引起的大脑反应也相对较弱。因而,蓝色被视为冷色调,具有平复心情的作用。

阿恩海姆在《艺术与视知觉》一书中曾很困惑地谈到“略带红色的蓝色看上去是‘暖’的,而略带蓝色的红色看上去是‘冷’的”这一现象。按照常理,这似乎是不应该有也无法解释的现象。而这完全可以用现代神经科学的知识加以解释。在视觉信号传递中,与光感受器相突触的是双极细胞,双极细胞进一步与神经节细胞突触。双极细胞和神经节细胞的感受野都呈圆形,对光线的感知分中央部和周边部。

光点落在细胞感受野上不同位置,其反应完全不同:或者中央兴奋,周边抑制,或者中央抑制,周边兴奋。正好覆盖其中央区的光点,会引起这些细胞的最强烈放电反应。不仅在视网膜层次上,在外膝体、大脑皮层的相应视觉神经通路上,很多神经元也都具有这种侧抑制机制。正是这种方式,促成了视觉颜色信息传递的拮抗编码形式。“现在普遍认为,在感受器细胞这一级,颜色是以三色独立的变量接收的,而在视网膜感受器细胞之后,色信息都不是简单地以红、绿、蓝三条独立的‘专线’向中枢传递。从双极细胞至神经节细胞一直到视觉中枢,包括横向联系的水平细胞和无足细胞,颜色信息都是编码为拮抗对的形式进行传递和加工”。

在视神经系统,颜色信息编码的中心-周边拮抗形式,主要有红/绿、黄/蓝这两种形式。因此,视觉对对比鲜明的色彩刺激,也就是差异性色彩刺激信息敏感。“神经节细胞对落在其感受野内的对比度有选择性的敏感性,要比对落在其整个感受野上的总光强的信息更加敏感”。同时,值得注意的是,神经节细胞,对照射视网膜一个特定区域中几个光感受器的小光点或暗点,反应最佳。这样一个点能引发一连串动作电位。如果是较大的光点,照射视网膜的同一区域,则远不如小光点有效。“这是因为有一群不同的光感受器包围在另一些的周围,也受到了光照的影响,而这些光感受器对双极细胞的作用,使神经节细胞的放电受到抑制。小光点的兴奋性效应和周围区域的抑制性效应将综合起来,这就意味着神经节细胞对弥散光相对不敏感”。

就外膝体来说,“虽然外膝体可接受最多3-5个视网膜神经节细胞的输入,但同时记录猫和猴LGN中继细胞和节细胞反应显示,大多数LGN细胞,主要接受其中一个节细胞的传入冲动”。这意味着,在“略带红色的蓝色”中,蓝色意味着弥散光,引不起视网膜神经节细胞和外膝体细胞的强放电反应。而“略带红色”意味着红色更多以颗粒状分布,从而非常符合视网膜神经节细胞和外膝体细胞的强反应模式。由于颜色信息处理主要是一种视网膜“自下而上”的神经活动,因此,视网膜神经节细胞和外膝体细胞的反应方式对颜色信息的影响是决定性的。而红色是暖色调,由此,我们的大脑中就有了“暖”的感受。而“略带蓝色的红色”之所以“冷”,原因相类。在明视觉情况下,红锥细胞在其峰值附近的反应强度远远超过其他两种视锥细胞,是蓝锥和绿锥各自的三倍多。这就是同样亮度的颜色,红色为什么显得热烈的最主要原因。

这一点,再加上颜色信息处理的最重要区域V1(初级视皮层)区斑点内“对不同颜色敏感的细胞比例是不同的。Ts’o和Gilbert估计,约有75%的斑点属红/绿型的,而只有25%属蓝/黄型”,这可能就是中国艺术之所以追求“万绿丛中一点红”这一独特表现形式的主要神经基础。

(二)明暗对比

在日常实践中,明暗对比又是一种增强审美效果的重要方式。它也可从神经元细胞感光过程中所具有的侧抑制现象,及视网膜的给光型和撤光型神经通路得到解释。19世纪奥地利著名物理学家马赫在观察一个亮度变化的边缘时,发现主观感觉在亮的一端呈现一个特别的亮带,在暗的一端呈现一个特别暗的暗带。如何解释这一现象呢?

前面我们提到,神经节细胞感受野有侧抑制现象。在研究者的进一步实验中,光带照射神经节细胞感受野不同位置,其反应有很大差异。感受野在全亮光中有反应,但不强烈;在明暗过渡中,有最强烈反应;在暗明过渡中,有撤光反应;暗中自发放电,比暗明过度中稍强。这种对明暗对比边特别敏感的性质,可以用来解释马赫带(Machband)现象。在艺术创作实践中,很多艺术家采用了相似的方法,来突出或弱化作品的某些方面,从而增强了作品的审美表现力。

而给光、撤光型神经通路的机制,主要由视网膜双极细胞介导。双极细胞主要有两种:一种是光刺激后去极化的陷入型双极细胞,另一种是光刺激后超极化的扁平型双极细胞。双极细胞直接与神经节细胞突触。后者对光刺激的反应,与其相联系的双极细胞相同。光刺激可使给光型神经节细胞去极化而冲动发放增加,而使撤光型神经节细胞超极化而放电停止。撤光可使给光型神经节细胞超极化而放电停止,使撤光型神经节细胞去极化而冲动发放增加。前者由视锥细胞-去极化双极细胞-给光型神经节细胞组成,后者由视锥细胞-超极化的双极细胞-撤光型神经节细胞组成。

给光型通路传递局部亮区域的信号,撤光型通路传递局部暗区域信号。独立存在的给光型和撤光型通道方式,成为增强不同数量光线区域之间边界的重要神经机制。就审美而言,明暗同时或相间出现,符合规律地引起了神经元侧抑制及两种神经通路的同时兴奋。由此产生的愉悦,自然比某单一机制的活动要强很多。

(三)夕阳无限好

古人诗句写道:夕阳无限好,只是近黄昏。面对易逝的时光,诗人充满了叹惋之情。这一叹惋,引起了后人的极大共鸣。可就审美来说,夕阳无限好,却是只因近黄昏。为什么黄昏有如此的美丽?我们还得从光感受器说起。在亮光下,只有视锥细胞通路起作用。视锥细胞分辨细节的特点,极好适应了人类认知活动的需要。而在黄昏时,视杆细胞开始活跃,通过缝隙连接将信号传递给视锥细胞,部分加强了视锥细胞的感光能力。当然,视杆细胞不关注细节的大范围感受特征,也对视觉感受产生了明显影响。与此同时,明视觉认知功能明显弱化。这种弱化导致身体感官感受性空前增强,从而让我们捕捉到了更多美的存在,让世界显得有无限韵味。

繁复与多样的快乐

我们知道,视觉中枢有运动、形状、颜色三条相对独立的信息通路,来处理相应的视觉信息。大细胞(M)通路,接受来自大细胞层的外膝体神经元传入,这些外膝体细胞与初级视皮层4Ca层的神经元形成突触。M通路无色觉,参与运动刺激的分析,控制注视和立体视觉。小细胞(P)通路接受与4Cb层神经元突触的小细胞层的外膝体神经元传入。P系统又分为两条通路:小细胞—斑点间通路,与刺激物形状有关,斑点间区细胞具方位选择性和双眼特性;小细胞-斑点通路介导色觉,此通路中具波长选择性的细胞,有双色拮抗感受野,中心区被某些视锥细胞兴奋,又被另一些视锥细胞抑制,而周边情况则相反,是更高的色觉信息检测器。

视觉所具有的平行信息处理通路的存在,意味着运动、形状、色彩感知都有自己的特殊通道。这一点,能够很好解释在审美活动中对色彩、形状,运动玩味的非同时特征。再加上视觉通路上即使是同类神经元在功能上也各有差别的特点,决定了繁复和多样所可能带来的极致审美快乐。

单细胞生物最主要的特征篇5

急性冠脉综合征(ACS)是不稳定型心绞痛、急性心肌梗死、心源性猝死等急性冠状动脉事件的总称,其发病机制主要是因为冠状动脉粥样斑块的炎症反应导致斑块破裂,诱发血栓形成。ACS是发达国家人口死亡的主要原因,是人们健康的超级杀手,在我国的发病率也逐步上升,常见于50~60岁男性及60~70岁女性,严重危害人们的身体健康[1]。目前认为炎症反应是动脉粥样硬化(AS)的应答性反应,在冠状动脉损伤的早期起保护作用,但当损伤持续存在时应答性反应则可能演变为过度的炎症,并促成斑块的形成。斑块的进展与炎症反应的程度密切相关[2]。传统观点一直认为AS是一种非炎症性的、退行性的和增生性的病变,经典的脂肪浸润学说认为主要是血浆中的脂质即低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)等或其残片侵入动脉壁,堆积在平滑肌细胞、胶原和弹性纤维之间,引起了平滑肌细胞的增生。但是,许多发生冠心病事件的患者血脂水平并非很高,FraminghamHeartStudy26年的随访数据显示,超过1/3的冠心病患者总胆固醇水平<200mg/dl[3]。那么,什么是AS的危险因素?什么机制导致了AS的发生发展呢?最近许多学者支持“内皮损伤反应学说”,认为各种危险因素最终都损伤动脉内膜,而AS的形成是动脉损伤做出反应的结果。

1炎症反应与AS的演进

随着对冠脉造影、尸解及动物实验的大量研究,已证实粥样硬化斑块存在两种状态,即稳定和不稳定斑块。动脉粥样硬化是多灶性疾病,ACS发生的病理学基础是不稳定斑块,其发生率与不稳定斑块存在数目成正比。随着20世纪80年代他汀类降脂药物的问世,在国际上大规模、多中心的降脂研究中,动脉粥样硬化斑块轻度消退与临床事件明显减少之间无相关性,被广泛接受的解释是大多数急性冠脉事件与不稳定斑块的破裂有关,稳定斑块可以减少心血管事件的发生。AS的特征是斑块不稳定且呈多灶性,尸检证实71%的死者有多发溃疡性斑块,而20%的死者病变4处。因此,ACS中有多发不稳定斑块和稳定斑块共存[4]。经尸解和动物模型研究发现不稳定斑块的特征如下:斑块表面有裂缝、糜烂、溃疡及破裂,在病理组织细胞水平上显示偏心的管腔周缘;较大的脂质池;具有较薄的纤维帽;局部巨噬细胞、淋巴细胞、肥大细胞及新生血管增多,而平滑肌细胞因凋亡而减少,内皮细胞功能紊乱;分子学特征为炎症标志物增加、基质金属蛋白酶表达、细胞内核因子活化、热休克蛋白表达。传统的危险因素并不能很好预测心血管事件的危险性和不能反映出斑块的稳定程度。近几年,越来越多的证据表明炎症参与了AS,特别是ACS的发生发展,斑块内的炎症反应破坏斑块表面纤维组织的完整性,局部炎症产生和释放细胞因子,细胞因子刺激血管内皮,改变内皮的天然黏附和抗凝特性。而且,炎症因子减少细胞外基质的合成并增进其退化,从而促进斑块的破裂。细胞因子还刺激内皮素在内皮细胞和巨噬细胞中的合成,引起局部血管平滑肌的收缩。对死于ACS者粥样硬化冠脉的组织学分析显示,不稳定或破裂的斑块主要以泡沫细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和肥大细胞浸润为特点。巨噬细胞和T淋巴细胞是破裂和腐蚀斑块里的主要细胞类型,这些炎症细胞具有活性,这就暗示着炎症参与了斑块的破裂[5]。活化的炎症细胞不仅出现于粥样硬化斑块中,而且作为全身性炎症反应标志的炎性物质在血循环中的水平也是升高的,新近的研究证明AS不仅仅是脂质沉积病,炎症反应在AS的发生发展和粥样斑块的不稳定化过程中扮演了主要角色。在AS发生机制和抗炎药物治疗方面的深入研究将可能在不久的将来为血管性疾病的防治提供全新的手段[6]。

2全身性炎症与ACS

在AS发生和发展过程中,感染因素作为潜在致病因素存在争议。病原微生物如幽门螺杆菌、肺炎衣原体、巨细胞病毒感染是否参加了AS的发生和形成是近年来一直存在争议的问题,在对一些冠脉造影正常的心肌梗死患者(myocardialinfarctionwithangiographicallynormalcoronaryarteries,MINC)的研究中发现,许多患者在发病前两周有过发热性感染,主要是上呼吸道的感染。进一步研究发现幽门螺杆菌、巨细胞病毒、肺炎衣原体IsA抗体滴度和免疫荧光测定在冠脉造影正常的心肌梗死患者与有冠状动脉疾病患者中无显著差别,但要比正常人高,推测发热性感染与MINC患者的急性冠脉事件有关[7]。还有研究提示幽门螺杆菌、巨细胞病毒、肺炎衣原体的感染可能为冠状动脉疾病患者急性冠脉综合征的病因。可能的机制是感染产生的内毒素和细菌抗体与内皮细胞间的交叉免疫反应而导致斑块不稳定。感染性抗原可以损伤内皮细胞的功能,激活单核细胞和巨噬细胞分泌炎性细胞因子,这些炎性细胞因子反过来刺激活性氧和蛋白溶解酶的产生,从而影响斑块的稳定性,引起动脉粥样斑块的破裂[8]。用光依赖性化学发光物(CL)和可溶性白细胞介素-2受体(sIL-2R)研究多形核白细胞和T淋巴细胞的活性,发现ACS患者的CL量是稳定型心绞痛患者的两倍,而多形核白细胞计数无增高,表明ACS患者多形核白细胞活性升高,与此相反,通过测定sIL-2R表明T淋巴细胞的活性在ACS患者中比稳定型心绞痛患者显著降低。这与粥样斑块局部炎症的细胞激活方式相反,由此可见在ACS的发病中局部和全身炎症过程是两个相互独立的过程,分别在ACS中起一定作用[9]。最近研究显示抗幽门螺杆菌、肺炎衣原体治疗可以降低ACS的冠心病事件的死亡率和再发生率[10]。

单细胞生物最主要的特征篇6

类风湿关节炎(Rheumatoidarthritis,RA)是一种以进行性、侵蚀性关节破坏为特征性病理改变的全身性自身免疫病。其基本病理改变主要是滑膜慢性炎症及关节软骨和骨质的破坏,临床特征为关节结构的炎症和肿胀、慢性进行性病程,并可致多个关节完全强直,最终导致功能的丧失,致残率高[1]。因此,为临床发病机制的研究及寻找新的诊疗手段,建立一种能准确模拟RA发病过程的动物模型尤为重要。目前,最为常用的RA模型为Ⅱ型胶原诱导的小鼠或大鼠模型,但其建模过程需要通过尾静脉注射Ⅱ型胶原和佐剂的混合物,操作难度大[2]。降植烷是一种常用的致炎剂,有文献报道其能不依赖于T或B细胞激活免疫系统引起免疫反应[3,4]。本文以BALB/c小鼠为研究对象,拟制备降植烷诱导的RA小鼠模型并对其免疫病理变化进行评价。

1材料与方法

1.1实验动物及分组6~8周雌性BALB/c小鼠30只,体质量25~30g,由苏州大学实验动物中心提供。采用随机数字表法分为模型组及对照组,每组15只。SPF级动物房常规饲养。实验方案得到苏州大学附属第一医院动物伦理委员会批准。

1.2主要试剂降植烷,即2,6,10,14-四甲基十五烷,购于美国Sigma公司。PE标记抗小鼠抗体CD11b、CD11c、Gr1,FITC标记CD4、CD8、CD21、CD23、CD80、CD86、CD154(CD40L),APC标记抗小鼠抗体B220均购置美国eBioscience公司。

1.3降植烷诱导RA小鼠模型的制备小鼠适应性饲养1周,造模组于0周、9周、18周时腹腔各注射0.5ml降植烷;对照组于相同时间腹腔注射0.5ml生理盐水。第21周时,采用颈椎脱臼法处死小鼠,保留小鼠脾脏及双侧后肢关节,分别行免疫学及组织病理学检测。

1.4小鼠足趾厚度的测定从第18周起,使用游标卡尺对小鼠同侧的后足跗跖关节肉厚处进行测量,每周测量2次,每次重复测量3次,取平均值。所有测量由两名实验者独立完成。

1.5关节炎指数评分(Arthritisindex,AI)从第18周起,对各组小鼠关节肿胀程度进行评分,每周评测2次,每次重复测量3次,取平均值。采用关节炎评分法(0~4分)[5],0分:无关节炎;1分:有红色斑点或轻度肿胀;2分:关节部位中度肿胀;3分:严重肿胀;4分:严重肿胀且不能负重,四肢评分的和即为关节炎指数(最大分数16)。

1.6流式细胞检测脾细胞免疫分子表达变化取小鼠脾脏制成单细胞悬液,5×105个细胞加入各流式分析管,分别加入PE标记抗小鼠抗体CD11b、CD11c、Gr1,FITC标记CD4、CD8、CD21、CD23、CD80、CD86、CD154(CD40L),APC标记抗小鼠抗体B2204℃避光孵育1h,经洗涤,1%多聚甲醛固定,流式细胞仪分析细胞的免疫分子在脾脏细胞中的表达情况。

1.7组织学观察小鼠处死后切取后肢膝关节,剔除皮毛和肌肉浸泡于4%甲醛溶液固定3d,而后放入10%EDTA液中脱钙30d,常规石蜡包埋,4μm切片,H&E染色,普通光镜观察。1.8统计学处理所有实验数据以x±s表示,SPSS16.0统计软件处理数据。采用t检验进行统计学分析,分析前所有数据均进行方差齐性检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1小鼠一般情况造模期间,小鼠无死亡。正常组小鼠精神状态好,能正常爬行,关节活动自如,无红肿;第三次注射免疫(18周)后,造模组有11只小鼠出现症状(成模率73.3%),具体表现为足爪红肿,体型消瘦,毛色杂乱稀疏,步态异常,倦怠易激惹;足部存在不同程度肿胀,关节增粗,黏膜红肿渗出。见图1。小鼠足掌厚度测量结果显示,21周时模型组小鼠后足肿胀最为明显,厚度为(2.90±0.51)mm,与对照组(1.29±0.47)mm比较,差异有统计学意义(t=-6.097;P<0.05);关节炎评分结果显示21周时11只成模小鼠中,有4只症状较轻,7只发病严重,关节炎指数为9.55±2.80。

2.2组织病理学观察正常小鼠膝关节结构完整无损,无骨小梁吸收,关节软骨光滑平整(图2A)。模型组小鼠膝关节结构被破坏,有骨小梁吸收,关节软骨可见坏死脱落,纤维化,关节腔狭窄。炎细胞大量浸润,伴有程度不同的软组织水肿。

2.3小鼠脾细胞流式细胞检测结果21周时取脾脏制成单细胞悬液,荧光抗体标记后经流式细胞仪检测,结果显示,模型组脾脏细胞中CD11b、CD11c和GR1表达明显增加,提示吞噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞亚群数量增加(表1,P<0.05)。模型组中T细胞表面的表面标志CD4、CD8、CD154均有不同程度的增高,与对照组比较差异有统计学意义(表2,P<0.05)。模型组和对照组脾脏细胞中B220及CD21、CD23、CD80、CD86的表达未有明显差异(P>0.05,结果未列出)。

3讨论

类风湿性关节炎是一种累及全身关节的自身免疫性疾病,其病理特征是慢性炎细胞浸润和滑膜增生,最终导致关节软骨和骨质破坏[1]。迄今为止,RA发生的确切机制尚不清楚,还没有有效的预防和治疗方法,所以,建立一种能够准确模拟人类RA发病过程的动物模型对研究RA病因及药物治疗至关重要。降植烷,即2,6,10,14-四甲基十五烷,是叶绿素分解后的产物。有学者发现降植烷能促进小鼠B淋巴细胞瘤的发生,而将降植烷经腹腔注射后能诱导产生狼疮特异性抗体,实验小鼠表现出明显的系统性红斑狼疮的特征。在本研究中,笔者将0.5ml降植烷经腹腔注射给BALB/c小鼠,并在9周和18周时各补注1次,21周时实验小鼠表现出明显的关节炎症状,发病率为73.7%,与Potter等[10]报道一致。组织学染色发现,实验小鼠关节滑膜增生明显,有大量炎性细胞浸润,以中性粒细胞和单核细胞为主,软骨和骨组织破坏明显,有血管翳形成,与人类RA患者病变关节组织病理改变类似。汪婷婷等[4]在降植烷诱导的大鼠关节炎模型中也发现了类似的病理改变。上述结果提示经腹腔注射降植烷能够诱导小鼠产生关节炎病理改变。

有研究表明,T细胞尤其是CD4+T细胞在RA发病过程中起重要作用。在RA滑膜浸润的单核细胞中,30%~50%为T细胞,而且这些细胞多处于活化状态,并且通过与巨噬细胞相互作用,引起软骨和骨组织破坏。笔者研究发现,降植烷免疫后的小鼠脾脏中CD4、CD8和CD154+T细胞数量明显增多,提示降植烷可能通过调节T细胞引起小鼠关节炎病理改变。Holmberg等的研究表明降植烷是一种非免疫原性的佐剂,不能被T细胞或B细胞特异性识别,降植烷致关节炎的能力也就取决于其对免疫系统的非特异性刺激引起的自身反应性T淋巴细胞活化,引起关节急性炎症,随后进入慢性进展和反复发作阶段。因此,在免疫学特征方面,降植烷诱导的RA模型可能更类似于RA患者,更适于RA病理机制的研究。B细胞在RA关节滑膜中的数量较少,但近年来的研究发现B细胞在RA发病机制中起重要作用。