● 摘要
目的 在航天飞行条件下航天员会出现“航天飞行性贫血”,其分子机制尚不明确,实验观察了NASA旋转式细胞培养系统(RCCS)模拟的微重力环境对K562细胞增殖的影响。 方法 利用NASA旋转式细胞培养系统(RCCS)模拟的微重力环境,将起始浓度为3.0×104cells/ml 的K562细胞置入RCCS细胞培养装置内以15rpm旋转培养,同时设地面对照。细胞计数分析K562细胞增殖情况;Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒以及流式细胞术检测K562细胞凋亡;碘化苯啶(PI)染色和流式细胞术分析细胞周期分布情况;免疫荧光标记和细胞流式术检测细胞周期变化和细胞周期蛋白A,B1,D1,E的表达;以及应用荧光染料FITC标记的鬼笔环肽和荧光染料罗丹明标记的微管蛋白抗体,在激光共聚焦显微镜下分别观察细胞微丝和微管结构。 结果 RCCS培养的K562细胞的细胞数量在24h,48h,72h和96h实验时间点细胞数量为(4.79±0.07)×104,(10.50±3.57)×104,(26.46±8.34)×104,(50.72±6.31)×104 cells/ml,显著低于地面对照组在同样实验时间点的数量(8.78±1.26)×104, (19.33±1.26)×104,(39.38±2.73)×104,(76.35±5.92)×104 cells/ml,但各时间点K562细胞没有出现大量凋亡的现象,死亡率均小于7%;RCCS培养的实验组S期细胞比例比地面对照组明显增多(58.04% vs 47.40%),G2/M期(14.62% vs 16.36%) 和G0/G1(27.34% vs 36.25%)期细胞比例低于地面对照组;RCCS环境下细胞培养12h时,细胞的细胞周期蛋白A与地面对照相比较表达明显降低,细胞周期蛋白B1、D1和E与地面对照相比较表达升高,而在24h和36h逐步恢复到与地面对照组一致;在RCCS培养条件下K562细胞微丝与地面对照相比,微丝的分布在12h和24h时候均有明显变化,微丝集中聚集于细胞的膜内表面,细胞质内的分布减少,并且不呈纤维状分布,且分布不均匀;微管纤维缩短、聚集、缺少分支,微管组织中心结构也发生了改变。 结论 这些结果表明,RCCS培养模拟微重力环境能抑制K562细胞的增殖,延长细胞周期,改变和破坏细胞骨架结构,从而影响细胞正常生长。
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