复旦大学：《细胞与医学遗传学实验》实验内容_细胞与遗传综合实验_综合实验（一）

第四篇细胞与医学遗传综合实验 第一章细胞生物学综合实验 包括人类在内的生物体都是由细胞组成的,细胞是生命的基本单位。正常生 物体内细胞的诞生和死亡多处于一个动态平衡状态,如果这种平衡被破坏,生物 个体将会患病。以人为例,如果该死亡的细胞没有死亡,就可能导致细胞恶性增 长,形成肿瘤。如果不该死亡的细胞过多地死亡,比如受艾滋病病毒的攻击,不 该死亡的淋巴细胞大批死亡,就会破坏人体的免疫能力,导致艾滋病发作。目前, 人类对于疾病的治疗也从先前的对症治疗转向对因治疗,因而很多治疗往往以细 胞为靶点。对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键, 体外培养的细胞是细胞生物学和分子生物学研究的一个常用材料。无论是细 胞系还是原代培养细胞均具备容易操作,易于观察等特点,而且又在一定程度上 保存着与体内细胞相同的基本结构和功能,因而常被用来建立多种细胞损伤(UV 射线、缺血、药物或某些化学物质等)或细胞保护模型(蛋白的上调或下调表达, 药物等)。随后通过多项硏究进行从现象的观察到机制的探讨,为各种生理病理 现象乃至临床治疗提供一定的理论基础。 脑缺血是人体内常见的会导致严重后果的病理状态,缺血神经元损伤的机制 日益受到人们的关注,人们也在寻找更好的保护神经元的方法。大鼠肾上腺嗜铬 细胞瘤( rat adrenal pheochromocytoma,PCl2)细胞是最常用的神经细胞模型。 缺糖( Glucose Deprivation,GD)是缺血过程中关键因素,因此本实验旨在通 过检测缺糖对细胞的影响,以及缺糖损伤保护性药物谷氨酰胺对细胞的保护作 用,从而为类似的研究提供一定的范例。 选用PC12细胞进行相关研究,分为正常组(正常培养),损伤组(缺糖培 养),保护组(缺糖培养的同时进行谷氨酰胺处理),并选择合适的时间点(GD3h, 6h,12h,24h等)进行相关指标的检测。其中正常组是指正常培养条件下的PC2 细胞;损伤组是给予PC12细胞缺糖培养,培养至相应的时间点;保护组是指在 PC12细胞缺糖培养的同时给予缺糖损伤保护性药物谷氨酰胺处理。在相同的时

第四篇 细胞与医学遗传综合实验 第一章 细胞生物学综合实验 包括人类在内的生物体都是由细胞组成的，细胞是生命的基本单位。正常生 物体内细胞的诞生和死亡多处于一个动态平衡状态，如果这种平衡被破坏，生物 个体将会患病。以人为例，如果该死亡的细胞没有死亡，就可能导致细胞恶性增 长，形成肿瘤。如果不该死亡的细胞过多地死亡，比如受艾滋病病毒的攻击，不 该死亡的淋巴细胞大批死亡，就会破坏人体的免疫能力，导致艾滋病发作。目前， 人类对于疾病的治疗也从先前的对症治疗转向对因治疗，因而很多治疗往往以细 胞为靶点。对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。 体外培养的细胞是细胞生物学和分子生物学研究的一个常用材料。无论是细 胞系还是原代培养细胞均具备容易操作，易于观察等特点，而且又在一定程度上 保存着与体内细胞相同的基本结构和功能，因而常被用来建立多种细胞损伤（UV 射线、缺血、药物或某些化学物质等）或细胞保护模型（蛋白的上调或下调表达， 药物等）。随后通过多项研究进行从现象的观察到机制的探讨，为各种生理病理 现象乃至临床治疗提供一定的理论基础。 脑缺血是人体内常见的会导致严重后果的病理状态，缺血神经元损伤的机制 日益受到人们的关注，人们也在寻找更好的保护神经元的方法。大鼠肾上腺嗜铬 细胞瘤（rat adrenal pheochromocytoma, PC12）细胞是最常用的神经细胞模型。 缺糖（Glucose Deprivation， GD）是缺血过程中关键因素，因此本实验旨在通 过检测缺糖对细胞的影响，以及缺糖损伤保护性药物谷氨酰胺对细胞的保护作 用，从而为类似的研究提供一定的范例。 选用 PC12 细胞进行相关研究，分为正常组（正常培养），损伤组（缺糖培 养），保护组（缺糖培养的同时进行谷氨酰胺处理），并选择合适的时间点（GD3h, 6h, 12h, 24h 等）进行相关指标的检测。其中正常组是指正常培养条件下的 PC12 细胞；损伤组是给予 PC12 细胞缺糖培养，培养至相应的时间点；保护组是指在 PC12 细胞缺糖培养的同时给予缺糖损伤保护性药物谷氨酰胺处理。在相同的时

间点首先观察了缺糖对PC12细胞的损伤以及谷氨酰胺对细胞的保护作用,主要 进行了形态学观察以及细胞活力等检测;随后对观察到的现象做进一步的机制探 讨 已有的研究表明,缺糖可引起细胞凋亡,而谷氨酰胺可以抑制细胞的凋亡。 因而预期观察到的现象应该是在相同的缺糖时间点,损伤组细胞活力明显低于保 护组和正常组;细胞凋亡率明显高于保护组和正常组。细胞在多种应激作用下往 往会启动内源性凋亡通路,引发随后的细胞死亡。细胞色素c( Cytochrome c,Cyt C)和其他促凋亡因子从线粒体向胞浆的释放是内源性凋亡通路中关键的控制因 素。Bcl-2家族成员是调节内源性凋亡通路的线粒体上游分子,可以通过控制Cyt C的释放影响凋亡的进程。Bax是Bcl-2蛋白家族中的一个促凋亡蛋白,其表达 增加或构象改变后易位到线粒体,促进了线粒体外膜的通透性转换孔的形成和开 放,从而释放出CytC和凋亡诱导因子,激活内源性细胞凋亡途径。为此进一步 探讨了缺糖诱导细胞凋亡以及谷氨酰胺抑制缺糖诱导细胞凋亡的机制,主要检测 了CytC的释放以及Bax表达和构象改变。已有的研究还表明,多个信号通路 (Ras/ Raf/MEK/ERK通路、PI3KAKT通路等)的活化可以作用于Bc12家族成 员Bax从而调控细胞凋亡,因而可通过特异性的通路抑制剂和WB技术探讨多 个信号通路与缺糖诱导细胞凋亡及谷氨酰胺细胞保护过程中的关系。 技术路线图如下: 图4-1-1细胞损伤及保护相关的技术路线图 据此,设计一个关于细胞损伤与保护研究的具体方案,并绘制其他细胞损伤 和保护的技术路线图。 (复旦大学杨玲)

间点首先观察了缺糖对 PC12 细胞的损伤以及谷氨酰胺对细胞的保护作用，主要 进行了形态学观察以及细胞活力等检测；随后对观察到的现象做进一步的机制探 讨。 已有的研究表明，缺糖可引起细胞凋亡，而谷氨酰胺可以抑制细胞的凋亡。 因而预期观察到的现象应该是在相同的缺糖时间点，损伤组细胞活力明显低于保 护组和正常组；细胞凋亡率明显高于保护组和正常组。细胞在多种应激作用下往 往会启动内源性凋亡通路，引发随后的细胞死亡。细胞色素 c（Cytochrome c, Cyt C）和其他促凋亡因子从线粒体向胞浆的释放是内源性凋亡通路中关键的控制因 素。Bcl-2 家族成员是调节内源性凋亡通路的线粒体上游分子，可以通过控制 Cyt C 的释放影响凋亡的进程。Bax 是 Bcl-2 蛋白家族中的一个促凋亡蛋白，其表达 增加或构象改变后易位到线粒体，促进了线粒体外膜的通透性转换孔的形成和开 放，从而释放出 Cyt C 和凋亡诱导因子，激活内源性细胞凋亡途径。为此进一步 探讨了缺糖诱导细胞凋亡以及谷氨酰胺抑制缺糖诱导细胞凋亡的机制，主要检测 了 Cyt C 的释放以及 Bax 表达和构象改变。已有的研究还表明，多个信号通路 （Ras/Raf/MEK/ERK 通路、PI3K/AKT 通路等）的活化可以作用于 Bcl-2 家族成 员 Bax 从而调控细胞凋亡，因而可通过特异性的通路抑制剂和 WB 技术探讨多 个信号通路与缺糖诱导细胞凋亡及谷氨酰胺细胞保护过程中的关系。 技术路线图如下： 图 4-1-1 细胞损伤及保护相关的技术路线图 据此，设计一个关于细胞损伤与保护研究的具体方案，并绘制其他细胞损伤 和保护的技术路线图。 （复旦大学 杨玲）