Tế bào học là gì? Các công bố khoa học về Tế bào học

Một mô hình khảm lỏng được trình bày về tổ chức và cấu trúc thô của các protein và lipid trong màng sinh học. Mô hình này phù hợp với các giới hạn áp đặt bởi nhiệt động lực học. Trong mô hình này, các protein có vai trò quan trọng trong màng là một tập hợp không đồng nhất các phân tử hình cầu, mỗi phân tử được sắp xếp theo cấu trúc amphipathic , tức là, với các nhóm ion và cực mạnh nhô ra khỏi màng vào pha nước, và các nhóm không phân cực chủ yếu bị chôn vùi trong phần nội địa kỵ nước của màng. Các phân tử hình cầu này được lồng một phần trong ma trận phospholipid. Phần lớn phospholipid được tổ chức thành một lớp kép lỏng không liên tục, mặc dù một phần nhỏ của lipid có thể tương tác cụ thể với các protein màng. Do đó, cấu trúc khảm lỏng tương tự về mặt hình thức như một dung dịch có hướng hai chiều của các protein (hoặc lipoprotein) toàn phần trong dung môi lớp lipid phospho nhớt. Các thí nghiệm gần đây với nhiều kỹ thuật khác nhau và nhiều hệ màng khác nhau đều phù hợp với và góp phần bổ sung nhiều chi tiết cho mô hình khảm lỏng. Do đó, có vẻ hợp lý để đề xuất các cơ chế khả dĩ cho các chức năng màng và các hiện tượng do màng trung gian dưới ánh sáng của mô hình. Là ví dụ, các cơ chế có thể khảo nghiệm bằng thực nghiệm đang được đề xuất để giải thích các biến đổi trên bề mặt tế bào trong chuyển hóa ác tính và các hiệu ứng cộng tác thể hiện trong tương tác của màng với các ligand cụ thể.

Ghi chú thêm trong bản in : Kể từ khi bài báo này được viết, chúng tôi đã thu được bằng chứng siêu vi cấu trúc electron rằng các vị trí liên kết concanavalin A trên các màng của virus SV40 biến đổi nguyên bào sợi chuột (tế bào 3T3) có mật độ tập trung nhiều hơn so với các vị trí trên màng tế bào bình thường, như tiên đoán bởi giả thuyết biểu diễn trong Hình 7B. Cũng đã xuất hiện một nghiên cứu của Taylor
et al.
cho thấy các hiệu ứng đáng kể được tạo ra trên bạch cầu lympho khi bổ sung các kháng thể nhắm vào các phân tử miễn dịch bề mặt của chúng. Các kháng thể gây ra sự tái phân bố và ẩm bào của các phân tử miễn dịch bề mặt này, do đó trong khoảng 30 phút ở 37°C, các phân tử miễn dịch bề mặt hoàn toàn bị loại ra khỏi màng. Những hiệu ứng này không xảy ra, tuy nhiên, nếu các kháng thể hoá trị đôi được thay thế bằng các đoạn Fab hoá trị đơn của chúng hoặc nếu các thí nghiệm kháng thể được thực hiện ở 0°C thay vì 3°C. Những kết quả này và các kết quả liên quan khác mạnh mẽ chỉ ra rằng các kháng thể bivalen tạo ra sự tập hợp của các phân tử miễn dịch bề mặt ở cấu trúc mặt phẳng của màng, điều này chỉ xảy ra nếu các phân tử miễn dịch có thể tự do khuếch tán trong màng. Sự tập hợp sau đó kích hoạt ẩm bào các thành phần màng bằng một cơ chế chưa được biết đến. Những biến đổi màng như vậy có thể có tầm quan trọng rất lớn trong việc kích thích phản ứng kháng thể đối với kháng nguyên, cũng như trong các quá trình khác của sự phân hóa tế bào.

Bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) là nguyên nhân chính gây ra bệnh gan trên toàn thế giới. Chúng tôi đã ước lượng tỉ lệ hiện mắc, phát sinh, tiến triển và kết quả của NAFLD và viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH) trên toàn cầu. PubMed/MEDLINE đã được tìm kiếm từ năm 1989 đến 2015 với các thuật ngữ liên quan đến dịch tễ học và tiến triển của NAFLD. Các trường hợp loại trừ bao gồm các nhóm bị lựa chọn (các nghiên cứu chỉ bao gồm người béo phì hoặc tiểu đường hoặc trẻ em) và không có dữ liệu về tiêu thụ rượu hoặc các bệnh gan khác. Tỉ lệ phát sinh của ung thư biểu mô tế bào gan (HCC), xơ gan, tử vong chung và tử vong liên quan đến gan đều được xác định. NASH yêu cầu chẩn đoán bằng mô học. Tất cả các nghiên cứu đã được ba nhà điều tra độc lập rà soát. Phân tích được phân tầng theo khu vực, kỹ thuật chẩn đoán, chỉ định sinh thiết và dân số nghiên cứu. Chúng tôi sử dụng mô hình các tác động ngẫu nhiên để cung cấp các ước lượng điểm (khoảng tin cậy 95% [CI]) về tỉ lệ hiện mắc, phát sinh, tỉ lệ tử vong và tỉ lệ phát sinh, đồng thời mối liên hệ phân tích theo nhóm con để giải thích dị biệt. Trong số 729 nghiên cứu, có 86 nghiên cứu được bao gồm với cỡ mẫu 8.515.431 từ 22 quốc gia. Tỉ lệ hiện mắc NAFLD toàn cầu là 25,24% (CI 95%: 22,10-28,65), với tỉ lệ cao nhất ở Trung Đông và Nam Mỹ và thấp nhất ở Châu Phi. Các bệnh đồng mắc chuyển hóa liên quan đến NAFLD bao gồm béo phì (51,34%; CI 95%: 41,38-61,20), đái tháo đường loại 2 (22,51%; CI 95%: 17,92-27,89), rối loạn mỡ máu (69,16%; CI 95%: 49,91-83,46), tăng huyết áp (39,34%; CI 95%: 33,15-45,88), và hội chứng chuyển hóa (42,54%; CI 95%: 30,06-56,05). Tỉ lệ tiến triển xơ hóa và tốc độ tiến triển trung bình hàng năm trong NASH lần lượt là 40,76% (CI 95%: 34,69-47,13) và 0,09 (CI 95%: 0,06-0,12). Tỉ lệ phát sinh HCC trong số bệnh nhân NAFLD là 0,44 trên 1.000 người-năm (phạm vi, 0,29-0,66). Tử vong do gan và tử vong chung trong NAFLD và NASH lần lượt là 0,77 trên 1.000 (phạm vi, 0,33-1,77) và 11,77 trên 1.000 người-năm (phạm vi, 7,10-19,53) và 15,44 trên 1.000 (phạm vi, 11,72-20,34) và 25,56 trên 1.000 người-năm (phạm vi, 6,29-103,80). Tỉ lệ rủi ro phát sinh đối với tử vong do gan và tử vong chung cho NAFLD lần lượt là 1,94 (phạm vi, 1,28-2,92) và 1,05 (phạm vi, 0,70-1,56). Kết luận: Khi đại dịch béo phì toàn cầu thúc đẩy các tình trạng chuyển hóa, gánh nặng lâm sàng và kinh tế của NAFLD sẽ trở nên to lớn. (Hepatology 2016;64:73–84)

Các chấm lượng tử bán dẫn phát quang động cao (zinc sulfide–bọc kẽm selenide) đã được liên kết cộng hóa trị với các phân tử sinh học để sử dụng trong phát hiện sinh học siêu nhạy. So với các thuốc nhuộm hữu cơ như rhodamine, loại chất phát quang này sáng hơn 20 lần, ổn định chống lại hiện tượng phai màu quang 100 lần và có độ rộng đường quang phổ chỉ bằng một phần ba. Các chất liên hợp kích thước nanometers này có khả năng hòa tan trong nước và tương thích sinh học. Các chấm lượng tử được gắn nhãn với protein transferrin đã trải qua quá trình nhập bào được điều tiết bởi thụ thể trong các tế bào HeLa nuôi cấy, và những chấm lượng tử đó được gắn với các immunomolecules nhận biết các kháng thể hoặc kháng nguyên cụ thể.

Các tế bào T lymphocyte CD2+ thu nhận từ người cho tế bào trung mô tủy xương (BMSCs) hoặc một bên thứ ba đã được nuôi cấy trong các phản ứng lymphocyte hỗn hợp (MLRs) với các tế bào trình diện kháng nguyên dị hợp huyết (DCs) hoặc các lymphocyte máu ngoại vi (PBLs). Khi các BMSCs tự thân hoặc đồng loại được bổ sung vào các tế bào T bị kích thích bởi DCs hoặc PBLs, có sự giảm thiểu rõ rệt và theo liều lượng về sự sinh sản tế bào T, dao động từ 60% ± 5% đến 98% ± 1%. Tương tự, việc bổ sung BMSCs vào các tế bào T bị kích thích bởi các tác nhân polyclonal đã dẫn đến ức chế 65% ± 5% (P = .0001) sự sinh sản. Sự ức chế tế bào T do BMSCs gây ra vẫn còn rõ ràng khi BMSCs được bổ sung vào môi trường nuôi cấy muộn nhất là 5 ngày sau khi bắt đầu MLRs. Các tế bào T bị ức chế bởi BMSCs không bị chết theo chương trình và có khả năng sinh sản hiệu quả khi được kích thích lại. BMSCs đã ức chế đáng kể cả tế bào T CD4+ và CD8+ (65% ± 5%, [P = .0005] và 75% ± 15% [P = .0005], tương ứng). Các thí nghiệm Transwell, trong đó ngăn chặn sự tiếp xúc tế bào-tế bào giữa BMSCs và các tế bào hiệu ứng, đã dẫn đến sự ức chế đáng kể sự sinh sản của T-lymphocyte, cho thấy rằng các yếu tố hòa tan đã tham gia vào hiện tượng này. Bằng cách sử dụng các kháng thể đơn dòng trung hòa, yếu tố tăng trưởng biến đổi β1 và yếu tố tăng trưởng tế bào gan đã được xác định là các tác nhân trung gian của hiệu ứng BMSC. Tóm lại, dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng (1) BMSCs tự thân hoặc đồng loại mạnh mẽ ức chế sự sinh sản T-lymphocyte, (2) hiện tượng này được kích hoạt bởi cả tác nhân tế bào cũng như các kích thích mitogen không đặc hiệu không có sự hạn chế miễn dịch, và (3) sự ức chế tế bào T không phải do sự kích thích quá trình chết theo chương trình và có khả năng do sự sản xuất các yếu tố hòa tan.

Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về các nguyên lý vật lý cơ bản liên quan đến hoạt động của các tế bào quang điện heterojunction đơn và đa, được chế tạo bằng cách bay hơi chân không từ các màng mỏng hữu cơ trọng lượng phân tử nhỏ. Đối với các tế bào heterojunction đơn, chúng tôi nhận thấy rằng nhu cầu tiếp xúc trực tiếp giữa điện cực đã bám và các hợp chất hữu cơ hoạt động dẫn đến sự tiêu tán của các exciton. Một kiến trúc thiết bị cải tiến, heterojunction đôi, được chứng minh là có khả năng giới hạn các exciton trong các lớp hoạt tính, cho phép đạt được hiệu suất nội bộ cao hơn đáng kể. Một phân tích quang học và điện đầy đủ về kiến trúc heterostructure đôi dẫn đến thiết kế tế bào tối ưu dựa trên các đặc tính quang học và chiều dài khuếch tán exciton của các vật liệu quang hoạt. Khi kết hợp heterostructure đôi với các sơ đồ bắt sáng mới, các thiết bị có hiệu suất bên ngoài gần đạt được hiệu suất nội bộ của chúng. Khi áp dụng cho một tế bào quang điện hữu cơ với hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 1,0%±0,1% dưới ánh sáng 1 mặt trời AM1.5, các thiết bị đã được báo cáo có hiệu suất chuyển đổi năng lượng bên ngoài là 2,4%±0,3%. Hơn nữa, chúng tôi cho thấy rằng bằng cách sử dụng các vật liệu có chiều dài khuếch tán exciton mở rộng LD, các tế bào quang điện heterojunction đôi có hiệu suất cao được thu được, ngay cả khi không có hình học bắt sáng. Khi sử dụng C60 làm vật liệu chấp nhận, hiệu suất chuyển đổi năng lượng bên ngoài của heterostructure đôi đạt 3,6%±0,4% dưới ánh sáng 1 mặt trời AM1.5. Việc xếp chồng các thiết bị heterojunction đơn dẫn đến các cấu trúc quang điện và cảm biến quang học heterojunction mỏng nhiều lớp. Các tế bào quang điện mỏng hai lớp có thể được xếp chồng với các lớp Ag siêu mỏng (∼5 Å), ngắt quãng giữa các tế bào liền kề phục vụ như các vị trí tái kết hợp hiệu quả cho electron và lỗ tạo ra trong các tế bào lân cận. Các tế bào xếp chồng như vậy có điện áp mạch hở gấp n lần điện áp của một tế bào đơn lẻ, trong đó n là số lượng tế bào trong chồng. Trong các cấu trúc tối ưu, dòng photocurrent ngắn mạch vẫn gần như không đổi khi xếp chồng các tế bào mỏng, dẫn đến các hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn có thể đạt được, như được xác nhận bởi mô hình hóa các hiệu ứng giao thoa quang học và di chuyển exciton. Hiệu suất năng lượng 2,5%±0,3% dưới điều kiện ánh sáng 100 mW/cm2 AM1.5 đạt được bằng cách xếp chồng hai thiết bị có hiệu suất khoảng 1%. Ngoài ra, khi các lớp tiếp xúc giữa các tế bào chồng được loại bỏ, một cấu trúc đa lớp bao gồm các màng vật liệu cho và chấp nhận được thu được. Do độ dày của các lớp riêng lẻ (∼5 Å) nhỏ hơn đáng kể so với chiều dài khuếch tán exciton, gần như 100% exciton phát quang được phân tán, và các điện tích tự do thu được được phát hiện. Hơn nữa, các lớp hữu cơ siêu mỏng tạo điều kiện cho sự vận chuyển electron và lỗ qua chồng đa lớp nhờ vào hiện tượng đường hầm. Khi những thiết bị này được hoạt động như cảm biến quang trong các trường điện áp lớn hơn >106 V/cm, hiệu suất thu thập bề mặt đạt tới 80%, dẫn đến các hiệu suất lượng tử bên ngoài đạt 75%±1% trong toàn bộ phổ nhìn thấy ở các tế bào chứa các lớp mỏng nhất. Chúng tôi nhận thấy rằng do quá trình đường hầm của các mang tải nhanh, phản ứng tạm thời của các cảm biến đa lớp này là một phép đo trực tiếp về động lực học exciton. Thời gian phản ứng đạt 720±50 ps, dẫn đến băng thông 3 dB đạt 430±30 MHz. Một tóm tắt các kết quả đại diện thu được cho cả tế bào quang điện polymer và phân tử nhỏ cùng các cảm biến quang cũng được bao gồm trong tổng quan này. Triển vọng cho những cải tiến thêm trong các tế bào quang điện hữu cơ và cảm biến quang được xem xét.

Hệ thống nuôi cấy lỏng được mô tả nhằm duy trì sự gia tăng tế bào gốc huyết học (CFU‐S), sản xuất tế bào tiền thân hạt (CFU‐C), và quá trình tạo hạt rộng rãi có thể được duy trì in vitro trong vài tháng. Những văn hóa này bao gồm các quần thể tế bào dính và không dính. Quần thể dính chứa các tế bào đơn nhân thực bào, các tế bào “biểu mô”, và các tế bào “mỡ khổng lồ”. Các tế bào sau có vẻ đặc biệt quan trọng cho việc duy trì tế bào gốc và hơn nữa, có xu hướng mạnh mẽ cho các tế bào hạt trưởng thành chọn lọc tụ tập ở và xung quanh các khu vực của sự tập trung tế bào “mỡ khổng lồ”. Bằng cách “nuôi dưỡng” các văn hóa ở các khoảng thời gian hàng tuần, giữa 10 đến 15 “sự gấp đôi quần thể” của CFU‐S hoạt động bình thường thường xuyên xảy ra. Sự gia tăng “gấp đôi quần thể” có thể đạt được bằng cách nuôi dưỡng hai lần mỗi tuần. Các văn hóa cho thấy quá trình tạo hạt rộng rãi ban đầu theo sau, trong đa số các trường hợp, là sự tích lũy của các tế bào blast. Cuối cùng cả tế bào blast và tế bào hạt đều giảm và các văn hóa chủ yếu chứa các tế bào đơn nhân thực bào.

Nuôi cấy ở 33°C dẫn đến sự phát triển phong phú hơn của các tế bào dính và các văn hóa này cho thấy khả năng duy trì tế bào gốc tốt hơn và mật độ tế bào tăng.

Khi được thử nghiệm về hoạt động kích thích thuộc địa (CSA), các văn hóa đều có kết quả âm tính. Thêm CSA ngoại sinh gây ra sự suy giảm nhanh chóng của tế bào gốc, giảm quá trình tạo hạt và sự tích lũy của các tế bào đơn nhân thực bào.

Bài tổng quan này mô tả nhiều phương pháp để nhận diện và phân biệt giữa hai cơ chế chết tế bào khác nhau, apoptosis và hoại tử. Đa phần các phương pháp này đã được áp dụng trong các nghiên cứu về apoptosis trong dòng tế bào bạch cầu HL-60 của người bị kích hoạt bởi các chất ức chế DNA topoizomeras I hoặc II, và trong các tế bào tuyến ức của chuột bởi cả chất ức chế topoizomeras hoặc prednisolone. Trong hầu hết các trường hợp, apoptosis chọn lọc đối với tế bào trong pha nhất định của chu kỳ tế bào: chỉ tế bào HL-60 pha S và tế bào tuyến ức G₀ bị ảnh hưởng chính. Hoại tử được kích hoạt bởi nồng độ quá cao của những loại thuốc này. Các đặc điểm tế bào sau đây đã được xác định có ích trong việc nhận diện kiểu chết tế bào: (a) Sự kích hoạt endonuclease trong tế bào apoptosis dẫn đến việc chiết xuất DNA có trọng lượng phân tử thấp sau khi tế bào bị thẩm thấu, dẫn đến giảm khả năng nhuộm bằng các fluoroquinone đặc hiệu với DNA. Đo hàm lượng DNA giúp nhận diện tế bào apoptosis và phát hiện được pha đặc hiệu của chu kỳ tế bào liên quan đến tiến trình apoptosis. (b) Tính toàn vẹn màng tế bào, mất trong tế bào hoại tử nhưng không mất trong tế bào apoptosis, đã được thăm dò bằng cách loại trừ iodua propidium (PI). Sự kết hợp giữa PI và Hoechst 33342 tỏ ra là một đầu dò tuyệt vời để phân biệt các tế bào sống, hoại tử, apoptosis sớm và muộn. (c) Điện thế xuyên màng ty thể, đo thông qua khả năng giữ rhodamine 123 được giữ nguyên trong tế bào apoptosis nhưng không trong tế bào hoại tử. (d) Bơm proton lysosome phụ thuộc vào ATP, thử nghiệm thông qua khả năng hút acridine orange (AO) trong môi trường sống, cũng được giữ nguyên trong tế bào apoptosis nhưng không trong tế bào hoại tử. (e) Phân tích bivariate của tế bào được nhuộm DNA và protein tiết lộ giảm đáng kể hàm lượng protein trong tế bào apoptosis, có lẽ do sự kích hoạt của protease nội sinh. Tế bào hoại tử, có màng bị rò, có hàm lượng protein tối thiểu. (f) Nhuộm RNA cho phép phân biệt giữa tế bào G₀ và G₁ và như vậy có thể chứng minh rằng apoptosis lựa chọn tế bào tuyến ức G₀. (g) Sự giảm trong tán xạ ánh sáng phía trước, được đi kèm bởi hoặc không có thay đổi (tế bào HL-60) hoặc tăng (tế bào tuyến ức) của tán xạ góc phải, là những thay đổi sớm trong apoptosis. (h) Độ nhạy của DNA in situ đối với sự suy thoái, tăng trong tế bào apoptosis và tế bào hoại tử. Đặc điểm này, được thăm dò bằng cách nhuộm với AO ở pH thấp, cung cấp một thử nghiệm nhạy cảm và sớm để phân biệt giữa các tế bào sống, tế bào apoptosis và tế bào hoại tử, cũng như để đánh giá đặc điểm pha chu kỳ tế bào của các tiến trình này. (i) Phương pháp chuyển dịch nick in situ sử dụng triphospohonucloside gắn nhãn có thể được sử dụng để tiết lộ đứt gãy sợi DNA, để phát hiện giai đoạn rất sớm của apoptosis. Dữ liệu cho thấy rằng lưu lượng tế bào học có thể được áp dụng trong nghiên cứu cơ bản về cơ chế sinh hóa và phân tử của apoptosis, cũng như trong lâm sàng nơi khả năng theo dõi các dấu hiệu sớm của apoptosis trong các mẫu từ các khối u của bệnh nhân có thể dự đoán kết quả của một số phác đồ điều trị. © 1992 Wiley-Liss, Inc.

Một nhóm các tế bào nội tiết xem ra không liên quan, một số nằm trong các tuyến nội tiết, số khác trong các mô không phải nội tiết, chia sẻ một số đặc điểm về hóa sinh và cấu trúc siêu vi. Những đặc điểm này, từ bốn chữ cái đầu tiên mà từ APUD được phát sinh, chỉ ra việc có chung một mô hình trao đổi chất và các cơ chế tổng hợp, lưu trữ và bài tiết chung. Có giả thuyết rằng các đặc điểm khác nhau phản ánh việc sản xuất và lưu trữ protein tiền hormone có dạng xoắn ngẫu nhiên chủ yếu. Có thể có một số giải thích cho các đặc điểm APUD, nhưng nếu thực sự các tế bào này có chung một tổ tiên thì ứng cử viên khả thi duy nhất là tế bào chóp thần kinh.

Các tế bào gốc trung mô (MSCs) thu được từ tủy xương người trưởng thành là những tế bào đa năng đang được nghiên cứu sâu rộng trong y học tái sinh. Ngoài ra, MSCs còn sở hữu các đặc tính điều chỉnh miễn dịch với tiềm năng điều trị để ngăn ngừa bệnh ghép chống chủ (GvHD) trong chuyển giao tế bào huyết học đồng loại. Thực tế, MSCs có thể ức chế chức năng của tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK), điều chỉnh quá trình trưởng thành của tế bào đuôi gai, và ức chế phản ứng của tế bào T đồng loại. Ở đây, chúng tôi báo cáo rằng phân tử kháng nguyên bạch cầu người không cổ điển (HLA) lớp I HLA-G chịu trách nhiệm cho các đặc tính điều chỉnh miễn dịch của MSCs. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy MSCs tiết ra isoform hòa tan HLA-G5 và sự tiết này phụ thuộc vào interleukin-10. Hơn nữa, sự tiếp xúc giữa MSCs và tế bào T đã được kích thích đồng loại là cần thiết để đạt được sự tiết HLA-G5 đầy đủ và do đó, sự điều chỉnh miễn dịch hoàn chỉnh từ MSCs. Các thí nghiệm chặn sử dụng kháng thể chống HLA-G trung hòa cho thấy HLA-G5 đóng góp đầu tiên vào việc ức chế sự phát triển của tế bào T đồng loại và sau đó là sự mở rộng của các tế bào T điều hòa CD4+CD25highFOXP3+. Thêm vào đó, chúng tôi chứng minh rằng ngoài tác động lên hệ miễn dịch thích ứng, MSCs, thông qua HLA-G5, ảnh hưởng đến miễn dịch bẩm sinh bằng cách ức chế cả hai quá trình khử tế bào do tế bào NK và sự tiết interferon-γ. Kết quả của chúng tôi cung cấp bằng chứng rằng HLA-G5 được tiết ra từ MSCs là rất quan trọng cho các chức năng ức chế của MSCs và nên góp phần cải thiện các thử nghiệm lâm sàng điều trị sử dụng MSCs để ngăn ngừa GvHD.

Các tiết lộ về các xung đột lợi ích tiềm ẩn được tìm thấy ở cuối bài báo này.