盤基網(wǎng)柄菌細(xì)胞分化與凋亡中尿囊酸酶的定位及超微結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、單細(xì)胞真核生物盤基網(wǎng)柄菌(Dictyostelium discoideum)是一種低等原生動(dòng)物，通常情況下以單個(gè)變形蟲(chóng)的形式生活，以細(xì)菌和酵母為食，以二分裂方式繁殖后代，在食物缺乏的情況下，原本獨(dú)立生活的細(xì)胞經(jīng)過(guò)相互聚集形成細(xì)胞丘、蛞蝓體最終成為多細(xì)胞子實(shí)體，這些細(xì)胞也分化成了兩種主要類型的細(xì)胞：支持孢子囊的柄細(xì)胞和包裹在囊中的孢子細(xì)胞。這一過(guò)程就是盤基網(wǎng)柄菌的多細(xì)胞發(fā)育階段。類似于許多高等多細(xì)胞動(dòng)物的胚胎發(fā)育，這一過(guò)程涉及到細(xì)胞的粘連

2、、分化與凋亡等多種生理生化機(jī)制，使得盤基網(wǎng)柄菌成為一種重要的細(xì)胞生物學(xué)模式生物。
　　 雖然盤基網(wǎng)柄菌多細(xì)胞發(fā)育的形態(tài)發(fā)生過(guò)程在過(guò)去的研究中已經(jīng)有了初步的了解，但在這些發(fā)育的細(xì)胞團(tuán)內(nèi)的單個(gè)細(xì)胞所經(jīng)歷的超微結(jié)構(gòu)變化還沒(méi)有更深入的研究。筆者利用透射電鏡技術(shù)觀察了單細(xì)胞生活時(shí)期的盤基網(wǎng)柄菌細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)致密，細(xì)胞核清晰且具有多個(gè)核仁，線粒體數(shù)量豐富且內(nèi)部的嵴發(fā)達(dá)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)緊繞線粒體而分布，脂滴等胞器也大量被觀察

3、到，這說(shuō)明了變形蟲(chóng)時(shí)期的盤基網(wǎng)柄菌進(jìn)行旺盛的代謝活動(dòng)和分泌活動(dòng)；細(xì)胞內(nèi)存在大量的食物泡、溶酶體、髓樣結(jié)構(gòu)等成分，說(shuō)明細(xì)胞具有較大的消化分解能力，為這些生理活動(dòng)提供者充足的營(yíng)養(yǎng)。這些結(jié)構(gòu)的觀察為進(jìn)一步研究多細(xì)胞發(fā)育進(jìn)程中細(xì)胞分化與凋亡的胞內(nèi)的亞顯微結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生機(jī)制和各種信號(hào)蛋白所處的角色提供基礎(chǔ)資料。
　　 利用前人所制備出的多克隆抗體，筆者采用膠體金為標(biāo)記物，通過(guò)免疫電鏡技術(shù)分別處理對(duì)數(shù)期、細(xì)胞聚集、細(xì)胞丘、蛞蝓體、子實(shí)體時(shí)期的

4、盤基網(wǎng)柄菌細(xì)胞，從而在透射電鏡下定位尿囊酸酶在細(xì)胞內(nèi)的亞顯微分布狀況。對(duì)比這幾個(gè)多細(xì)胞發(fā)育時(shí)期內(nèi)尿囊酸酶蛋白的分布區(qū)域及細(xì)胞器的形態(tài)變化發(fā)現(xiàn)，對(duì)數(shù)期細(xì)胞內(nèi)尿囊酸酶主要分布在食物泡內(nèi)，由于早期的研究表明細(xì)菌很有可能表達(dá)尿囊酸酶，推測(cè)這些尿囊酸酶是盤基網(wǎng)柄菌所吞噬的克雷伯氏菌表達(dá)的產(chǎn)物，而在細(xì)胞聚集期細(xì)胞產(chǎn)生的尿囊酸酶主要分布于完整的線粒體及周圍細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，這與Hayashi等對(duì)兩棲類動(dòng)物體內(nèi)尿囊酸酶的研究結(jié)論相一致。到了細(xì)胞丘時(shí)期，尿囊酸酶

5、只特異存在于發(fā)生內(nèi)自噬的線粒體內(nèi)，且僅局限于線粒體因內(nèi)自噬產(chǎn)生的空泡區(qū)域，前人的研究曾表明，這些發(fā)生線粒體內(nèi)自噬的細(xì)胞將分化成前孢子細(xì)胞。隨著前孢子細(xì)胞分化成休眠細(xì)胞的進(jìn)程，尿囊酸酶顆粒在細(xì)胞內(nèi)分布逐漸減少，特別是線粒體內(nèi)幾乎觀察不到尿囊酸酶的存在；與前孢子細(xì)胞不同的是，在即將死亡的柄細(xì)胞內(nèi)，幾乎所有的胞器內(nèi)都能觀察到酶顆粒，一直延續(xù)至柄細(xì)胞凋亡的完成。從中可以看到尿囊酸酶在將發(fā)育成孢子細(xì)胞和柄細(xì)胞兩種類型細(xì)胞內(nèi)的分布位置明顯不同，但與