单细胞生物起源(6篇)

时间：2024-05-16 来源：

单细胞生物起源篇1

减数分裂内容是高中生物教学的重点和难点，它是遗传三大规律的细胞学基础，也是高考命题的关注点。由于本部分内容经常结合图形考查，具有综合性强、思维跨度大的特点，能充分体现高考的能力考查，因而成为高考命题的热点。而不少学生在解答相关习题时，感觉无从下手。确实减数分裂这部分知识点较多，且易混淆，导致学生没有信心学习。如何将减数分裂知识简单化，从而提高课堂效率这已成为师生共同追求的目标。笔者发现考查减数分裂的问题不外乎两种情况：一是细胞分裂图；二是曲线图。下面就细胞分裂图方面不断探索、实践，总结了一套相关的复习方法。

首先绘制三幅图（图1），设置一系列问题，要求学生回答（针对二倍体雄性生物）。

染色体数、、；DNA数、

、；姐妹染色单体数、、

；

同源染色体对数（哪几对）、、；染色体组数（哪几组）、、；

有无同源染色体的特殊行为（什么行为）、

、；细胞分裂时期、、

；

该细胞名称、、；产生的子细胞名称、、。

要解决上述一系列问题，首先，必须明确染色体、DNA、姐妹染色单体的数量关系。

高中教学中细胞中染色体的数目是以染色体着丝粒的数目来确定的，与一个着丝粒上是否含有姐妹染色单体无关。一般情况下，一条染色体上含有一个DNA，但当染色体复制后每条染色体上就含有两个DNA了，复制的结果是出现了姐妹染色单体，但这两条姐妹染色单体仍连在同一着丝粒上，因此依然是一条染色体；而当着丝粒一分为二后，姐妹染色单体就消失了，成为了两条染色体，每条染色体又恢复为含1个DNA（图2）。

第二，区分同源染色体与染色体组。

同源染色体是这部分内容中最重要的概念，也是教学的最大难点之一。学生很难理解关于同源染色体“一条来自母方，一条来自父方”的含义。因此，在首次讲到这一概念时，可暂时不提这一点，仅强调“形状、大小一般相同”；在讲过受精作用后可以说明，受精过程形成受精卵，其中形状大小相同的两条染色体，一条来自母方（卵细胞），一条来自父方（），是一对同源染色体。对于二倍体生物而言，个体发育的起点是受精卵，体细胞是受精卵经过有丝分裂、细胞分化形成的，每个体细胞中染色体的情况与受精卵完全相同，因此体细胞中也有成对的同源染色体。

当这些内容都熟悉了以后，判断同源染色体就简单了。简单的判断依据是：①大小（长度）、形状（着丝粒的位置）相同；②来源（颜色）不同。

染色体组的概念就更加复杂了，苏教版中仅仅说“自然界中的生物大多是二倍体，它们的配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组”，对染色体组概念的阐述较模糊，而旧的人教版对染色体组概念的描述则较清晰：“细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。”通过这个概念的描述，知道一个染色体组中是没有同源染色体的。因此在图像中判断染色体组数时，只要看大小、形状相同的染色体有几条，就有几个染色体组，不需要考虑来源是否相同，这是与判断同源染色体的一个区别。

当学生会判断了同源染色体及染色体组后，还要能识别图像中有几对同源染色体、几个染色体组以及是哪几对、哪几组。当完成了这些问题，学生对同源染色体以及染色体组概念就基本清楚了。课堂效率大大提高，学生印象深刻，复习效果好。

第三、判断细胞分裂时期图。

在相关考题中，经常出现几副图，考查图所处的分裂时期。以二倍体生物为例，讲一讲相关判断方法。首先看有没有同源染色体，若无同源染色体，则为减数第二次分裂，若有同源染色体，则为有丝分裂或减数第一次分裂；此时再看有无同源染色体的特殊行为，若有，则为减数第一次分裂，若无，则为有丝分裂。

那么，什么是同源染色体的特殊行为呢？其实，只要符合“同源染色体联会、配对、形成四分体，同源染色体排列在赤道板两侧以及同源染色体分离、非同源染色体自由组合”其中的一项，就属于同源染色体的特殊行为。当判断出细胞分裂方式之后，再根据染色体在细胞中的形态、位置以及数目判断出所处的具体时期。减数第一次分裂很好判断，而学生经常混淆减数第二次分裂和有丝分裂，那是因为减数第二次分裂和有丝分裂过程中染色体的行为一样，前期都是染色体散乱分布在细胞中，中期都是着丝粒排列在赤道板上，后期都是着丝粒一分为二。而在判断细胞分裂方式时，往往只依据染色体的行为就可以判断出分裂时期，但在有的情况下仅看行为是不行的，如学生在判断减数第二次分裂和有丝分裂时只考虑染色体的行为，就容易出错。所以在判断分裂时期时，应先判断细胞分裂方式，再判断时期，这样就不会出错了。当学生掌握了做题技巧，就能激发学习的兴趣，从而有效提高复习效率。

第四、有关细胞的名称问题。

细胞分裂过程中有关细胞的名称问题也是学生容易出错的。其实判断方法很简单。假如细胞进行的是有丝分裂，无论处于何种时期，该细胞一般就是体细胞，所产生的子细胞也是体细胞；若进行的是减数分裂，由于生物性别不同，相关细胞名称的叫法也不同，因此首先要判断雌雄。而判断雌雄一般是根据减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期判断的，关键是看细胞质是否均等分裂，若不均等分裂，必为雌性；若均等分裂，又分两种情况，若是减数第一次分裂后期，必为雄性，若是减数第二次分裂后期，则雌雄均有可能，这种情况下再根据题目中相关信息来判断。以雄性动物为例，减数第一次分裂的前、中、后期的细胞均叫初级精母细胞，减数第一次分裂直接形成的子细胞叫次级精母细胞；减数第二次分裂的前、中、后期的细胞均叫次级精母细胞，减数第二次分裂形成的子细胞叫精细胞，精细胞变形后才能形成。这样就将复杂的问题简单化了，提高了复习的效率。

单细胞生物起源篇2

血管内皮祖细胞(endothelialprogenitorcells，EPCs)是一类能分化为成熟血管内皮细胞的前体细胞，不仅参与人胚胎血管生成，同时也参与出生后血管新生和内皮损伤后的修复过程。大量的研究显示，动员和移植的EPCs可提高缺血组织的血管新生能力，促进损伤血管的修复和再内皮化，这为治疗以坏死性血管炎为主要病理改变的一类疾病带来了新的希望。因此EPCs已成为目前的研究热点之一，本文就血管内皮祖细胞与血管新生的关系及其在治疗性血管新生中应用的研究进展作一综述。

1内皮祖细胞的来源

内皮祖细胞（EPCs）是近年来研究较多的一类细胞。1997年Asahara等［1］首次从成人外周血单个核细胞中分离得至CD34+细胞，因其在体外可向内皮表型细胞分化，表达内皮细胞标志物并且参与血管形成，故将此命名为EPCs。EPCs也叫成血管细胞，是一种多能干细胞，能循环、增殖并分化为成熟血管内皮细胞的前体细胞，缺乏成熟内皮细胞的特征性表型，不能形成管腔样结构。EPCs起源于胚外中胚层卵黄囊血岛，由位于血岛外层的造血/成血管细胞（又称原血干细胞，是造血干细胞和内皮祖细胞的共同起源）分化发育而来。目前，许多研究证明，EPCs在成人外周血，人脐带静脉血和骨髓中均有分布，且人外周血、脐带血的EPCs均来自于骨髓。EPCS的来源还有多潜能成体祖细胞(multipotentadultprogenitorcells，MAPCs)、骨骼肌［2］。Lin等［3］发现骨髓来源的EPCs增殖能力明显高于成熟循环内皮细胞，两者体外扩增能力之比为50:1。在骨髓内EPCs与造血干细胞和骨髓基质细胞之间存在着密切联系，造血干细胞和骨髓基质细胞可影响EPCs的发育、增殖、动员和迁移。Murahara等［4］用免疫磁珠分离法从脐血中成功地分离出EPCs，这些细胞经培养可以摄取as-LDL，释放NO，表达VE-cadherin、CD31和vWF。在体外扩增后回输到裸鼠肢体缺血模型，发现EPCs参与了缺血局部新生毛细血管的形成，因此脐血可成为EPCs研究的细胞来源。Gehling等［5］从G-CSF动员的外周血中分离到CDl33+细胞，在VEGF和干细胞生长因子的诱导下形成了内皮细胞。

Zengin等［6］研究发现在成人几乎各个脏器的大中血管的平滑肌和外膜之间存在一个“血管发生区域”，该区域中也存在着CD34+、VEGFR-2+的EPC，并且有少部分细胞为CD45+。该区域可能是出生后血管发生的源泉，且与肿瘤的血管生成有关。

2EPCs的表面标记

由于EPCs与造血细胞(hematopoieticstemcells，HSCs)有着共同的起源，所以它们具有许多共同的表面标记，如CD34、CD133、VEGFR-2、Eph等；EPCs进一步分化为成熟内皮细胞，两者都表达内皮细胞特异性的表面标志，包括VEGFR-2、Tie-1、Tie-2和VE-cadherin［7］。这些相同的表面标记使EPCs的分选变得非常困难，其中有3个最重要的表面标志：CD34、CD133、VEGFR-2。一般将CD34+／CD133+／KDR(VEGFR-2+或Flk-l+)的细胞定义为EPCs。有研究表明，同时表达CD133、VEGFR-2和CD34的细胞具有迁移并分化为成熟内皮细胞的能力，能够促进出生后的血管形成。

CD34是一种白细胞分化抗原，它选择性地表达在造血前体细胞、血管内皮细胞、间质前体细胞和各种问质肿瘤细胞中，是骨髓、外周血和脐血中HSCs的主要标志，可同时识别出包括HSCs、EPCs和成熟内皮细胞的混合细胞群。从外周血中分离出的CD34细胞在体外能够向内皮细胞分化，在体内能够促进新生血管形成，因此，这些细胞可能大多数为EPCs。但是，近来研究发现，CD34-细胞群体中也含有EPCs［8］，这使得用CD34来富集EPCs的方法受到挑战。

CD133(又称AC133)是存在于人细胞表面的糖蛋白，相对分子质量为120000的糖基化多肽，含有5个跨膜结构域，包括膜外的N端及胞浆内C残端，选择性地在人类胎肝、骨髓和血液来源的CD34+造血干／祖细胞上表达，在向成熟的内皮细胞分化过程中其数量迅速减少，在成熟血管内皮细胞上未见CD133的表达。因此，它可作为用于区别成熟内皮细胞和EPCs的分子标记，是目前分离EPCs最常用的表面标志

血管内皮生长因子受体-2(vascularendothelialgrowthfactorreceptor-2，VEGFR-2)即鼠的胎肝激酶1(fetalliverkinase，Flk-1)和人的含有激酸插入区域的受体是在胚胎干细胞向内皮细胞分化过程中最早表达的内皮标志［9］，也可以作为EPCs高富集的分子标记。循环中的EPCs表达干/前体标记物，如CD34或VEGFR-2，但无CDl33，同时开始表达内皮系的特殊标记物，如VE粘钙蛋白或E-选择蛋白。VEGFR-2和VE粘钙蛋白被认为是EPCs区别于HSCs的标志［10］。

通过对EPCs表面标记物的识别，我们可以对EPCs进行分离、培养。目前最经典的EPCs体外培养方法是从骨髓或外周血中分离出单个核细胞，或直接分离出表达CD34、CDl33和VEGFR-2的单个核细胞，接种在纤维连接蛋白包被的平皿表面，加入VEGFR-2等促内皮生长因子和胎牛血清培养基，培养4~7天后就能形成内皮细胞集落(endothelialcellcolony-formingunit，CFU-EC)，其形态特点是以许多小圆形细胞分布为中心，周围放射状分布着大量的纺锤形状的内皮细胞，对这些细胞分析可发现它们能表达CD31、KDR、CDl44、VE-cadherin、vWF等血管内皮细胞所特有的细胞表面标记。

3EPCs的影响因素

正常情况下，骨髓中EPCs处于休眠状态，在很多刺激因素作用下动员到体循环，导致外周循环血中EPCs的数量增加，并迁移到特定的位点分化增生，形成内皮细胞并促进血管发生。目前已证实对EPCs有动员作用的因素包括生长因子：VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(basicfibroblastgrowthfactor，bFGF)、胎盘生长因子(placentagrowthfactor，P1-GF)、促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)等；致炎细胞因子：粒-巨噬细胞集落刺激因子(macrophagecolonystimulatingfactor，GM-CSF)、白细胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、基质细胞衍生因子(stromacellderivationfactor-1，SDF-1)；药物和激素：他汀类药物、血管紧张素转化酶抑制剂、雌激素等；机体某些生理或病理状态：组织缺血、不稳定型心绞痛、急性心肌梗死时外周血中EPCs迅速增加。Satoh等［11］在低氧5周的大鼠中发现他汀类药物通过抑制SDF-la/CXCR4和ICAM-1/CDl8途径减少骨髓来源的EPCs的动员及归巢。不少文献己证实，EPCs在VEGF或缺血刺激下确可分化为成熟内皮细胞，它在体内具有明显的内皮修复和促血管新生作用［12］。Urao等［13］证实EPO可诱导EPCsAkt/eNOS磷酸化和NO合成，增加EPCs的动员而抑制损伤动脉的内膜增生。此外，体育锻炼［14］和磁场［15］也可以使外周循环中EPCs的数量增加。相反，在糖尿病、吸烟、高脂血症、老龄化、冠心病［16］等状态下，外周血中EPCs的数量减少，EPCs的分化、迁移、黏附及形成血管能力也显著下降。

4EPCs与血管新生

血管新生(neovasculorization)包括两个基本过程：即血管发生(vasculogenesis)和血管生成(angiogcnesis)。血管发生是指内皮前体细胞，即成血管细胞分化成内皮细胞从头形成原始血管网的过程。血管生成是指从已存在的血管长出新毛细血管的过程。胚胎时期机体通过血管发生和血管生成两个过程形成新血管，成年后新血管生成起先被认为是由血管生成的机制所构成，由预先存在的内皮祖细胞增生和迁移所控制，但通过对外周血EPCs的观察和研究，人们对于生后新血管生成的理解有了新的认识，即不仅存在血管生成，也包括血管发生。实际上，在组织因供血障碍导致缺血缺氧的情况下，上述不同类型的血管新生都有可能发生，但可能以某种形式为主。这一理论，已在临床中得到证实，将自体干细胞植入缺血的肢体，可促进局部血管生成。

血栓的机化和再通过程是个动态而复杂的过程，由其微环境决定。近年来发现EPCs在这个过程中发挥着很大的作用，Striring等［17］用一个不可渗透膜把栓子和血管壁隔开，栓子中的裂隙同样有内皮细胞贴附，机化同样会发生。从而说明血栓的再通中，内皮细胞不仅仅是从自血管壁上迁移而来，可能还来自循环血液中的EPCs。

EPCs通过下列可能的机制参与新生血管生成和内皮细胞更新。(1)整合(incorporation)机制：研究表明［18-19］将体外标记的EPCs移植到缺血或血管内膜剥离动物模型后，可在缺血组织新生血管壁内或再生的血管内皮层检测到标记物及CD34双阳性细胞。加上上述细胞在血管生成的培养条件下，具有向内皮细胞定向分化的能力。因此，人们推测归巢于缺血组织的EPCs，在VEGF等细胞因子的作用下，能够直接整合至生成中的新生血管壁内，并增殖分化为成熟血管内皮细胞，参与新生血管的形成。同样，归巢于与损伤血管内膜的EPCs，在局部微环境的作用下，分化为血管内皮细胞，参与损伤血管内膜的再生。(2)融合(fusion)机制：很久以前，人们就发现单核细胞和巨噬细胞具有自发融合、形成多核巨噬细胞的能力。最近几个研究表明，成体干细胞与胚胎干细胞共同培养具有融合倾向，且融合细胞表现为全能分化特性［20］。一些学者认为在缺血组织新生血管壁内观察到的供体源性且表达CD34的细胞极有可能为EPCs与局部血管内皮细胞融合的结果。(3)旁分泌(paracrine)机制：无论为整合机制还是融合机制，在缺血组织中EPCs的整合率或融合率均是非常低的。但EPEs移植后，却能显著地增加新生血管的数目、促进损伤血管的再内皮化。其原因可能为EPCs除通过上述机制起作用外，还以旁分泌的形式影响着局部血管生成因子的释放。研究表明，体外培养的EPCs具有分泌VEGF、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子(IGF-1)的能力；HSC可以表达VEGF、Ang-1的Mrna；骨髓单个核细胞能够释放VEGF和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)。因此，移植体内的EPCs也可通过释放细胞因子的途径，促进成熟血管内皮细胞的增殖、迁移，增强成体血管生成的经典途径血管形成的能力。

5问题和展望

目前，干细胞研究是生物医学领域研究的热点之一。EPCs与血管新生的关系展现了其潜在的治疗价值，在缺血疾病、生物工程材料等方面有广泛的研究应用前景。但是关于EPCs的研究还有不少问题有待解决，如EPCs的细胞表面标志尚未完全明确，分离、鉴定和培养方法的标准化，EPCs动员、分化、归巢的机理，EPCs促血管新生和内皮修复作用的分子机制等，这些都需要长期而深入的研究。

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单细胞生物起源篇3

AS的形成、发展中，免疫机制日益得到广泛重视。多种参与免疫反应的细胞和分子构成了错综复杂的相互协同、相互影响的免疫机制，促进AS的发生、发展。本文将从构成AS免疫机制的主要的四个方面即：免疫抗原、参与免疫反应的主要细胞、细胞因子和粘附分子等4方面作一综述。

1与AS相关的抗原

抗原性物质启动免疫反应的发生，产生多种免疫效应包括使B细胞产生抗体、炎症反应和细胞毒作用等。抗原抗体复合物同时也促使补体系统激活，有实验证明AS损伤处的血管内膜上可检测到补体激活后产生的生物活性片段如C1、C3b和C5b-9[1，2]。目前认为可能与AS发病相关的抗原有氧化的低密度脂蛋白（OXLDL）、热休克蛋白（HSP）、病毒、细菌蛋白等。

1.1氧化的低密度脂蛋白（OXLDL）

OXLDL在AS的发生发展中起多方面的作用，其一是作为抗原引发AS的免疫反应。AS斑块部位的CD4+T细胞可对OXLDL产生免疫反应，并有实验证明是Ⅱ型组织相容性抗原（HLA）决定的方式。OXLDL的代谢产物溶血磷脂酰胆碱也具有免疫原性，共同与OXLDL损伤并促使内皮细胞释放粘附分子，产生免疫炎症反应[3]。

1.2热休克蛋白（HSP）

AS与其它多种自身免疫及炎症疾病一样，与HSP产生的抗体所引起的免疫反应有关。已经有几种HSP被发现存在于AS损伤斑块中。HSP在细胞受损伤时合成增加并促进T细胞依赖的抗体产生。有实验证明用HSP60免疫高胆固醇饮食的兔子后其AS程度加重，并有实验观察到AS的严重程度与HSP60抗体含量相关[4]。

1.3病毒和细菌蛋白

有研究认为AS的形成与病毒如单纯疱疹病毒、巨细胞病毒等及细菌如衣原体、幽门螺旋杆菌（HP）等感染有关，因而认为AS是一种感染性疾病。在AS处的动脉壁上发现了主要感染人类的Ⅰ型单纯疱疹病毒抗原和巨细胞病毒抗原，并发现其主要被AS斑块上的CD8+T细胞识别.另有研究表明冠心病患者有高HP感染的血清流行病学证据，认为幽门螺旋杆菌感染与冠心病的发病有关，并可增加心肌梗塞发生的危险度[5，6]。

2参与AS免疫反应的主要细胞

在AS形成发展中，有大量相关的细胞参与并构成AS的免疫反应，主要包括:免疫系统的单核/巨噬细胞和淋巴细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等，它们在各种免疫分子的协凋下相互作用，相互影响，共同参与了AS的发生、发展。

2.1单核/巨噬细胞

在AS形成早期，单核细胞起着重要的作用。在多种因素作用下，它接触并粘附到损伤部位的血管内皮，继而进入动脉壁内膜下间隙，激活并分化成巨噬细胞。巨噬细胞产生许多物质如脂肪酶、活性氧或自由基，进一步使LDL分子氧化，通过其表达的清道夫受体不断摄取OXLDL，最终形成泡沫细胞，构成AS脂质条纹的基础。巨噬细胞分泌大量的细胞因子如TNF、单核细胞集落刺激因子（MCSF）等，可引起自身的增殖和单核细胞进一步聚集，并引起平滑肌细胞迁移、增殖。随着AS斑块的不断进展，巨噬细胞还通过表达基质金属蛋白酶促进基质降解，增加斑块不稳定性，最终斑块破裂，临床表现为不稳定性绞痛和心肌梗塞等急性冠脉事件的发生[7，8]。

2.2淋巴细胞

在AS形成发展中，T淋巴细胞在AS损伤形成的早期就进入血管壁并与单核细胞一起被发现存在于脂质条纹中。T淋巴细胞可识别由血管内皮细胞和平滑肌细胞摄入并提呈的外来抗原。AS斑块中存在的CD4+T，CD8+T细胞表明在斑块处存在于着抗原递呈和免疫激活。用免疫组化法发现AS斑块部位的T细胞分泌的干扰素γ（IFNγ）促使平滑肌细胞表达Ⅱ型HLA基因。有研究表明在AS早期脂质条纹中，CD8+T细胞占大多数并且免疫反应也主要是Ⅰ型HLA决定的，主要的抗原来自单纯疱疹病毒、巨细胞病毒及衣原体的感染；成熟的AS纤维斑块中含有大量的CD4+T细胞，主要对来自巨噬细胞、内皮细胞和其他抗原递呈细胞的Ⅱ型HLA产生免疫应签。激活淋巴细胞产生的IFNβ还通过降低胶原合成，促进平滑肌细胞凋亡，削弱斑块处的纤维帽，增加AS斑块的不稳定性[9，10]。

2.3内皮细胞（EC）

内皮细胞可通过分泌化学趋化物和抗原提呈促进AS的免疫反应。在AS形成早期，血管内皮通透性增加，免疫球蛋白如IgG可与血浆脂蛋白一志进入内皮下并损伤EC，IgG可作为EC受损的标志。此外，EC在受到各种损伤因素如高血脂、高切应力、缺氧、细菌和病毒感染时，释放大量细胞粘附分子，这些分子促进白细胞粘附聚集到内皮细胞并形成炎症反应，因而促进了AS的形成、发展。EC还分泌大量细胞因子如白介素-1β（IL-1β）、单核细胞趋化蛋白（MCP-1）、血小板衍生生长因子（PDGF）等，进一步使白细胞粘附增加，形成恶性循环。内皮细胞受损时使前列环素（PGI2）、内皮源性舒张因子（EDRF）、血栓调节蛋白-C蛋白等抗炎、抗凝物质减少和Vonwillebrand因子，P-选择素等促炎、促凝物质增多，使血小板粘附、聚集增加，共同促进AS的免疫损伤[11]。

2.4平滑肌细胞（SMC）

动脉中膜的SMC向内膜下迁移及其表型的改变，进而大量增殖和形成肌源性泡沫细胞，是AS病变的重要病理学特征之一。增殖的SMC本身也是很多细胞因子如单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、CSF、巨噬细胞趋化激活因子（MCAF）等的重要来源，这些因子以自分泌的方式促进SMC本身的增殖和功能的改变，还以旁分泌物方式作用于其他细胞成分，如可趋化、激活单核/巨噬细胞等炎症细胞，从而形成复杂的因子网络及恶性循环。同时，SMC也作为抗原提呈细胞参与AS的免疫反应[12]。

3细胞因子

细胞因子是促进和调节免疫反应的重要免疫分子。与AS发生发展密切相关的细胞因子主要由参与AS斑块形成的内皮细胞、单核/巨噬细胞、淋巴细胞、平滑肌细胞和血小板产生。其中主要有血小板源生长因子（PDGF），IL-1β，TNF，TGF，MCP-1等，它们通过介导细胞间免疫应答，促进炎症反应而在AS中起重要作用，下面仅以重要的3种作简要介绍[13]。

3.1血小板衍生生长因子（PDGF）

PDGF主要来源于血小板，也可由被激活的内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞、巨噬细胞表达。它主要使SMC、单核细胞和纤维母细胞趋化、增殖，并促使SMC衍变为泡沫细胞。同时抑制SMC合成一氧化氮。PDGF可激活白细胞，并是单核细胞有力的趋化物，促进单核细胞向血管壁迁移。PDGF能刺激成纤维细胞增殖，导致斑块的纤维部分发展。在AS斑块内和气囊损伤的血管内膜中均可见PDGF表达增加，并有研究发现在离体动物中用抗PDGF血清可以阻止实验性AS形成。

3.2IL-1β和TNF

IL-1β和TNF性质相类似，在AS的各种细胞成分中均可以产生，二者在AS中大量表达，并可以诱导自身表达及使其它细胞因子及细胞粘附分子的表达增加。IL-1β、TNF与粘附分子ICAM-1、VCAM-1一起作为刺激因子与抗原肽复合物共同参与T细胞与抗原提呈细胞的结合。IL-1和TNF通过刺激或损伤内皮细胞、血小板和白细胞，诱导白细胞和血小板与内皮细胞粘附，使AS的炎症损伤加重。同时，二者还刺激SMC增殖和收缩，促进AS斑块形成和AS损伤处的血管痉挛收缩。有实验表明IL-1β和TNF在心肌梗塞患者中的表达明显高于稳定性心绞痛患者和正常对照，说明IL-1β和TNF与冠心病AS的严重程度密切相关[14]。

4粘附分子

粘附分子主要分为五类即钙粘素家族、免疫球蛋白超家族，选择素家族，整合素家族及未分类家族。粘附蛋白是细胞粘附糖蛋白家族，多有“精-甘-天冬”氨基酸三肽即RGD活性结构，与细胞粘附、移动及血液凝固等有关，多数是RGD依赖的粘附分子的配位体。各种粘附分子及粘附蛋白通过其相应配体介导细胞间粘附，这是细胞间相互识别、产生免疫效应的前提。与AS密切相关的粘附分子和粘附蛋白主要介导内皮细胞、白细胞和血小板间的粘附，现将其中主要几种粘附分子和粘附蛋白作一简介。

4.1P选择素（P-slectin）

P-slectin属于选择素家族，在激活的内皮细胞的韦-巴氏小体和血小板的α颗粒中高表达。通过其在单核细胞和粒细胞上的配体PSG-1介导单核细胞间血管壁募集的第一阶段即可逆性粘附阶段，使白细胞流动性减慢，形成滚动，为进一步的粘附创造条件。P-slectin是血小板活化的主要标志之一，通过介导内皮细胞及血小板与单核细胞粒细胞间的粘附，在与冠心病发生发展密切相关的炎症反应和血栓形成中起重要作用。P-selectin被发存在于AS斑块中，在不稳定性心绞痛和心肌梗塞患者的表达明显高于稳定性心绞痛，因而其表达水平与AS的严重程度成正比[15]。

4.2ICAM-1、血小板内皮细胞粘附分子-1（PECAM-1）

二者均属免疫球蛋白超家族，协同介导白细胞向血管内皮细胞粘附。ICAM-1通过其在白细胞上的配体CD11a/CD18b复合物，介导白细胞向血管壁募集的第二阶段即细胞间识别和特异性结合。ICAM-1还可参与抗原递呈和T细胞活化，它可提供细胞上共刺激受体与其抗原递呈细胞上的配体相结合时所必需的共刺激信号。ICAM-1在MHC限制和非限制性细胞毒中也有一定作用。PECAM-1除表达在内皮细胞外还可表达在血小板和其他细胞，与单核细胞和中性粒细胞的β2整和素受体结合介导白细胞血管壁募集的第三阶段即穿越内皮细胞进入内皮，它还介导内皮细胞间的粘附以及血小板粘附到内皮细胞。在AS形成、发展中，血管内皮细胞受损后ICAM-1和PECAM-1表达增加，粘附白细胞（以单核为主）内皮最终成为充满脂质的泡沫细胞。有实验证明在AS脂纹和斑块中ICAM-1和PECAM-1高表达，是斑块早期形成的标志和斑块进展的潜在机制[16]。

4.3CD11/CD18复合物

CD11/CD18复合物属于整合素家族，包括淋巴细胞功能相关抗原即CD11a/CD18，LFA-1；巨噬细胞分化抗原即CD11b/CD18，Mac-1和糖蛋白即P150/95，CD11c/CD18。它们分别与分布在内皮细胞，血小板和淋巴细胞上的相应配体相结合，介导白细胞的识别、粘附。Mezzane发现不稳定心绞痛患者冠脉窦血中的中性粒细胞和单核细胞上CD11/CD18的表达明显高于正常对照组，提示白细胞在经过冠脉循环时被激活，且粘附增加[17]。

4.4纤维蛋白原（Fg）

Fg是由肝脏产生的一种粘附蛋白，可以被血小板α颗粒摄取并储存。Fg在AS形成早期，即与LDL一起侵入动脉壁。它可直接损伤EC并破坏EC的抗凝和纤溶活性。Fg通过其在血小板上的配体GpⅡb/Ⅲa使血小板聚集及血小板单核细胞的粘附，促进炎症和血栓形成。Fg的另一重要功能是通过其r3序列结合到ICAM-1并调整ICAM-1依赖性粘附，作为内皮细胞和单核细胞间必需的桥连发子而在AS的免疫炎症反应中起重要作用。Fg作为冠心病的独立危险因素，在AS斑块中和冠心病患者血中表达增高，并且其表达量随临床严重程度的加重而加重[18，19]。

综上所述，各种细胞和分子介导的免疫机制参与了冠心病AS的发生，促进AS的发展、恶化。对此方面的深入研究将有助于探讨AS的形成、发展这一复杂的病理过程。未来的抗动脉粥样硬化的病因治疗可能转向针对于特异的参予AS的免疫机制各环节的分子和细胞，如应用抗OXLDL的形成的抗氧化药物、对抗各种细胞因子和粘附因子的单克隆抗体及基因治疗等，从而为防治冠心病开辟新的途径。参考文献

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17CybulSetal.Science，1991;251:788-789

单细胞生物起源篇4

1考查染色体的行为

【例1】下列是动物细胞减数分裂各期的示意图，能正确表示分裂过程顺序的是（）

A．③⑥④①②⑤

B．⑥③②④①⑤

C．⑨⑥④②①⑤

D．③⑥②④①⑤

解析：染色体行为的变化规律既是细胞分裂的重点，又是细胞分裂的难点。在有丝分裂的细胞周期中，染色体行为的变化规律为：染色体复制（染色体复制产生的染色单体呈染色质形态）染色质螺旋化成为染色体染色体散乱分布染色体有序排列在赤道板上着丝点分裂，染色体平均分配到两极染色体平均分配到两个子细胞中。在减数分裂过程中，染色体行为的变化规律为：染色体复制（染色体复制产生的染色单体呈染色质形态）同源染色体联会、染色质螺旋化成为染色体四分体四分体有序排列在赤道板上同源染色体分离、非同源染色体自由组合产生次级性母细胞染色体有序排列在赤道板上着丝点分裂，染色体向两极移动产生有性生殖细胞。

答案：D。

2考查细胞核染色体数目的变化规律

【例2】某生物的体细胞含有42条染色体，在减数第二次分裂后期，细胞内含有的染色体、染色单体数依次是（）

A.42、42B.21、0

C.42、0D.21、42

解析：细胞核染色体数目的变化规律也是细胞分裂的重点和难点。有丝分裂和减数分裂过程中细胞核染色体数目的变化规律可以用图1、图2表示。

在有丝分裂过程中，染色体数目的变化规律为：24（着丝点分裂，使染色体数目加倍，染色单体消失）2。图1中，AB段可代表有丝分裂的间期、前期和中期，BC段可代表有丝分裂的后期，CD段可代表有丝分裂的末期。在减数分裂过程中，染色体数目的变化规律为：21（同源染色体分离，使染色体数目减半）2（着丝点分裂，使染色体数目加倍，染色单体消失）1。图2中，EF段可代表减数第一次分裂，FI段可代表减数第二次分裂，GH段可代表减数第二次分裂后期。本题中体细胞含有42条染色体的某生物，当减数分裂进行到减数第二次分裂后期时，染色体数目会从422142，相当于图2中的GH段。

答案：C。

3考查细胞核DNA数目的变化规律

【例3】假如一物种精细胞的细胞核中有12条染色体，每条染色体上DNA分子的平均重量为4×10－14g。则此物种处在有丝分裂前期时细胞内染色体上DNA的总重量为（）

A．48×10－14gB．96×10－14g

C．192×10－14gD．384×10－14g

解析：细胞核DNA数目的变化规律同样是细胞分裂的重点和难点。有丝分裂和减数分裂过程中细胞核DNA数目的变化规律如图3、4所示。

在有丝分裂过程中，细胞核DNA数目的变化规律为：24（有丝分裂的间期细胞核DNA进行复制）2。图3中，AB段可代表有丝分裂的间期，BC段可代表有丝分裂的前期、中期和后期，CD段可代表有丝分裂的末期；在减数分裂过程中，细胞核DNA数目的变化规律为：24（减数第一次分裂的间期细胞核DNA进行复制）2（减数第一次分裂结束）1（减数第二次分裂结束）。图4中，EG段可代表减数第一次分裂，EF段可代表减数第一次分裂的间期，FG段可代表减数第一次分裂的分裂期，GH段可代表减数第二次分裂。本题从精细胞的细胞核中有12条染色体，每条染色体上DNA分子的平均重量为4×10－14g，可知其体细胞中染色体上DNA的总重量为：2×12×4×10－14＝96×10－14g，经过有丝分裂的间期DNA复制后，有丝分裂前期细胞内染色体上DNA的总重量应为2×96×10－14＝192×10－14g。

答案：C。

4考查每条染色体DNA数目的变化规律

【例4】图5表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系，图6表示三个处于不同分裂期的细胞。请据图回答：

（1）图5中AB段形成的原因是，该过程发生于细胞分裂的期，图5中CD段形成的原因是。

（2）图6中细胞处于图5中的BC段，图6中细胞处于图5中的DE段。

解析：有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体DNA含量变化与细胞分裂过程中染色单体的产生和消失有直接的关系。染色单体产生于有丝分裂间期、减数第一次分裂的间期，产生染色单体后，每条染色体DNA含量从12；染色单体消失于有丝分裂后期、减数第二次分裂的后期，染色单体消失后，每条染色体DNA含量从21。所以细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化规律可用图7来表示。

若图7表示有丝分裂过程中每条染色体DNA含量的变化规律，则AB代表有丝分裂的间期，BC代表有丝分裂的前期、中期，CD代表有丝分裂的后期、末期；若图7表示减数分裂过程中每条染色体DNA含量的变化规律，则AB代表减数第一次分裂的间期，BC代表减数第一次分裂的前期、中期、后期、末期和减数第二次分裂的前期、中期，CD代表减数第二次分裂的后期、末期。本题图5中AB段形成的原因是：细胞分裂的间期，染色体复制产生了染色单体；CD段形成的原因是着丝点分裂，染色单体消失。图5中的BC段每条染色体上有2个DNA分子，说明在每个染色体的着丝点连着两个染色单体，当然对应于图6中的丙细胞，图5中的DE段每条染色体上有1个DNA分子，说明每个染色体的着丝点已经分裂，染色单体已经消失，明显对应于图6中的甲细胞和乙细胞。

答案：（1）细胞分裂的间期，染色体复制产生了染色单体后期着丝点分裂，染色单体消失（2）丙甲和乙

5考查细胞分裂各期的示意图

【例5】若甲、乙、丙三图代表某雄性动物精巢中三个正在进行细胞分裂的细胞。请据图8回答：

（1）正处在有丝分裂后期的细胞是，正处在减数第一次分裂后期的细胞是，正处在减数第二次分裂后期的细胞是。

（2）能代表精原细胞的细胞是，能代表初级精母细胞的细胞是，能代表次级精母细胞的细胞是。

（3）甲细胞分裂后产生的子细胞名称为，乙细胞分裂后产生的子细胞名称为，丙细胞分裂后产生的子细胞名称为。

解析：这类考题通常会考查细胞分裂的种类和时期、细胞的名称、子细胞的种类等问题，解题的关键是识别细胞分裂的种类和时期。示意图所代表的细胞分裂种类和时期的识别，通常可以从同源染色体的辨析入手。同源染色体的“同”是指2条染色体的形态、大小相同；“源”是指2条染色体的来源，一条来自于父方，一条来自于母方。在细胞分裂各期的示意图中，假如细胞内没有同源染色体，则代表减数第二次分裂；假如细胞内有同源染色体，则代表有丝分裂或减数第一次分裂；然后从染色体的行为把有丝分裂和减数第一次分裂区别开来。如果是有丝分裂，则代表的细胞名称及产生的子细胞种类都是体细胞；如果是减数第一次分裂，则代表的细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞，产生的子细胞种类为次级精母细胞或次级卵母细胞和极体；如果是减数第二次分裂，则代表的细胞名称为次级精母细胞或次级卵母细胞或极体，产生的子细胞种类为精细胞或卵细胞和极体或极体。本题丙细胞中没有同源染色体，并且染色体在细胞的两极，所以丙细胞处在减数第二次分裂的后期，由于是雄性动物精巢中的细胞，所以它代表的细胞名称为次级精母细胞，分裂后可产生2个精细胞，甲细胞中有同源染色体，并且到细胞两极的染色体还有染色单体，所以甲细胞处在减数第一次分裂的后期，所代表的细胞名称为初级精母细胞，分裂后可产生2个次级精母细胞。乙细胞中有同源染色体，并且到细胞两极的染色体已没有染色单体，所以乙细胞处在有丝分裂的后期，代表的细胞名称及产生的子细胞种类都是精原细胞。

答案：（1）乙甲丙（2）乙甲丙（3）次级精母细胞精原细胞精细胞

6考查与遗传变异的关系

【例6】1961年首次报道性染色体为3条的XXY男性，患者的临床表现是举止异常、性格失调、容易冲动，部分患者的生殖器官发育不全。请分析这种病是减数次分裂的哪个阶段出现异常引起的？

解析：有丝分裂过程中可能产生的变异包括：基因突变（有丝分裂间期DNA的复制发生差错）、染色体变异（有丝分裂过程中染色体的数目、结构发生改变）；减数分裂过程中可能产生的变异包括：基因突变（减数第一次分裂间期DNA的复制发生差错）、基因重组（减数第一次分裂四分体时期基因的互换和减数第一次分裂后期基因的自由组合）、染色体变异（减数分裂过程中染色体的数目、结构发生改变）。有丝分裂过程中产生的变异一般是不遗传的，而减数分裂过程中产生的变异可以从亲代传到子代。当异常的配子受精时，会出现性染色体为XXY的异常男性：X（卵细胞正常）＋XY（异常）XXY或XX（卵细胞异常）＋Y（正常）XXY。当中的性染色体正常时（性染色体为Y），卵细胞中的性染色体应该是XX，与正常的卵细胞相比多了一条X染色体。其产生的原因可能是减数第一次分裂后期，初级卵母细胞中XX这一对同源染色体没有分离都走向了一极；也可能是减数第二次分裂后期，次级卵母细胞中X这条染色体的着丝点分裂产生的2条X染色体没有平均分配到两极，都走向了一极。而当卵细胞中的性染色体正常时（性染色体为X），中的性染色体应该是XY，其原因可能是减数第一次分裂后期，初级精母细胞中XY这一对同源染色体没有分离走向了一极。

答案为：当精细胞正常、卵细胞异常时，这种病既可能是初级卵母细胞在减数第一次分裂后期异常引起，也可能是次级卵母细胞在减数第二次分裂后期异常引起；当卵细胞正常、精细胞异常时，这种病可能是初级精母细胞在减数第一次分裂后期异常引起。

7考查与遗传定律的联系

【例7】一个基因型为AaBb（假设两对基因位于两对同源染色体上）的精原细胞，经过减数分裂后：

（1）可以产生多少个？多少种？

（2）如果产生了一个基因组成为ab，则另外3个基因组成分别是什么？

（3）如果要产生基因组成为AB和Ab两种，则至少需要多少个精原细胞？

（4）如果一只基因型为AaBb的杂合公牛，其体内的100个精原细胞经过减数分裂后，理论上可产生基因组成为AB的多少个？实际产生基因组成为AB的有多少个？

解析：位于两对同源染色体上、基因型为AaBb的精原细胞，可以用图9表示出来：

此细胞在减数第一次分裂的后期，两对等位基因Aa、Bb会随同源染色体的分离而分离，从而体现出基因的分离定律；同时非同源染色体上的非等位基因A（a）和B（b）会随非同源染色体的自由组合而自由组合，从而体现出基因的自由组合定律。本题中的一个精原细胞在减数第一次分裂后期可以有两种自由组合的方式：AB组合到一极、ab组合到另一极或Ab组合到一极、aB组合到另一极。由于一个精原细胞只能进行一次完整的减数分裂，因此两对基因之间的自由组合也就只能发生上述两种组合方式中的一种，所以这样的一个精原细胞经过一次完整的减数分裂后，可以产生4个、2种：AB和ab或Ab和aB。假如已经产生了一个基因组成为ab，就意味着这个精原细胞中的两对基因，在减数第一次分裂后期的自由组合情况已经确定：AB组合到一极、ab组合到另一极，所以另外3个基因组成为：ab、AB、AB。如果要产生基因组成为AB和Ab两种，在减数第一次分裂的后期，必须要发生AB、ab和Ab、aB两种方式的自由组合，这样就至少要进行2次完整的减数分裂。所以要产生基因组成为AB和Ab两种，至少需要2个精原细胞。理论上100个精原细胞进行减数分裂时，上述AB、ab和Ab、aB两种方式的自由组合都有可能随机发生，所以理论上产生基因组成为AB的数目为：400×（1/4）＝100个。但是实际上基因组成为AB的数目则决定于AB、ab和Ab、aB两种组合方式的具体数目：AB的最少数目为0（100个精原细胞全部是Ab和aB类组合，没有AB和ab类组合），AB最多可以达到200个（100个精原细胞全部是AB和ab类组合，没Ab和aB类组合有）。

单细胞生物起源篇5

中图分类号：R363文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2017.02.029

冠心病（Coronaryheartdisease，CHD）主要是指冠状动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）性疾病，是一种公认的复杂的炎症性疾病。尽管在动脉粥样硬化疾病的介入和药理学治疗方面有所改进，但它仍然是导致死亡的常见疾病，其发生机制有多种原因和学说，如脂质浸润学说、氧化应激学说、炎症学说等，但尚未完全明了，治疗和预防仍是难点。随着免疫和分子生物学研究的进展、一些新设备及检查技术的应用，冠状动脉粥样硬化的一些新的发病原理和影响因子不断被证实和发现，目前多数学者依然赞成冠状动脉粥样硬化的形成是由氧化应激、炎症反应导致血管内皮细胞功能损伤导致的血管性病变[1]，是促其发生的主要机制，下面就从冠状动脉内皮细胞的生理作用，氧化应激、炎症反应的角度对冠状动脉粥样硬化的发生和发展作一综述。

1AS的病理过程及危险因素

1.1AS的病理过程

AS的病理变化过程可分为脂质条纹期、纤维样板块期、粥样斑块期及继发性改期四个期[2]，经过长时间的病变和发展，粥样斑块形成、破裂，最后导致管腔变窄，缺血缺氧，心肌坏死性病变，引发心绞痛、心肌梗死等冠心病的发生。在这一系列病理变化过程中，大量脂质沉积内膜下，病变部位发现大量炎症细胞（巨噬细胞、白细胞、T细胞、泡沫细胞、增生的平滑肌细胞、肥大细胞等）和炎症因子（TNF、IL、INF等）始终伴随其发生和发展，充分说明AS是血管壁的一种慢性炎症性病变。

1.2AS的危险因素

AS的形成是一个漫长的、受遗传和环境因素影响的复杂疾病[3]，常见的危险因素有年龄（40岁以上多见）、血脂异常（血浆胆固醇水平的升高为主）、高血压、吸烟、肥胖、糖尿病、高同型半胱氨酸血症等，不同人群的冠心病的危险因素可能会有所不同，但有其独立性，如绝经期后的妇女、口服避孕药、有冠心病家族史的病人，均为导致AS发生的独立危险因素。

2血管内皮细胞生理功能与AS的关系

2.1血管内皮细胞的生理功能

血管内皮细胞是血液与血管壁之间的天然屏障，表面光滑，由一层扁平单层上皮细胞组成，内皮细胞具有高度代谢活性和内分泌调节功能，保证血液在血管壁内正常流动[4]。同时内皮细胞还不断受到血流切变力、炎症因子及自身代谢紊乱的影响，发生形态和功能的改变，导致内皮细胞结构和功能受损，引发AS的发生。内皮细胞能够合成和释放一氧化氮（NO）、前列环素（PGI2）、内皮源性超极化因子（EDHF）等具有舒张血管的活性物质和内皮素（ET1）、血栓素（TXA）、血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）等收缩血管的活性物质，两者处于一定的平衡状态，有助于血管紧张度、血流量的调节和血管内物质的转运，使内皮细胞具有一定的通透性和滤过功能，保证血管内正常的血容量。

2.2血管内皮细胞与AS的关系

在AS病变中，内皮依赖的血管舒张效应明显减弱，与NO的减少具有很大的关系。内皮型一氧化氮合酶（eNOS）是内皮细胞NO合成的限速酶，血管内皮功能障碍一般与eNOS活性的表达有关，eNOS产生的NO对平滑肌细胞和内皮细胞本身有一定的调节作用，具有抗AS发展的作用，其活性下降将会导致NO合成减少，促进AS的发生。动物模型显示给予eNOS抑制剂会加速AS进程，反之，给予外源性NO供体可延缓AS。还有研究发现，内皮功能受损时，在AS状态或炎症细胞因子刺激下，eNOS表达明显下降，内皮细胞受损，也是AS发生的一个重要因素。PGI2同样具有类似NO保护血管免受损伤的作用，其类似物具有调节胆固醇，抑制巨噬细胞聚集等作用，推测可知，舒张血管的这些物质，具有延缓AS的作用。内皮细胞在炎症因子和oxLDL作用下，可诱发ET1的产生，ET1的含量与AS的严重程度呈正相关，平滑肌细胞、巨噬细胞和泡沫细胞在炎症的刺激下也可大量分泌ET1，可引起冠状动脉收缩痉挛，使局部血流动力学紊乱，还可激活cfos、cmyc等原癌基因的表达，促进平滑肌细胞增殖，刺激黏附分子分泌，趋化单核细胞聚集，引起内皮细胞损伤，引起AS的发生。Haas.MJ等[5]研究显示：AngⅡ作为缩血管物质，可与糖尿病病人冠状动脉内皮细胞中血管紧张素Ⅱ受体1（AT1）结合，介导葡萄糖诱导内质网发生应激反应，产生超氧化物歧化酶，导致内皮细胞受损，促进AS的发生，推测可知，收缩血管的这些物质，具有引发AS的作用。核因子κB（nuclearfactorkappaB，NFκB）是一种具有调控多项基因转录作用的转录因子，参与各种炎症反应、免疫应答、细胞增殖和凋亡的调控[6]，在AS中通过调控内皮细胞、平滑肌细胞及单核细胞中各种免疫和炎性相关因子的表达，对AS的病变起着促进作用。在AS病变的早期，NFκB激活内皮细胞分泌单核细胞趋化蛋白1（MCP1）和IL8，介导单核细胞和淋巴细胞向管壁运动，促进炎症的发生和内皮细胞的损伤。受损内皮细胞大量表达E选择素、P选择素、细胞间黏附分子（ICAM1）、血管细胞黏附分子（VCAM1）等促进白细胞、淋巴细胞与内皮细胞之间的黏附聚集。血小板内皮细胞黏附分子（PECAM1）位于内皮细胞间的连接处，主要参与内皮细胞通透性和淋巴细胞的黏附。其他如血管内皮生长因子、血小板源性生长因子（PDGF）、转化生长因子（TGF）等多种活性因子，也对单核细胞、白细胞、淋巴细胞等炎症细胞具有一定的趋化作用，与内皮细胞一起参与炎症反应的发生。内皮细胞还可释放纤溶酶源激活物（PA）、血小板激活因子（PAE），VonWillebrand因子（vWF）血管活性物质，维持凝血系统和纤溶系统的平衡，防止血小板的聚集、凝血反应的发生和纤溶系统的激活，在AS血管损伤部位，采用光子显微镜可观察到内皮连续内弹力板的缺失和致密胶原黏蛋白复合物的暴露，在斑块破裂出血时，胶原纤维暴露，引发凝血系统和纤溶系统的激活，引起AS的继发性病变。内皮细胞炎症因子的生成和炎症介质的分泌，不仅对内皮细胞自身具有调节作用，而且对平滑肌细胞也具有一定的刺激和调节功能，引起平滑肌细胞的增生和迁移，参与继内皮细胞损伤之后的病变，因此，内皮细胞功能和结构的改变及屏障功能受损，是AS的始动因素。

3氧化应激与AS的关系

3.1氧化应激的意义

氧化应激是机体代谢过程中产生的活性氧与内源性清除活性氧的抗氧化系统之间失去平衡，对机体造成一定氧化损伤的病理反应[7]，活性氧（ROS）主要包括氧自由基、过氧化氢、单线态氧和脂质过氧化物及其裂解的产物等。正常代谢过程中少量的ROS对机体的代谢有一定的保护作用，能够通过作用生物膜上脂质、蛋白质参与生物代谢，起到杀菌、抗肿瘤、氧化代谢等积极的防御作用，但是过量的ROS能使蛋白肽链断裂，破坏细胞膜，促进自由基和其他生物活性物质产生氧化损伤的消极作用[8]。

3.2氧化应激引起AS的机制

在AS多种危险因素下，氧化应激可通过多种途径激发产生大量ROS[9]，通过各种机制，启动血管周围炎症、损伤内皮细胞，造成内皮功能障碍。ROS可通过以下几个方面造成AS的发生和发展：（1）干扰内eNOS活性的表达与代谢，使NOS底物（L精氨酸）或辅助因子减少，NOS转为解聚状态，影响NO合成。氧化应激产生的超氧阴离子与NO反应形成氧化亚硝酸盐，合成的辅助因子减少，NO合成减少，引起内皮功能紊乱，促进AS的发生。（2）氧自由基的强氧化作用，直接或间接诱导内皮细胞损伤或毒性作用，引起内皮细胞坏死或凋亡，内皮损伤、丧失，导致内皮下胶原纤维暴露，引起血小板聚集和促凝的发生。（3）ROS对脂质的氧化作用[10]：氧自由基氧化细胞膜不饱和脂肪酸，生成大量脂质过氧化物和醛类分子，使细胞膜结构和功能发生改变。氧化内皮下间隙的LDL转变成oxLDL，直接损伤内皮细胞，使内膜通透性增高，吸引循环中的LDL不断沉积于内皮下。oxLDL与巨噬细胞上的清道夫受体结合，引起胆固醇在巨噬细胞内蓄积，形成经典的“泡沫细胞”。氧化应激导致低密度胆固醇的氧化修饰，在不稳定粥样斑块周围含有大量的oxLDL，血清oxLDL水映了心肌梗死的风险程度。体外实验证明，oxLDL及其氧化型的胆固醇，能够刺激机体产生大量的炎症反应和细胞毒作用，诱导内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞的凋亡。（4）调节转录活化因子AP1、NFκB激活内皮细胞表达介导的VCAM1、ICAM1、单核巨噬细胞趋化蛋白（MCP1）生成，促进炎症细胞（单核细胞、T淋巴细胞、肥大细胞等）的聚集及与内皮细胞的相互作用，释放炎症因子，引起冠状动脉内壁的炎症反应。（5）ROS还可引起其他活性因子的生成[11]，如碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、血小板生长因子（PDGF）、尿激酶纤溶酶源激动剂（uPA）等可刺激ROS的产生，促使VSMC增殖和迁移，活化基质金属蛋白酶（MMP2和MMP9）引起细胞外基质，导致纤维帽变薄和斑块破裂，引起AS的发生和发展。

4炎症与AS的关系

AS病变过程的各个阶段，参与AS形成的炎症细胞（单核巨噬细胞、泡沫细胞、白细胞、淋巴细胞、肥大细胞等）和炎症因子（TNF、IL、INF）中，既有促炎的因子，也有抗炎的因子，两者相互作用下，共同促进AS的形成和发展。越来越多的证据表明，炎症贯穿了AS发生和发展的整个过程，多数学者一致认为，AS是一种慢性炎症反应性疾病。

4.1AS发生的原因

研究发现，AS的发生原因可分为生物因素、免疫因素、化学性因素等，并与一些免疫性疾病有关[12]。据报道，在AS病变中检测到传染性病原体和含有类似病毒、细菌的特征性核酸和肽聚糖，口腔细菌的定殖与AS及脑血管事件的风险之间有一定的关联，支持AS与感染性病理生理学之间的联系，已经被确定的生物因素有肺炎衣原体、疱疹病毒、幽门螺杆菌、人类免疫缺陷病毒等。微生物可在内皮细胞（VECs）、平滑肌细胞及巨噬细胞内生长繁殖，释放毒素，引起内皮细胞死亡，平滑肌细胞增殖，胶原纤维暴露，引起血小板聚集和凝血、炎症因子释放等多种炎症反应；干扰细胞代谢发生炎症释放反应，可刺激内皮细胞释放内皮细胞源性生长因子（EDGF）、NO、花生四烯酸的代谢产物PGI2和TXA2分泌异常等引起血管壁的炎症反应，还可引起单核巨噬细胞聚集释放炎症因子如干扰素（INF）、肿瘤坏死因子（TNF）、白介素（IL）、血清中黏附因子、oxLDL、C反应蛋白（CRP）、热休克蛋白等，导致内皮细胞损伤和炎症细胞的聚集，参与AS的发生。临床中许多自身免疫性疾病常伴有AS，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等，也说明AS的发生与免疫有关。

4.2免疫炎症与AS的关系

免疫炎症反应参与AS的形成过程，细胞免疫、体液免疫及非特异性免疫反应及其细胞分化的亚群聚集在病灶部位，与抗原递呈细胞（APC）如树突状细胞、巨噬细胞等一起，共同调控AS的形成和发展，免疫反应可分为固有免疫和获得性免疫两种。参与固有免疫的主要是单核巨噬细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等[13]，固有免疫对微生物和抗原起到直接识别、吞噬、杀伤的作用，单核细胞受到MCSF和炎性趋化因子的作用可以发生趋化运动，转变成巨噬细胞，巨噬细胞可以通过其表面的清道夫受体识别并吞噬oxLDL，转变成泡沫细胞，oxLDL也具有免疫原性，产生相应抗体，结合在病变部位。巨噬细胞还可以通过表达TOLL样模式识别受体（TLRs）感知微生物，并激活NKκB转录因子发生信号转导，释放炎症因子TNF、IL1、IL6、IL12等，获得性免疫主要是B细胞产生抗体引起，两种免疫相互作用下共同调控AS的发生和发展。

4.2.1固有免疫与AS的关系

在AS病变过程中，单核巨噬细胞是固有免疫系统的代表细胞和引起炎症反应的主要成分[14]，单核细胞能被巨噬细胞分泌的MCP1趋化迁移。巨噬细胞主要通过吞噬作用来消灭外源性细菌、病毒和真菌感染。内源性炎症过程巨噬细胞可促进白细胞趋化、聚集、释放炎症介质来促进AS的形成。固有免疫系统在AS的引发和增殖中起主要作用，单核巨噬细胞是该过程的关键参与者。单核细胞是脂质负载的“泡沫”细胞巨噬细胞的前体，是AS斑块的关键组分，通过体外实验研究证实，单核细胞还具有极高的可塑性和运输功能，能够在适当的刺激下分化成上皮细胞、内皮细胞、软骨细胞、功能性成纤维细胞、心肌细胞和神经元细胞的不同细胞类型。单核细胞具有从循环中穿越到损伤/炎症区域的能力，推测单核细胞具有“运输、修复”功能，可能修复局部炎症失败或运输炎症物质重返血液失败，在血管内皮细胞积聚，引起炎症反应，导致AS病变的发生。单核细胞可促进纤维帽的不稳定导致斑块破裂[15]，主要由基质金属蛋白酶（MMP）合成和释放引起。活化的巨噬细胞产生广泛的裂解酶，包括MMP（例如MMP1，2，3，8，9和14）[16]。已经证明[17]，在急性冠脉综合征（ACS）患者易损斑块区域中，MMPs升高，其表达和活性增强，斑块易破裂，并导致冠状动脉流向心肌的下游阻塞，引发心肌梗死。单核细胞在冠心病急性事件中的凝血级联反应及血栓形成和增大中具有促进作用。魏讼赴黏附于炎症处受损组织的细胞外基质[18]，可诱导多种细胞因子TNFα、IL1和IL6（强效炎性细胞因子）的表达、血小板衍生的内皮细胞生长因子（成纤维细胞的有效化学引诱物和有丝分裂原）、转化生长因子（TGF）α和β（其通过刺激细胞外基质释放（其主要是来自心肌成纤维细胞的胶原）而促成纤维化、巨噬细胞集落刺激因子（巨噬细胞存活所必需的细胞因子）和胰岛素样生长因子引发炎症反应。树突状细胞（DC）[19]是专业的抗原递呈细胞（APC），专门捕获、处理和呈递抗原（病毒、细菌、oxLDL和热休克蛋白等），具有至关重要的作用，在免疫诱导和免疫控制过程中，幼稚T细胞可分化为效应性T细胞，树突状细胞具有重要的抗原递呈和调节作用。DC易在小鼠易发生AS的内膜处发现，在不易发生AS的血管部位很少发现。DC与冠状动脉疾病的发病机制密切相关，在AS免疫反应及炎症中具有启动和调节的作用，参与AS的发生和发展。自然杀伤细胞（NK）[20]是启动和调节免疫反应的关键因素，调节T细胞介导的细胞免疫反应，为自身免疫系统提供保护，但是有关研究发现，氧化应激可导致冠心病患者外周血NK明显减少，单核细胞产生的H2O2能够诱导NK细胞凋亡，导致NK细胞活性下降，NK细胞与疾病的活动性及TNF的含量呈负相关。

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（收稿日期：2016-10-26修回日期：2017-04-07）

（辑：梁明佩）

基金项目：国家自然科学基金项目（81460658）

单细胞生物起源篇6

关键词：染色体组；单倍体；多倍体

高中生物教学中，“染色体组、单倍体、多倍体”的理解与判断一直是一个教学难点。很多时候，学生感觉弄懂了，但遇到实际问题时又模糊不清。为此，本文提出以下认识供参考。

一、对概念的理解

1.染色体组

教材中染色体组的概念，是利用果绳体细胞中染色体组成图示说明的“一般地说，像生殖细胞中的一组大小、形状各不相同的染色体就叫―个染色体组”。这里“一般”是指像果绳这样含有两个染色体组的生物，生物界中几乎全部动物和一半左右的高等植物体细胞中都是像果绳一样含有两个染色体组，因此，其正常生殖细胞中的染色体就是一个染色体组。但并不是每种生物的生殖细胞中都只含有一个染色体组，如普通小麦是六倍体，其生殖细胞中就有三个染色体组而不是一个染色体组。所以上述概念中的生殖细胞特指二倍体生物的正常的生殖细胞，概念中的“一组大小、形状各不相同的染色体”是最重要的，由此可知，染色体组中不含同源染色体。这里为了帮助学生正确理解染色体组的概念，我们可打一个比喻，某印刷厂要把某部小说印成1000本，因此他们要把每页印1000张，然后每页依次取一张组合在一起就构成了一部书。一本书中没有重复的页码就好比一个染色体组中没有重复相同的染色体一样。

2.单倍体

常被误认为体细胞中含有一个染色体组的个体就是单倍体，这是没有弄清单倍体的来源。单倍体的产生有两种原因：(1)自然条件下由未受精的卵细胞直接发育而来；(2)在人为条件下采用花药离体培养得到的。由此可见，单倍体是由本物种正常个体的配子发育而来的，它的确不是以体细胞中含有的染色体组的数目为依据，而是以是否由配子直接发育而来为依据，不同生物的单倍体的体细胞中，染色体组的数目可以是不同的。故教材对单倍体的定义为单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。也就是说，配子中有几组染色体，单倍体的体细胞中就是几组。比如，普通小麦为六倍体，体细胞中有六个染色体组，而以它的花粉培养出的单倍体植株的细胞中就含有三个染色体组，只有二倍体生物的单倍体才是一个染色体组。所以，只要是由配子发育成的个体，无论其体细胞中含有几组染色体均叫单倍体。

3.多倍体

教材中多倍体的定义为凡体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。多倍体的产生原因有：(1)自然界中的多倍体主要是受外界环境条件剧烈变化的影响而形成的。当植物细胞进行有丝分裂时，染色体复制了，但由于自然条件剧烈变化的影响，有丝分裂受阻，于是细胞核内的染色体数目加倍。这种染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，并通过减数分裂，形成数目加倍的生殖细胞，由这些生殖细胞结合成的合子进一步发育成的植株就是多倍体。(2)在人为条件下，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，抑制纺锤丝的形成，从而形成多倍体。

二、染色体组、单倍体、多倍体的判定

1.染色体组数的判别

由于一个染色体组内各染色体的形态、大小各不相同，细胞内染色体组数目可按下列两种方法加以判别：

(1)细胞内同一形态的染色体有几条就可以判认为含有几个染色体组。如图1中细胞内同一形态的染色体有3条，此细胞中就有3个染色体组。

(2)在细胞或生物体的基因型中，同一种基因(不分显隐性)出现几次，则细胞中就有几个染色体组。如图2中细胞的基因型AAaaBBbb，基因A和a(或B和b)共有4个，则该细胞中共有4个染色体组。

2.生物体倍数的判别

由于多倍体的生殖细胞内含有不止一个染色体组，由这样的生殖细胞直接发育成的个体是单倍体，而不能根据细胞内染色体组的数目叫做几倍体。由此可见，生物几倍体的判别不能只看细胞内含有多少个染色体组，还要考虑到生物个体发育的直接来源。

(1)如果生物体是由受精卵或合子发育而成，生物细胞内含有几个染色体组就叫几倍体。

(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉粒直接发育而成的，无论细胞内含有几个染色体组，都只能叫单倍体。简而言之。判断生物体倍数应先看生物体的发育来源，再看细胞内的染色体组的数目。