宮頸癌細胞細胞周期光譜信息研究.pdf

1、細胞是生命科學(xué)研究的基石，一切生命的關(guān)鍵問題都要到細胞中去尋找。細胞分裂可說是生命起源最基本也最重要的過程，細胞周期則是細胞分裂全部生理過程的綜合體現(xiàn)，普遍存在于高等生物中。大量研究表明，細胞周期調(diào)控異常是腫瘤發(fā)生的主要機制，所以細胞周期理論對腫瘤的預(yù)防和臨床診治具有重要的指導(dǎo)意義。
　　隨著光學(xué)與生命科學(xué)的交叉，對細胞的光信息研究工作成為了生命科學(xué)的一個重要領(lǐng)域，當(dāng)然光學(xué)技術(shù)和細胞研究的結(jié)合不可避免會產(chǎn)生各種各樣的問題，利用光譜

2、技術(shù)對細胞周期進行研究則是其中一個較為突出的問題?？偨Y(jié)起來，從國內(nèi)外學(xué)者的研究中，可以看出對于細胞在細胞周期中的光譜研究主要存在以下問題：
　?、傺芯坎ǘ螁我弧缀跛械难芯繖C構(gòu)和研究者均是在從紅外光譜角度入手對細胞在細胞周期過程中紅外波段的光譜變化進行研究，而沒有充分利用到現(xiàn)有的豐富的光譜技術(shù)和手段以對細胞周期進行更為全面的研究。
　?、诜治龇椒◤?fù)雜。生物細胞在紅外波段有豐富的信息，是因為幾乎生物細胞內(nèi)所有分子在紅外波段均

3、有光譜體現(xiàn)，這就使得生物細胞的紅外光譜相互混疊，難以獲取有用的信息。這也使得對細胞內(nèi)特定分子的光譜跟蹤變得十分的困難。
　?、酆芏嗯c細胞周期光譜研究的關(guān)鍵問題沒有明確的說明和解決。如進行細胞周期光譜研究的樣品獲取問題，進行細胞周期光譜研究的細胞樣品應(yīng)該是一種什么樣的同步化水平，細胞周期光譜模型的建立方法等等這些問題均未得到解決。
　　本文則是針對現(xiàn)有問題，利用紫外－可見光光譜分析技術(shù)和熒光光譜技術(shù)操作簡便、分析快速等優(yōu)點提取

4、活體腫瘤細胞在細胞周期不同時相的光譜特征，在以下幾個方面開展工作：
　?、僭O(shè)計并實施HeLa細胞同步化處理方案
　　根據(jù)細胞同步化原理及處理方法，提出了宮頸癌細胞HeLa細胞株進行細胞同步化的處理方案以及進行光譜實驗所需要達到的細胞同步化水平，以獲取滿足實驗要求的同步化于細胞周期各時相（G1期，S期，G2期和M期）的HeLa細胞樣品。
　?、谠O(shè)計實驗以獲取HeLa細胞在細胞周期各時相的紫外—可見吸收光譜
　　設(shè)計

5、了同步化后處于細胞周期各時相的HeLa細胞的紫外－可見光吸收光譜測量方案，進行HeLa細胞樣品的紫外－可見光吸收光譜測量（190nm～800nm）。吸收光譜測量結(jié)果說明各時相的光譜變化基本反映了HeLa細胞周期變化的生色團和助色團變化過程，光譜中在204nm和260nm附近有兩個吸收峰，其中204nm附近的吸收峰是由HeLa細胞內(nèi)的芳香族氨基酸造成，260nm處的吸收峰則是蛋白質(zhì)和核酸綜合吸收的結(jié)果。這些變化說明HeLa細胞生長過程中紫

6、外吸收光譜的變化反映了芳香族氨基酸、嘌呤和嘧啶衍生物與HeLa細胞生長過程的密切關(guān)系。
　　③設(shè)計實驗以獲取HeLa細胞在細胞周期各時相的自體熒光光譜
　　設(shè)計了對同步化后處于細胞周期各時相的HeLa細胞進行了自體熒光光譜測量的測量方案。以290nm為激發(fā)光獲得了各時相細胞樣品的熒光光譜，測量結(jié)果表示，各時相細胞樣品熒光光譜峰值位置均位于360nm和680nm處，這兩處熒光峰的強度隨樣品的不同而發(fā)生相應(yīng)的變化，這說明細胞內(nèi)產(chǎn)

7、生熒光的物質(zhì)含量隨細胞的生長變化，從而導(dǎo)致熒光強度的變化。其光譜曲線反映了HeLa細胞細胞周期變化過程中氨基酸和卟啉衍生物含量的變化趨勢。
　　④建立HeLa細胞的光譜模型
　　根據(jù)HeLa細胞紫外－可見光吸收光譜測量結(jié)果，采用生物系統(tǒng)光譜模型的建模方法，在種群水平上分別建立了描述HeLa細胞周期變化的一元線性回歸光譜模型和多元線性回歸光譜模型，并對模型進行了評價，證明了兩個模型能夠很好的反映HeLa細胞周期變化過程中的紫外