【摘 要】
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人造细胞作为一种简化的细胞模型引起了研究者的广泛关注。巨型单室磷脂囊泡(GUV)结构与真实细胞膜类似,常被用作细胞模型。在自下而上合成人造细胞的研究中,液-液相分离形成的凝聚体通常被用作原细胞和人工细胞器,目前还没有凝聚体包覆于GUV外部作为人造细胞壁的研究。针对这一现状,本论文基于带负电的GUV和凝聚体间的静电相互作用,在GUV表面设计构建了连续完整的凝聚体层,作为人造细胞壁模型,并验证了人造细
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人造细胞作为一种简化的细胞模型引起了研究者的广泛关注。巨型单室磷脂囊泡(GUV)结构与真实细胞膜类似,常被用作细胞模型。在自下而上合成人造细胞的研究中,液-液相分离形成的凝聚体通常被用作原细胞和人工细胞器,目前还没有凝聚体包覆于GUV外部作为人造细胞壁的研究。针对这一现状,本论文基于带负电的GUV和凝聚体间的静电相互作用,在GUV表面设计构建了连续完整的凝聚体层,作为人造细胞壁模型,并验证了人造细胞壁对GUV的影响和保护性能。将带负电的1,2-二油酰基磷脂酰丝氨酸钠(DOPS)与1,2-二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)和胆固醇一起配制成混合脂质,利用电形成方法制备GUVs。通过显微镜观察并统计电形成得到的GUVs的尺寸和数量,确定电形成条件为5 V、500Hz。此时,GUVs尺寸均匀,数量多,为最佳条件。通过Zeta电位测试和显微镜结果,发现DOPS∶DPPC∶胆固醇为10∶60∶30时,得到的GUVs不受聚电解质的影响,机械强度较大,Zeta电位为-25.83 m V,能在表面吸附足够的凝聚体,为最佳脂质配比。将溶于缓冲溶液的硫酸鱼精蛋白(PrS)和聚丙烯酸(PAA)以一定配比在室温下混合,得到PrS/PAA凝聚体溶液,通过测定该溶液在550 nm处的透过率和统计显微镜明场观察的凝聚体粒径增长情况,确定缓冲溶液pH值为5,原料总浓度2.5 m M,[PrS]∶[PAA]值为3,是形成可增长带正电的凝聚体的最佳构筑条件。此时,凝聚体溶液透过率为9.51%,Zeta电位为+11.86 m V,体积增长比为1.44。以GUVs和凝聚体的最佳形成条件构建了含人造细胞壁的人造细胞,并证实了人造细胞壁对GUV的保护性能。荧光漂白恢复(FRAP)结果显示,凝聚层的包覆使GUV膜流动性降低,膜上磷脂分子的扩散系数从1.240μm~2·s-1降低到0.306μm~2·s-1,这与凝聚体和磷脂分子间的锚定作用有关。锚定作用和凝聚体的高机械强度使人造细胞壁对GUV具有保护作用。通过显微镜观察存在内外渗透压差的独立GUVs和有人造细胞壁的GUVs,发现有细胞壁的GUVs的存活率有较大提升,且渗透压差越大,这种提升越明显,在高渗环境中存活率的提升能达到10倍以上。本论文构建了一种有保护性人造细胞壁的人造细胞,为复杂人造细胞的构建奠定了基础。
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