原子力显微镜对星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的鉴别诊断

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1、原子力显微镜对星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的鉴别诊断：张佳怡纪小龙王美娥【摘要】目的通过原子力显微镜（AFM）观察星形细胞瘤(II/并对每例的10个细胞进行扫描，对每个细胞膜表面1μm区域的平均粗糙度、峰值、表面积差值进行测量，对比观察两组细胞膜表面的纳米结构变化、找出肿瘤细胞特异性的形态学特征。结果通过观察发现星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的细胞膜表面存在着显著的差异，星形细胞瘤细胞膜表面的平均粗糙度、峰值、表面积差值均明显低于间变性星形细胞瘤(P<0.05)。结论本实验应用AFM对星形细胞瘤细胞、间变性星形细胞瘤细胞进行观察，并依据细胞膜表面数据对星形

2、细胞瘤、间变性星形细胞瘤进行鉴别诊断。【关键词】原子力显微镜星形细胞瘤间变性星形细胞瘤膜蛋白原子力显微镜（atomicforcemicroscope,AFM）[1]是具有原子级分辨率的新一代显微镜，可以在常规生理环境中清晰呈现出细胞膜表面的超微结构并进行数据分析。AFM的出现对膜蛋白结构的认识提供了更广的空间，蛋白质分子在脂质上有规律地排列或者能在膜上形成二维晶体，均适合于应用AFM研究[2，3]，使人们对生命的认识开始深入到了纳米级水平上的超微观领域。现代医学研究表明[4-6]：肿瘤细胞膜表面受体蛋白与细胞外部生长因子（或其它刺激因素）结合后的跨膜信号转导在

3、肿瘤的发生中起着重要作用。细胞外部信号无论是作用于细胞核内还是核外，它们的传递都必须经由细胞膜，并与细胞膜表面的特异性受体（蛋白）结合，然后传递至细胞内而发挥作用。一旦细胞表面受体蛋白的结构与功能出现异常，则其持续的激活状态将导致细胞增殖失控，从而促进肿瘤的发生。肿瘤细胞的生长过程必然伴有细胞膜表面蛋白（数量和形态）的改变。采用AFM对星形细胞瘤细胞和间变性星形细胞瘤细胞进行观察，研究二者细胞膜表面超微结构的差异，为其临床的鉴别诊断提供依据。1材料与方法1.1材料和设备标本全部经HE染色确定为星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的新鲜组织细胞，于武警总医院。各30例；

4、2％甲醛溶液、苏木素—伊红染液、巴氏染液、酒精、二甲苯。主要设备：原子力显微镜(型号为NanoscopeⅢa(DigitalInstrumentsInc.,SantaBarbara,CA)，采用NSC—11型针尖；OlympusBX50光学显微镜；显微图像分析系统；超净工作台；离心机、漩涡混合器。1.2方法1.2.1分别用刮板在收集到的星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤组织上进行取样，并将采集了瘤细胞的刮板放入装有2％甲醛溶液的试管中，在试管上做好标记，摇荡刮板使细胞标本洗脱在溶液中，去除刮板后固定20min，用200目钢网过滤，去除组织残块和细胞团，放入离心机，1

5、500r／min离心15min，缓缓倾去上清液，再用2％甲醛溶液洗涤、离心、弃上清液反复3次，加少许2％甲醛溶液将沉淀的细胞用漩涡混匀器混匀，将细胞悬液涂于洁净的载玻片上，置于洁净空间晾干备用。1.2.2AFM观测将样本晾干后置于AFM载物台上，利用Nikon倒置显微镜观察细胞的分散情况，选择细胞分散较好的区域进行扫描。最大扫描范围100μm，用200μm长的Si3N4微悬臂，采用轻敲模式（Tappingmode）,图像采集为恒力模式（Heightmode）。调整激光与针尖重合，并将探测器的激光光斑置于中心圆点。在操作软件下进行自动调频，然后下降探针，直至针尖

6、接触到样本，开始扫描。此时计算机显示该细胞相应的图像，此图像可以进行测量和保存。每例样本扫描10个细胞，扫描范围为500nm～100μm,扫描频率为0.5～2Hz。选细胞膜表面颜色最亮、突起最大最密集的区域测量，所选细胞测量范围均为1μm，每一组各测量300个区域。并利用AFM图象分析软件对每个1μm区域的平均粗糙度、峰值、表面积差值进行分析。并获取3种参数的具体测量值，采用SPSS13.0软件对这而种细胞的3种参数值进行方差分析,比较细胞间是否有差别。2结果2.1细胞形态观察结果星形细胞瘤细胞表面呈现层状排列的皱褶结构，胞体间见大量粗细不一的胞突，有时难以分

7、辨它们的所属细胞。间变性星形细胞瘤细胞密度大，胞膜表达不光滑皱褶结构更为明显，瘤细胞胞突少，长短不一，但主要为较短小突起。2.2细胞膜AFM下纳米水平表现利用AFM的图像分析软件系统对星形细胞瘤细胞、间变性星形细胞瘤细胞细胞膜表面重要指标即平均粗糙度（meanroughness）、峰值（peakcount）和表面积差值（surfaceareadifference）进行测量与分析（如表1）。与星形细胞瘤细胞比较，间变性星形细胞瘤细胞的平均粗糙度升高，峰值增加，表面积差值变大，具有显著性差异(P<0.05)（如图1、2）。因此可通过这三者的差异对星形细胞瘤和

8、间变性星形细胞瘤进行鉴别诊断。表1细胞