對細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)及細(xì)胞生物過程的觀察

AFM已廣泛用于觀察各種細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)，如對紅細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、腎上皮細(xì)胞、精細(xì)胞、神經(jīng)母細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴母細(xì)胞等細(xì)胞的觀察等。利用AFM對一定數(shù)量血紅細(xì)胞的表面形態(tài)及三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測，通過圖像可對紅細(xì)胞的厚度、寬度、表面積、體積等進(jìn)行測算。Giraole等則觀察了在藥物、低濃度離子等作用下的紅細(xì)胞與正常紅細(xì)胞的差別.張汝芝等用AFM觀察了人表皮黑素細(xì)胞、毛囊無色素黑素細(xì)胞和S91鼠黑素瘤細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),從AFM圖像分析得知!正常人表皮黑素細(xì)胞有3級分支，在主干及分支的頂端和側(cè)緣可見膨出的球形結(jié)構(gòu)：鼠黑素瘤細(xì)胞僅有很短的2級分支，在2級樹突近端可見黑素小體；毛囊無色素黑素細(xì)胞只有1級樹突，且僅在樹突近端有少數(shù)黑素小體。

對細(xì)胞形態(tài)變化的觀察AFM獨(dú)特的成像原理和特性，使其能夠?qū)罴?xì)胞在生理、病理?xiàng)l件下形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行動態(tài)觀察。觀察時可向AFM液體池中注入不同的溶液，用以改變活細(xì)胞的液體環(huán)境(如PH值、離子濃度等)，從而引起細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，在這一過程中，AFM可以對細(xì)胞的變化進(jìn)行實(shí)時地動態(tài)觀測。如!感染病毒后細(xì)胞表面形態(tài)的改變5007，成骨細(xì)胞在加入底物(鈷鉻、鈦、鈦釩等)后細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞彈性的變化，三磷酸鳥苷對胰腺外分泌細(xì)胞囊泡高度的影響等。:CMBQN等50#7用AFM觀察了在表皮生長因子刺激下，腺癌細(xì)胞板狀偽足增長的過程;Braet等用AFM觀察了肝自然殺傷細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞共培養(yǎng)時的細(xì)胞毒性效應(yīng)。傳統(tǒng)的細(xì)胞毒性試驗(yàn)方法在效應(yīng)細(xì)胞和靶細(xì)胞接觸后1.5-3h方可檢測到細(xì)胞毒性效應(yīng)，而用AFM在2種細(xì)胞接觸后10min即可檢測到。在畜牧業(yè)上，可借鑒其他學(xué)科在研究細(xì)胞生物學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)，通過AFM檢測某些物質(zhì)對紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、脾細(xì)胞及肝細(xì)胞等細(xì)胞形態(tài)變化的影響，用于衡量動物體的健康狀況或評價飼料中某些物質(zhì)的性能。

對細(xì)胞間相互作用的觀察AFM可對掃描各點(diǎn)的作用力進(jìn)行測定，依此原理可以測定/種細(xì)胞之間的相互作用力。將一種細(xì)胞連接在AFM掃描探針的尖端，使針尖功能化，對另一種單層排列的細(xì)胞進(jìn)行掃描就可以進(jìn)行細(xì)胞間相互作用的研究。如：在胚胎移植過程中，胚囊與母體組織的最初接觸是通過胚囊滋養(yǎng)層細(xì)胞與子宮內(nèi)皮細(xì)胞的黏附作用實(shí)現(xiàn)的，這種黏附作用對于胚胎移植非常關(guān)鍵。Thie等采用前述方法，用AFM研究了人子宮內(nèi)皮細(xì)胞系和人滋養(yǎng)型細(xì)胞之間的黏附作用。將JAR功能性地結(jié)合在AFM掃描探針的尖端，然后與單層的子宮內(nèi)皮細(xì)胞作用不同的時間段(1,10,20和40min)，AFM漸進(jìn)力曲線表明：HEC-1-A和RL95-2與JAR之間均存在排斥性相互作用，但RL95-2的排斥作用力較HEC-1-A小，這是由于RL95-2的表面光滑、糖萼薄，而HEC-1-A的表面粗糙、糖萼厚。在克服了排斥性相互作用后，接觸時間為20和40min時，RL95-2表現(xiàn)出與JAR的特異性結(jié)合。這項(xiàng)研究第一次界定了滋養(yǎng)細(xì)胞和子宮內(nèi)皮細(xì)胞間的相互作用。AFM的這一作用，對研究多細(xì)胞生物體中細(xì)胞與細(xì)胞間的相互作用具有重要啟示，如可研究動物胚胎移植中細(xì)胞的免疫排斥反應(yīng)，病變細(xì)胞與健康細(xì)胞間的相互作用等。