蓝氏贾第鞭毛虫滋养体细胞核分裂过程研究进展

任兴波 李 冀 张轶芬 沈海娥

(河北联合大学生命科学学院，①基础医学院 河北唐山 063000;②河北省畜牧良种工作站)

蓝氏贾第鞭毛虫在动物分类学中属于原生动物门，鞭毛虫纲，双滴虫目，贾第虫属。贾第虫从细胞及分子水平上来看其是真核生物中最先分支出来的类群，尚不具有线粒体和典型的高尔基氏器，核糖体为70S型，为源真核生物，属于低等的真核生物，其繁殖方式主要是有丝分裂，在分裂过程中核膜始终不解体，为半开放式分裂。因此关于贾第虫滋养体核分裂过程成为近年来研究的热点，本文从细胞核结构和细胞核分裂两方面对贾第虫有丝分裂过程进行综述。

1 细胞核结构

研究结果表明，贾第虫具有典型的真核细胞核特征，在分裂间期具有核被膜、核仁、染色质、核纤层等结构。

1．1 核被膜 沈剑钊等［1］在电镜下观察核被膜切面图发现核被膜具有内外两层膜结构，两层核膜之间的核周腔很清晰，但是核膜不完整，在核一些地方存在着缺口，并且不止一个。Meredith等［2］观察贾第虫发现，核被膜结构接近完整，在核膜上分散着一定数量的核孔复合体。在细胞核分裂期间，核膜仍然存在，

但在细胞核的两极存在着一些大的缺口，细胞质内的纺锤体微管通过两极上的缺口进入细胞核内。

1．2 核纤层 在细胞核内膜之下存在着一层纤维蛋白网络结构，并与核内膜结合，这层结构就是贾第虫的核纤层。它起着维持细胞核形状和大小、保持核膜结构稳定的作用，在细胞进行有丝分裂时，核纤层还参与了核膜崩解和重建、核孔复合体的锚定、染色质的组织及DNA的复制。

1．3 核仁 贾第虫作为源真核生物，其核仁的有无问题一直受到国内外学者的关注。李靖炎等［3，4］通过对贾第虫的研究，结果显示贾第虫并没有核仁。陈泳宏等［5］观察了用核银染技术染色的贾第虫细胞核发现，银粒散布在整个细胞核中，没有大量聚集的银粒出现，这间接表明rDNA并未在核中形成核仁组织区，但是rDNA的转录活动集中在核内进行。田喜凤等［6］通过半薄切片定位，在电镜下观察大量的贾第虫超薄切片，发现贾第虫滋养体在间期具有典型的核仁，并通过间接免疫荧光法进一步验证贾第虫具有典型的核仁，在分裂期核仁消失。

2 细胞核分裂的同步性

贾第虫滋养体的2个细胞核是否同时进行DNA的复制和分裂存在着一些争议。Filice在1952年提出鼠梨形鞭毛虫的2个细胞核分裂不是同步的［7］。1984年，Wiesehahn等利用3H－胸腺嘧啶核苷渗入法和放射自显影技术观察研究无菌培养的贾第虫滋养体，结果发现2个细胞核的DNA的复制前后相差15～30分钟，在复制期(S期)有 70% 的重合［8］。随后 Marlene Benchimol通过电子显微镜、Panotic染色、免疫荧光显微镜等方法观察分裂的虫体细胞，发现部分细胞具有3个细胞核，这就间接证明了2个细胞核分裂不是同步的，第1次和第2次细胞核分裂之间有一个短暂的停顿［9］。以上研究结果均表明2个细胞核的分裂不是同步的。但在1990年，Kabnick与 Peattie利用DAPI进行细胞核染色，在荧光显微镜下观察发现部分细胞具有4个细胞核，但没有发现有3个细胞核的情况［10］。Meredith等在荧光显微镜下观察4’，6－二脒基－2－苯基吲哚染色(DAPI染色)的细胞核，也没有发现有3个细胞核的情况［11］，所以有关2个细胞核是否同时进行复制和分裂还需进一步研究。

3 细胞核分裂过程

贾第虫滋养体在核分裂过程中，核膜始终存在，但核膜上存在缺口，呈现半开放式分裂。应用超薄切片和纤维免疫技术，在光学显微镜、透射显微镜下观察贾第虫滋养体核分裂过程，根据染色体的形态变化将分裂过程分为前期、中期、后期和末期。前期:分裂间期核内大的异染色体块消失，染色质凝集形成细长的染色质丝，分布在核膜的内侧，并且纺锤体微管成核。中期:2个细胞核内均形成高度凝集的典型中期染色体，染色体成短棒状，体积微小约0．76μm，全部排在细胞核的中央或以多条棒状结构分散在核内，围绕着每一个细胞核的微管形成了2组独立的两极纺锤体，染色质紧紧地聚集在纺锤体轴中心部位以至于不能分清单个染色体。后期:2个细胞核明显拉长，姐妹染色单体分开，在纺锤体的牵引下向细胞两极移动，细胞核在外形上表现为核沿着细胞左右轴延长。末期:核膜向中间溢束呈葫芦状，每个细胞核缢裂成2个子细胞核，有时可见2个细胞核分裂不同步，一个细胞核先溢束，而另一个细胞核处于拉长状态;然后先溢束的细胞核分裂的2个子细胞核，另一个细胞核仍处于溢束阶段，这时，在细胞内可见3个细胞核。细胞核分裂结束后，染色体解螺旋形成染色质，每个细胞内可见4个细胞核［12］。

在分裂过程中是否有纺锤体的形成与参与也存在争议。沈剑钊等［13］利用秋水仙素作用于处于有丝分裂的贾第虫的细胞核，发现秋水仙素对细胞分裂并无阻抑作用，说明贾第虫细胞核分裂过程中，细胞核内并无纺锤体的形成与参与。沈海娥等［14］通过反复试验发现，秋水仙素可在一定程度上阻抑细胞分裂停止在中期，但相比其他真核生物效果较差。Meredith等［2］利用三维共聚焦显微镜、荧光标记、免疫定位等技术对贾第虫有丝分裂过程进行研究，发现在核分裂过程中在细胞质中具有核外纺锤体，纺锤体微管通过细胞核两极的缺口进入核内连接在染色体上，并牵引姐妹染色单体向细胞核的两极移动，从而完成姐妹染色体单体的分离，保证了染色体在子细胞核内的平均分布。

4 核分裂中期的染色体

4．1 染色体的大小及数目 Adam等［15］根据脉冲场凝胶电泳的贾第虫全基因组DNA分析，依据电泳条带结果推测出贾第虫滋养体每个细胞核内至少有4～5条功能紧密相关的大分子染色体DNA片断，显示各染色体大小不一，并推测其为多倍体，但对染色体的形态未做详细的描述。Filice等［7］利用光镜观察贾第虫滋养体发现在每一个细胞核内染色体数目为4条。Kabnick等［10］利用荧光染色体原位杂交技术研究显示贾第虫的2个细胞核有相同数量的DNA，结果显示贾第虫滋养体每个细胞核内有4条染色体。Fan等［16］用密度扫描法观察经限制性酶解的贾第虫DNA片段，显示其染色体数目为5条，为单倍体。Upcroft等［17］利用倒转电场凝胶电泳(FIGE)显示不同地理株贾第虫在650～800bp范围内，有3～4条染色体带型。Zhi Yu等［18］通过荧光原位杂交技术推测贾第虫的2个细胞核基因组相同，都为二倍体，染色体数目为2n=10。Bernander等［19］利用流式细胞仪和荧光显微镜研究显示，贾第虫滋养体的每个细胞核都不是单倍体，而是二倍体。沈海娥等［14］通过观察大量的染色体玻片标本，确认贾第虫滋养体的染色体数目为10条，为二倍体。

4．2 染色体的形态 各国学者很早就对贾第虫染色体方面进行了研究。Filice等［7］利用光镜对贾第虫染色体进行观察，发现贾第虫的染色体呈线形。沈剑钊等［13］利用电镜观察表明，贾第虫滋养体在分裂过程中，并没有出现像真核生物一样的浓聚的典型中期染色体。沈海娥等［14］利用光镜和电镜观察了大量的贾第虫染色体玻片标本，发现贾第虫具有典型的中期染色体形态，染色体呈短杆状，形态相近，常成对排列。沈海娥等［20］对贾第虫染色体进行了核型研究，确定贾第虫滋养体的平均长度为0．76μm，为微小染色体，染色体数目为2n=10。该核型中1号染色体为亚中央着丝粒染色体，2～5号为端着丝粒染色体。其核型公式是2n=10=2sm+8t。

贾第虫主要以有丝分裂作为其繁殖方式，但在分裂过程中核膜始终不解体、分裂周期快、同步化较困难，加之虫体微小，因此关于贾第虫滋养体细胞核分裂的过程及机制还存在很多问题，比如2个细胞核是否同步分裂，细胞核分裂调控机制如何，这些问题都需要我们进一步研究。

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