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SPICM-DNA肿瘤早期筛查系统
 
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医学原理

 

(一)细胞生长周期:

    细胞生长周期是指一个细胞经过DNA合成、有丝分裂后成为二个子代细胞的过程。细胞周期可分为染色体周期和细胞浆周期。染色体周期主要是指细胞核内DNA成倍合成,再经有丝分裂将合成后的DNA均等地分裂到二个子代细胞的过程。细胞浆周期是指细胞浆内成分分为均等两部分而随细胞分裂过程中分布到两个细胞中去。

    细胞生长周期中,DNA成倍合成,即23对染色体合成为46对染色体,这个过程称为DNA合成过程(DNA synthesis),又称S期(S - phase)。DNA有丝分裂(mitosis)是指细胞核内染色体平分为两部分,随之进行细胞分裂(cytokinesis)而成为两个姊妹细胞。由于有丝分裂和细胞分裂过程在细胞生长周期中只占很短时间,故将这二个过程合称为M期(M -phase )。从M期结束到S期开始之间的间隙称为G1期(G0-Gap, Gl -phase),又称DNA合成前期,染色体为23对。从S期结束到M期开始的间隙称为G2期(G2 -phase),称DNA合成后期,染色体为46对(图1 - 1)。细胞核内染色体数量在细胞生长不同时期是变化的,即G1期(23对染色体)-->S期(23对~46对染色体-+G2期(46对染色体)-.M期(46对染色体~23对染色体)。



      
细胞生长周期还能分为间隙期(Interphase)和分裂期(Division)。间隙期包括G1期,S期,G2期,分裂期主要指M期。
   不同细胞,生长周期的长短是不一致的,如青蛙的胚胎细胞可在不到1小时内发生一个周期,而人的某些肝细胞有时可表达一年以上。细胞生长周期中的长短是不一致的,一般说来,M期在整个细胞生长周期内所占时间最短,约占整个细胞生长周期的5%一10%。S期、G2期时间比较稳定。G1期的长短就有很大的不同,有些细胞在G1期不再向前发展,处于相对停止状态,这种细胞所处的时期为G0期。处于G0期的细胞在机体需要时再进人细胞生长周期而进行有丝分裂。因此,G0期的细胞核内含有23对染色体。
    正常情况下,机体内的细胞大多数处于G0期,只有少数(10%以下)进入细胞生长周期。细胞数量在不同细胞生长周期内的分布如图1-2, 细胞在G0- G1期,即染色体对数为23对,又称为DNA二倍体(diploidy或2c细胞)。少数细胞在S期(染色体对数在23对至46对之间)、G2期(染色体为46对,4倍体细胞tetraploidy,4c细胞)和M期。
    在正常人体细胞中,DNA含量是一致的,即为整倍体。只有以下三种情况才出现非整倍体细胞(Aneuploid cells):生殖细胞,如精子,卵子细胞为单倍体;S期细胞,DNA含量在2倍体和4倍体之间,一般细胞很少;某些丢失了DNA片段的退变细胞。

(二)DNA含量:

    23对染色体约为7. 18pg,但在定量细胞学上细胞核的DNA含量并不是直接测定出来的,也不是一个绝对的数量。DNA定量细胞学常用c(content)作为单位来衡量DNA含量。1个单位为正常G0/G1细胞DNA含量的一半,故G0/G1细胞为2c细胞(2倍体细胞),而G2/M细胞为4c细胞(4倍体细胞)。
    SPICM-DNA是通过测定染色细胞核的IOD(integratedopticaldensity)来判断细胞核的含量的。由于DNA含量是由二维结构测定的,它不完全反映染色质的倍数(图1 - 3)。为了避免以上的差别,在测定DNA含量时,用DNA指数(DNA Index)来表示DNA含量,即:

 

    如果当被测细胞处于G0/G1期时,其IOD量与正常细胞IOD平均值很接近,故DNA指数为1,即为2c。当细胞处于G2/M期时,其IOD量正好约为正常细胞IOD平均值的2倍,故DNA指数为2,即为4c。处于S期的细胞,DI指数在1 -2之间,即2c~4c之间。当细胞为8倍体时,DI值约为4(图I-4)。 

    由此可见,DNA定量细胞学测定的DNA含量是个相对单位,而不是测定DNA含量的绝对值。由于淋巴细胞内DNA含量及形态较为稳定,很多DNA定量细胞学测定淋巴细胞IOD,将淋巴细胞DNA作为正常细胞DNA的参照来比较被测细胞的DNA。               

 
 
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