血液中含有什么以及它是在哪里制造的?

血液中含有什么以及它是在哪里制造的?

血液的成分

血液是悬浮或溶解在水中的细胞、蛋白质、离子、糖、信号分子、营养物质和气体的复杂动态混合物。血液也会重新分配热量。血液的成分随着我们的饮食、运动状态、水分、一天中的时间、损伤和病原体的挑战而不断变化。血液制品除了在哺乳动物中发挥重要作用外,还具有重要的离体应用。例如,血清和白蛋白是细胞培养的重要试剂。血液是怎样制造的?血液的成分是什么?血液的这些成分从何而来?

血液中含有什么以及它是在哪里制造的?

血液的成分。血液的一些主要成分的例子。添加抗凝剂并离心后的血液外观如左侧所示。稻草色的血浆位于红细胞上方,红细胞被一层称为血沉棕黄层的白细胞隔开。成分大致按大小顺序排列,范围从细胞到包括水在内的小分子。对于抗体和较小的分子,使用空间填充分子结构。有关组件的进一步说明,请参见下表。图片来源:Cell Guidance Systems 和 Bigstock(脂蛋白和 EPO 图形)。  


血液是由许多不同的器官产生的

当血液在全身流动时,沿途的各种器官和组织都有助于其成分的产生。其中一些组织和器官,例如骨髓,主要专注于产生血液成分,而其他组织和器官,例如肝脏,则具有许多其他重要功能。血液除了携带营养、氧气和免疫系统细胞外,还携带激素、细胞因子和 RNA 等信号分子遍布全身。信号分子可以携带在细胞外囊泡例如外泌体中。这些脂质和蛋白质的小空心球与靶细胞有效融合,释放其生物活性成分。血液还将废物从组织运送到身体的器官,例如过滤和分泌废物的肝脏、肺和肾脏。所有这些成分都有不同的寿命和从血液中去除的机制。下表重点介绍了它们的功能和起源。组件按其尺寸的大致顺序列出。 

血液的主要成分、功能和来源 

成分

功能

来源

气体

新陈代谢所需

空气通过肺部
二氧化碳

新陈代谢的废物

所有细胞和空气都通过肺部

其他分子的组成部分

空气通过肺部
笑气

血管扩张剂

所有细胞

溶剂

水 

血液其他成分的液体载体和体内细胞的水合来源。    

通过消化系统摄入和吸收。 

小分子

盐类

维持渗透压,细胞功能的离子来源。当总体盐含量过高时,大脑会感觉到这一点,使我们感到口渴

通过消化系统摄入和吸收。 
代谢物

细胞产生的废物在血液中运输并主要通过肾脏和肝脏清除。 

所有细胞
糖类

能量之源

通过消化系统摄入和吸收。 
维生素和营养素

细胞功能和新陈代谢所需 

通过消化系统摄入和吸收。皮肤(维生素D)

信号分子

细胞因子和生长因子。  小蛋白质信使分子。请参阅这篇文章了解更多详细信息。   它们是由所有细胞产生的。
荷尔蒙

信使分子可以是蛋白质,例如胰岛素,也可以是化学物质,例如甲状腺素。 激素的例子包括:

从多种来源分泌
雌激素

女性性器官的发育调节月经周期。 

卵巢
睾酮

男性性器官、肌肉组织和面部毛发的发育。 

主要由睾丸产生,但也来自其他来源(例如卵巢)
胰岛素

调节血液浓度。 

胰腺
胰高血糖素

调节血液浓度。 

胰腺
肾素

有助于血压控制。 

肾脏
甲状腺素

三碘甲状腺原氨酸的前体。 

甲状腺
三碘甲状腺原氨酸 

控制新陈代谢率。

肝脏、肾脏及其他
内啡肽

阻止疼痛。 

垂体前叶
抗利尿激素  

刺激肾脏的水潴留。 

由下丘脑制造,由垂体分泌

主要血液蛋白质

白蛋白

血清白蛋白是血浆中的主要蛋白质。白蛋白结合并运输激素、脂肪酸和其他化合物。白蛋白具有缓冲 pH 值、维持渗透压等功能。 

由肝脏制成
抗体 

以数百万种不同形式生产以识别外来蛋白质。 

由 B 细胞在 T 细胞的帮助下产生(见下文)。
纤维蛋白

排列成长链的不溶性蛋白质。促进凝血。 

由凝血酶与纤维蛋白原作用而形成。
纤维蛋白原 

一种糖蛋白复合物,在损伤期间转化为纤维蛋白。 

由肝脏制成 
血红蛋白

血红蛋白与氧气结合,将其从肺部输送到体内的其他组织。血红蛋白还运输血液中约 75% 的二氧化碳以供呼出。血红蛋白包装在红细胞中,以防止其对脉管系统和暴露的组织造成氧化破坏。 

红骨髓

脂质(脂肪)

胆固醇

对于构建细胞壁、制造激素、胆汁酸和维生素 D 非常重要。过量会导致心脏病。可以与蛋白质结合成脂蛋白(见下文)

由肝脏产生,也通过消化系统从食物中吸收
甘油三酯

在两餐之间提供储存的能量来源。可以与蛋白质结合成脂蛋白(见下文)

由食物、脂肪细胞提供,在肝脏中产生。 

脂蛋白

(脂质和蛋白质的复合物)  

乳糜微粒——最大的脂蛋白 

从肠道携带甘油三酯。

食品
极低密度脂蛋白(VLDL)

运输肝脏中产生的甘油三酯。


低密度脂蛋白(LDL)

运输肝脏中产生的胆固醇。这种胆固醇就是低密度脂蛋白胆固醇。它通常被认为是坏胆固醇。

高密度脂蛋白(HDL)

将多余的胆固醇从动脉壁和细胞中清除回肝脏进行回收和处理。一般认为不错。

动脉壁

细胞外囊泡

细胞外囊泡 (EV)

不同大小的小空心球,具有含有蛋白质和 RNA 货物的脂质壁。包括由活细胞产生的外泌体(50-200nm)、微粒(200 nm 至 1 µm)以及由死亡细胞产生的凋亡小体。外泌体提供信使功能,每毫升的含量约为 1×10 12。 

由所有细胞产生。

血小板

血小板 

小的圆盘状碎片有助于在受伤组织中形成凝块。它们是由巨核细胞的细胞质形成的。它们的比例约为每 20 个红细胞 1 个,寿命为 7-10 天。

巨核细胞存在于骨髓和肺中

红细胞

红细胞

约占总血容量的40%。它们的主要作用是提供血红蛋白的包装。

红骨髓

 

白血细胞

白细胞(白细胞)

以每 600-700 个红细胞 1 个白细胞的比例存在。抵抗感染并帮助重塑受损组织。白细胞也称为白细胞

骨髓、胸腺
淋巴细胞

一种白细胞,进一步分为单个细胞类型 

骨髓、胸腺
T细胞。

对抗感染和癌症等疾病。 

胸腺
自然杀伤细胞。

先天免疫系统的一部分通过攻击病毒感染的细胞来对感染做出初步反应。 

骨髓
B细胞。 

适应性免疫细胞产生针对病原体的抗体。 

骨髓
中性粒细胞

最常见的淋巴细胞约占总数的50%。吞噬病原体的吞噬细胞。

骨髓
单核细胞

吞噬病原体的吞噬细胞。从血液转移到发炎组织,在那里分化成巨噬细胞,巨噬细胞可以协调免疫反应和组织重塑。 

骨髓
嗜酸性粒细胞

杀死寄生虫,破坏癌细胞,并参与过敏反应。 

骨髓
嗜碱性粒细胞 

参与过敏反应

骨髓
巨噬细胞

将它们归类为白细胞可能是错误的,因为它们主要不是在血液中发现的。巨噬细胞是吞噬细胞,可以起源于它们所在的组织(组织驻留巨噬细胞),并且在从血液通过毛细血管壁渗入组织后也可以从单核细胞分化。

骨髓和其他组织

 


巨型病毒:它们能制造蛋白质吗?

巨型病毒:它们能制造蛋白质吗?

          美国能源部联合基因组研究所的科学家通过分析奥地利克洛斯特新堡废水处理厂样本的宏基因组数据,发现了四种新的巨型病毒 (1)。这些被称为“ Klosneuviruses “的病毒拥有比迄今为止已知的任何其他病毒更完整的翻译机器基因。例如,克洛斯新病毒包含对20 个氨基酸中的 19个具有特异性的氨酰基-tRNA(转移核糖核酸)酶基因,以及超过 20 个 tRNA、一系列翻译因子  和 tRNA 修饰酶。
           该论文的合著者、美国国立卫生研究院的进化和计算生物学家尤金·库宁博士表示,“由于蛋白质合成是细胞生命最显着的标志之一,这表明这些新病毒更像是‘细胞’”。 -比任何人以前见过的任何病毒都像”(2)。    
           有趣的是,2016 年,Koonin 和 Konstantin Severinov 的团队描述了一种巨大的转导芽孢杆菌噬菌体,它仅依赖于两个多亚基病毒 RNA 聚合酶 (RNAP) 来独立于宿主转录来转录其基因组 (3)。病毒基因组转录仅由病毒 RNA 聚合酶进行的情况极为罕见,因为大多数病毒利用宿主生物体的多亚基 RNA 聚合酶 (RNAP) 来转录其基因。  
           在 2003 年发现第一个巨型病毒 (4) 之前,传统观点认为病毒本身无法合成 DNA、RNA 或蛋白质,因为它们太小并且必须依赖宿主细胞的机制。从那时起,更多的巨型病毒被报道出来,更多的研究挑战了一些旧的教条,揭示了病毒具有与细胞生物相当的遗传、蛋白质组和结构复杂性。
           虽然病毒没有自己的核糖体,但几乎完整的翻译组件集的存在令人着迷,并引发了许多问题 如果病毒在不劫持宿主细胞核糖体的情况下无法制造蛋白质,那么为什么它们需要拥有所有这些与翻译相关的基因?巨型病毒的大部分基因功能仍然未知,但也许有一天我们可以证实病毒可以自己制造蛋白质或肽!  


Amid Biosciences 开发和制造用于简化和改进生命科学研究的产品。我们的核心能力包括酶开发(DNA 和 RNA 聚合酶)、蛋白质表达和纯化,重点是细菌(大肠杆菌枯草芽孢杆菌)和酵母系统以及克隆试剂。我们特别专注于为学术、工业和政府实体提供蛋白质表达工具。

单克隆抗体的制造

单克隆抗体的制造

单克隆抗体 (mAb或MoAbs)是1975年发现的免疫系统蛋白质,是一种高度特异性的靶向分子 – 它将以高特异性与其靶分子结合。它可以将大量药物或药剂运送到目标。由于其特异性,单克隆抗体在医学科学中可用于治疗多种疾病,包括某些类型的癌症、心血管疾病、类风湿性关节炎等自身免疫性疾病、多发性硬化症、系统性红斑狼疮、克罗恩病和牛皮癣,并最大限度地减少或消除移植排斥的风险。 

此外,单克隆抗体治疗目前正在用于对抗SARS-CoV-2病毒。在这种情况下,mAb治疗有助于降低病毒载量,从而降低症状的严重程度以及住院或死于疾病的风险。

单克隆抗体:它们是如何制造的?

科学家可以创建各种工具, 生产和纯化 mAb通过引入对合适的实验动物(小鼠或兔)产生特异性抗体的人类基因。在这个过程中,研究人员确定要攻击哪种特定抗原,然后将其注射到合适的实验室动物中。然后,它们收集动物产生的针对特定抗原的免疫细胞,并将它们与人类细胞融合,允许它们增殖。 

基本上,有四种方法可以创建mAb。

  • 小鼠单克隆抗体 仅由小鼠蛋白制成

  • 嵌合单克隆抗体 由小鼠和人类蛋白质的组合制成

  • 人源化单克隆抗体 来自附着在人类蛋白质上的小鼠蛋白质的一小部分

  • 人单克隆抗体 是由人类蛋白质产生的蛋白质

它们是如何工作的?

单克隆抗体通过恢复、增强或模仿免疫系统的作用起作用,并根据其作用机制分为靶向治疗或免疫治疗。 

大多数用于癌症治疗的单克隆抗体通过寻找并附着在靶细胞上来帮助免疫系统识别和破坏癌细胞,而其他单克隆抗体则干扰促进肿瘤细胞在全身生长和扩散的蛋白质。 

一些mAb还通过阻止血管的形成或肿瘤生长所必需的某些激素的产生来起作用,而其他mAb则用于将化疗药物或放射性颗粒输送到癌细胞以促进细胞死亡。

根据美国国立卫生研究院网站,单克隆抗体结合 卡西利单抗和伊德维单抗预防了无症状和有症状感染 在家庭接触SARS-CoV-2感染者中,高达66.4%。对于那些被感染的人来说,它通过减少高病毒载量和有症状疾病的持续时间来降低住院和死亡的风险。

有副作用吗?

副作用可能取决于几个因素,包括患者在治疗前的健康状况、癌症类型、所用单克隆抗体的类型和剂量以及患者身体对治疗的反应。通常,单克隆抗体治疗可能引起针头部位反应(疼痛、发红、酸痛、肿胀、瘙痒和皮疹)和流感样症状(头痛、肌肉酸痛和疼痛、疲劳、发烧、发冷、腹泻、呕吐等)。 

虽然与化疗药物相比,严重的副作用较少,但一些单克隆抗体,如贝伐珠单抗(阿瓦斯汀),可能会导致一些患者的高血压、出血、伤口愈合不良、血栓和肾脏损伤,而有些人在接受西妥昔单抗(Erbitux)治疗时会出现严重的皮疹。 

其他严重的副作用包括过敏反应、贫血、毛细血管渗漏综合征(可能导低血压和多器官衰竭)、甲状腺功能亢进、炎症性肺病、充血性心力衰竭和心脏病发作。