致密核心囊泡在高等真核生物细胞内广泛存在,含丰富的内容物,因在电子显微镜下呈现高电子密度致密的核心而得名。其内含物可调节和维持各种不同的生理功能,是真核生物维持正常机能所必须的物质。在纤毛虫原生动物中也存在致密核心囊泡,即射出胞器,其通常位于表膜下,受到刺激时内含物能迅速发射。射出胞器在原生动物与外界的交流中起着重要作用,能使细胞在受到刺激时迅速做出反应,并借助内含物的释放实现多种生理功能。相比高等真核生物,原生动物细胞内致密核心囊泡结构及其“胞外分泌”行为更为复杂,研究原生动物射出胞器对理解真核细胞的演化有重要参考意义。本研究以冠突伪尾柱虫（Pseudourostyla cristata）为材料,研究腹毛类纤毛虫中特有的类刺丝泡型射出胞器。探究活体状态下人工诱导类刺丝泡发射的稳定方案;并通过微分干涉相差显微镜及电子显微镜观察具体射出过程;结合阿尔新蓝染色,荧光紫杉醇（FLUTAX-2）特异性荧光标记,聚丙烯酰胺凝胶电泳及高效液相色谱串联质谱法对类刺丝泡内含物蛋白质成分进行探究。1活体状态下诱导类刺丝泡射出的方法探究本文利用不同终浓度的甲基绿-派洛宁溶液及氯化钙溶液处理冠突伪尾柱虫正常状态营养细胞,观察细胞短时间内类刺丝泡的发射状态。结果显示,终浓度为0.010%的甲基绿-派洛宁溶液处理细胞时,细胞发射效果最佳,刺激后瞬间可见虫体周身射出丝状物,射出一段时间后,随着虫体的游动,射出物从细胞表面脱落;0.008 mol/L氯化钙能够刺激虫体大量发射类刺丝泡,射出后,观察到有颗粒物在虫体表面聚集,且颗粒物在高倍下的形态与甲基绿-派洛宁溶液刺激下的射出物形态一致。本文探究的2种诱导方法能用于冠突伪尾柱虫,氯化钙溶液能够刺激类刺丝泡大量射出,但经无色氯化钙溶液诱导后的射出物不易被观察,且群体中,发生发射行为的个体比例会随溶液浓度而发生改变,反应不易被调控;而甲基绿-派洛宁溶液的诱导在群体中较稳定,在可诱导射出的浓度范围内,不同浓度处理均能使得几乎所有的细胞发射,类刺丝泡被染为明显的红色,便于观察,且加入清水后细胞可以长时间保持活性,由于虫体射出了大量类刺丝泡,短时间内未进行补充,所以此时的细胞为类刺丝泡表型缺陷细胞。因此本研究将甲基绿-派洛宁溶液诱导方法用在后续分离、收集和成分探究实验中并建议应用于未来的功能验证等实验。2类刺丝泡射出过程的特征成熟的类刺丝泡,长约2 μm,呈杆状,定位在表膜之下,射出胞器膜内结构可分为4个不同部分中央轴杆、帽部、顶突、体部。本文利用多聚赖氨酸粘附法制样,结合电子显微镜及光镜观察,在2种诱导下均观察到相同的胞器发射结果,本文将其总结为三个阶段:（1）帽部微管样结构逐渐松散、解开,非致密体部弹开,伸长为原来的2-3倍;（2）类刺丝泡致密体部弹开同时将中央轴杆推出,非致密体部进一步伸长;（3）致密体部弹开逐渐推出中央轴杆,随着致密体部的解体,中央轴杆完全暴露,最终前端顶突从中央轴杆上脱落。将类刺丝泡的发射过程与已知射出胞器类型比较,发现其与纺锤状刺丝泡有相似之处又略有不同:二者均能快速弹开并发射出尖锐结构,且类刺丝泡前端有与刺丝泡相似的环状颗粒物质,可能与射出过程的膜融合有关,但类刺丝泡发射比刺丝泡复杂:帽部首先发生解体,体部分为两部分展开并射出了中央轴杆,这进一步证实了证类刺丝泡确实是不同于刺丝泡的一种射出胞器。与毒丝泡对比发现,类刺丝泡延伸机制虽与毒丝泡完全不同,但中央轴杆的最终推出却类似毒素的射出,即二者最终都将包裹与射出结构之内的物质暴露出来,因此不排除其中央轴杆也含有某种毒素成分。通过与其他两种类型射出胞器的对比,本文认为类刺丝泡可能具有防御功能。3类刺丝泡的成分探究经浓度为0.0025%的阿尔新蓝溶液染色后,类刺丝泡头部被染为蓝色,而体部未被染色,这表明其头部可能含酸性黏蛋白而体部不含该物质;FLUTAX-2可特异性荧光标记类刺丝泡帽部,结合电镜下在帽部观察到的微管样结构,说明类刺丝泡帽部含微管蛋白。将全细胞、类刺丝泡以及类刺丝泡缺陷细胞样品分别进行聚丙烯酰胺凝胶电泳和高效液相色谱分析,对比不同样品的蛋白条带与色谱峰,本研究认为蛋白分子量为110 kDa,95 kDa与50 kDa对应的蛋白为类刺丝泡的主要成分;20.54-20.56,15.44-15.53及15.89-16.00 min三个出峰段对应的色谱峰为类刺丝泡主成分特征峰。此外,11.35,19.33,19.96及27.40 min为类刺丝泡特异出峰段,可能对应发射过程有关的活性物质。三个样品的二次质谱结果显示,类刺丝泡特异蛋白大部分与膜融合有关,主要为Rab家族小G蛋白,鸟嘌呤核苷酸调节蛋白,过渡性内质网蛋白,阳离子转运蛋白,和两种质子泵（V型质子泵,囊泡质子转移无机焦磷酸酶）,这些蛋白在真核生物内均具有很强的同源性。本文推测,类刺丝泡射出时可能是由鸟嘌呤核苷酸调节蛋白将胞外刺激信号转移至胞内,产生膜融合信号,再通过Rab家族小G蛋白与效应因子的结合,为膜融合的发生做准备;过渡性内质网蛋白与阳离子转运蛋白分别通过调控相关蛋白及多肽和转运阳离子,在膜融合过程中发挥着调节作用;两种质子泵可能通过转运氢离子促进膜融合,参与类刺丝泡的生成与发射过程。此外,囊泡质子转移无机焦磷酸酶能够更加高效地利用能量,但其未曾在高等动物致密核心囊泡内被发现,本研究印证了原生动物的射出胞器与高等动物致密核心囊泡为趋同进化的观点。综上,本文首次建立了稳定的类刺丝泡诱导发射、收集的方案,总结刻画了类刺丝泡的发射过程及其特征;首次对这一复杂的细胞器进行了成分的初步鉴定,并将与其发射有关的蛋白与其他真核生物致密核心囊泡进行初步比较。此研究从不同角度对类刺丝泡型射出胞器的发射机制与功能提供了更深入的认知,该结果也为理解纤毛虫细胞结构的复杂性和真核生物致密核心囊泡的演化提供了新资料。