摘要:2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以表彰他们发现微RNA（microRNA，miRNA）及其在转录后对基因表达的调控作用。miRNA的发现，不仅开启了非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）这一新的研究领域，也修改了生命科学领域经典的“中心法则”，即遗传信息沿着“DNA转录成mRNA，再翻译成蛋白质，最后发挥生物学功能”这一线性的传递模式，细胞内mRNA与其他ncRNA，如长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、环状RNA（circular RNA，circRNA）等由于竞争性结合miRNAs，从而形成了一个庞大而复杂的基因表达调控网络，即竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）调控网络。同时miRNA本身也是由基因组上的基因编码，自身的表达也受其他编码或ncRNA的调控，miRNA与mRNA及其他ncRNA共同精细地调控了细胞的生命活动，并影响着机体的生理或病理功能，miRNA的表达失调与很多疾病的发生发展有着密切的联系，也为疾病诊疗提供了新的分子标记和靶点。本文总结了miRNA的发现过程、发生机制和生物学功能及miRNA与其他ncRNA之间的作用网络，并展望了miRNA的应用前景。

摘要:近年来，基于深度学习的方法研究在蛋白质结构预测领域实现了重大突破。AlphaFold 2（AF2）于2021年开源发布，实现了蛋白质暨蛋白质复合物三维结构的高精度预测，使得研究人员能够快速获取可靠的三维结构信息，显著加速了蛋白质结构与功能研究的进展。2024年发布的AlphaFold 3（AF3）更进一步，能对蛋白质-核酸、蛋白质-小分子等生物复合物的三维结构进行精准预测。AF3采用改进的算法与更高效的模型，大幅提升了预测准确度，特别是在抗原-抗体复合物、蛋白质-小分子复合物等方面展现出卓越的性能。AlphaFold的成功不仅为结构生物学带来了革命性进展，还在药物研发、蛋白质设计、分子功能机制研究等领域展示了巨大的应用潜力，推动了生物医学研究的革新。本文将回顾AlphaFold及相关蛋白质结构预测方法的研发历史，概述其关键技术和当下应用，并结合其局限性，展望未来的研究方向和应用。

摘要:蛋白质是生命活动的重要基础物质，在生物体内扮演着多种关键角色，包括构建细胞结构、参与代谢和能量转化、调节生理功能、提供免疫保护、传递信号等。蛋白质多样化的功能是通过其特定的氨基酸序列，以及相应的三维结构来实现的。蛋白质工程通过改变或设计蛋白质的序列与结构来实现特定的功能，从而扩展对蛋白质的理解，并为生物医学、生物材料、生物工程及其他领域的研究提供强大的工具和技术支持。近年来，随着算法的进步、大数据的积累，以及硬件计算能力的提升，人工智能技术得到了快速发展，并逐渐应用于蛋白质工程领域，形成了智能蛋白质工程。通过运用基因组、蛋白质组、蛋白质结构数据库等生物学大数据，以及在数据基础上建立各类先进的深度学习模型，智能蛋白质工程能够实现高效、精准、可预测的蛋白质设计和改造。本文主要侧重于智能蛋白质工程的四个方面，即结构设计、无骨架的序列设计、基于骨架的序列设计，以及其他辅助设计方法，总结了人工智能技术在这些领域取得的最新进展，并汇总了近年来采用智能蛋白质工程技术取得的实践成果。智能蛋白质工程作为一种新兴的技术和方法，展示了巨大的潜力和前景，为未来科学研究和技术创新带来深远的影响，并为解决全球性挑战提供新的解决方案和工具。

摘要:嵌合抗原受体T（chimeric antigen receptor T，CAR-T）细胞疗法在血液系统肿瘤的治疗中取得了显著成就。然而，由于CAR-T细胞的体外制备过程复杂且成本高昂，加之在实体肿瘤治疗中面临靶向浸润困难、免疫抑制环境以及潜在的毒性副作用等科学问题，其治疗效果并不尽如人意。幸运的是，纳米技术的进步为这一领域带来了新的希望。特别是纳米药物递送系统，已成为抗肿瘤药物研发中一个极为活跃的研究方向。本文聚焦于CAR-T疗法与实体肿瘤治疗的相关背景，系统地综述了近年来纳米技术在体外与体内CAR-T细胞制备和实体瘤治疗中的应用，并对未来的发展方向进行了前瞻性的展望。

摘要:纳米生物催化治疗是一种利用外源纳米催化剂在病变区域引发特定化学反应来实现疾病治疗的新兴治疗方式，因其具有高效性、高选择性和外物理场的可调控性，已成为生物医学领域的热点方向。近年来，外物理场（超声、光场、电场、磁场等）调控的纳米生物催化受到了广泛关注。其中，磁场作为一种安全可控且无组织穿透深度限制的外源性刺激方法，已应用于临床磁热疗与磁共振成像，近年来在催化治疗领域也展现出广阔的前景。本文重点综述了磁性材料在磁场作用下产生的三种物理效应（磁热、磁力、磁电），以及基于这些物理效应调控纳米生物催化的研究现状，并对未来发展方向进行了展望。

摘要:细胞外囊泡（EVs）是细胞分泌的纳米级小囊泡，在细胞间通讯中发挥重要作用。它们通过配体-受体结合、内吞作用、膜融合的方式被靶细胞摄取，从而执行生物学功能。在疾病诊断方面，EVs的组分可作为疾病诊断中的生物标志物，能够揭示其起源细胞的病理变化。在疾病治疗方面，EVs具有靶向递送的潜力，不仅可以作为疫苗开发的平台，还能被设计成药物递送系统，将药物直接运送到特定的细胞或组织。此外，EVs本身也可作为治疗剂用于自身免疫性疾病和癌症的治疗。本文总结EVs的生成过程和它们的摄取机制，同时探讨EVs在疾病诊断和治疗领域的最新研究进展。

摘要:可变剪接使同一个基因产生多种不同的转录本和蛋白质，增加蛋白质多样性和功能复杂性。转录组学和蛋白质组学是鉴定可变剪接的两种主要途径，分别通过分析RNA测序数据和蛋白质测序数据来鉴定可变剪接事件和相应蛋白质产物。尽管RNA水平的可变剪接研究已经取得了一定的进展，但是对于剪接蛋白亚型的检测和区分仍然不足。本文综述了近年来对可变剪接及其生物功能，可变剪接在不同水平检测的研究进展，详细介绍利用“自下而上”的蛋白质组学数据鉴定可变剪接蛋白质变体的两种主要方法，序列数据库构建和蛋白质鉴定算法开发。鉴定不同的可变剪接蛋白质有利于认识更全面的蛋白质功能，对发现相关生物标志物和关键药物靶点具有重要意义。

摘要:神经炎症是一种累及神经系统的炎症性疾病，通常表现为神经组织的异常反应或损伤，伴随着免疫系统的参与。小胶质细胞和星形胶质细胞作为中枢神经系统重要免疫细胞和支撑细胞，具有识别危险信号、产生炎症介质、清除病原微生物等功能，在维持稳态和调控神经炎症发生发展中发挥关键作用。神经炎症可以影响中枢神经系统或周围神经系统，参与多种神经系统疾病的发生发展。本文简述了神经炎症的相关通路研究现状，并介绍了目前常用的神经炎症细胞研究模型，为深入了解神经炎症发生的分子机制和预防治疗药物的筛选提供参考。

摘要:真核起始因子2α（eukaryotic initiation factor 2α，eIF2α）激酶在细胞增殖、分化、凋亡和细胞信号转导等过程中起着重要作用，其机制和eIF2α介导的整合应激反应（integrated stress response，ISR）有关。在哺乳动物中，已知存在4个eIF2α激酶，即PERK、PKR、GCN2和HRI。ISR参与许多疾病的发生发展，如心血管疾病、糖尿病，肥胖、癌症和神经系统疾病等。本文总结了eIF2α激酶介导的ISR在心血管疾病中的作用和机制。目前研究发现，特定基因编辑、药物、运动等方式可以调节ISR反应来缓解病理性心肌肥厚、糖尿病心肌病、缺血性心肌病、药物导致的心肌毒性和动脉粥样硬化等心血管疾病。ISRIB、4-PBA和Salubrinal是新型小分子ISR抑制剂，可以逆转eIF2α磷酸化引起的蛋白质翻译效应，从而改善心血管疾病。因此研究ISR和ISR抑制剂在心血管疾病的治疗效果/机制刻不容缓，以期早日把相关药物应用在心血管疾病的临床治疗中。

摘要:伴随人类生活方式改变，代谢紊乱导致的肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等慢性病已成为严重威胁人类健康的公共卫生问题。Krüppel样因子15（Krüppel-like factor 15，KLF15）是高度保守的KLF家族成员之一，在多个代谢活跃器官均有表达，具有广泛的调节作用。近年来，大量研究表明，KLF15在脂肪、骨骼肌、肝脏中调节糖、脂、氨基酸代谢，并与营养物质的获取、转运、利用密切相关。本文重点阐述了KLF15对代谢调节中的作用及其机制，期望在更好地理解KLF15的代谢调节作用的基础上，为治疗代谢相关疾病开拓新的视角并推进精准医学。

摘要:苯并［α］芘 （benzo［α］pyrene， B［α］P） 是一种常见的环境致癌物， 主要来源于工业生产和生活过程中煤炭、 石油和天然气等燃料不完全燃烧产生的烟气等，其在体内经过一系列代谢反应，最终生成活性代谢物二羟环氧苯并［α］芘（B［α］PDE）从而发挥强致癌作用。B［α］PDE与DNA碱基共价结合形成B［α］PDE-DNA加合物，引起DNA碱基突变，诱导支气管上皮细胞恶性转化，最终形成肿瘤。B［α］PDE亦可通过激活相关信号转导通路调控原癌基因、抑癌基因的表达或沉默，干扰DNA修复功能，导致细胞代谢及细胞周期紊乱从而诱导肺癌的发生发展。B［α］PDE也可以通过组蛋白修饰、DNA甲基化、miRNA、多聚ADP核糖甘油水解酶、代谢重编程、lncRNA等表观遗传变异来诱导支气管上皮细胞恶性转化。深入研究 B［α］PDE诱导支气管上皮细胞恶性转化的机制，可以为潜在的抗肿瘤药物研发靶点研究提供理论依据，有利于指导污染环境及烟雾环境暴露下肺癌的防治措施，也为禁烟控烟的健康中国措施提供理论支持。

摘要:睡眠剥夺（SD）不仅会直接影响工作效率，还会随着疲劳程度的增加，对个体的记忆、注意力和学习等多种认知功能造成负面影响。在过去的几十年里，研究人员围绕SD对各种认知功能，尤其是对记忆功能的影响，开展了大量的研究。本文首先基于行为学研究综述了SD对记忆功能的影响，并进一步从结构和功能突触可塑性、兴奋性和抑制性神经递质水平以及相关突触蛋白信号表达等方面阐述了SD生理机制研究的最新进展。发现SD通过影响突触的活动变化（如树突棘密度、突触之间的连接和突触的兴奋和抑制的平衡），从而对相关突触蛋白信号表达和下游信号通路进行调节，最终表现在行为学水平上。本文对SD影响记忆功能及其机制的研究进展进行综述，为今后进一步研究睡眠功能和相关机制，以及发展相关方法来改善SD引起的记忆功能缺陷提供参考。

摘要:目的 本研究旨在探究细胞周期蛋白依赖性激酶8（cyclin-dependent kinase 8， CDK8）在食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）中的表达及其对ESCC细胞的影响，并探讨潜在的分子机制。方法 首先通过UALCAN数据库分析了CDK8 mRNA的表达水平，然后利用免疫组织化学技术检测了CDK8蛋白在ESCC患者肿瘤组织中的表达水平。利用慢病毒稳定转染食管癌Kyse-30及Kyse-150细胞株以敲低或过表达CDK8，通过EdU增殖实验、细胞集落形成实验、细胞周期实验、细胞划痕实验和侵袭实验等多种方法探究CDK8蛋白表达水平的改变对食管癌细胞表型的影响。随后，通过小鼠皮下成瘤试验观察CDK8对体外食管癌移植瘤生长的影响。最后通过蛋白质印迹法检测增殖和转移相关蛋白质的表达情况。结果 与正常食管组织相比，CDK8在ESCC组织中转录和蛋白质表达水平均较高。敲低CDK8的表达能够显著抑制ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭；此外，抑制CDK8表达可显著影响JAK2/STAT3通路以及E-cadherin/ N-cadherin/Vimentin的表达，过表达CDK8则可以逆转上述结果，抑制STAT3通路逆转了CDK8过表达对ESCC细胞表型的促进作用。结论 CDK8是ESCC的促癌因子，可介导JAK2/STAT3磷酸化水平以及上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的过程。

摘要:目的 刺芒柄花素（formononetin，FOR）常被用于脑卒中后的神经保护和神经功能康复，其在脑缺血再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）损伤中的自噬溶酶体功能尚未见报道。本研究旨在探讨刺芒柄花素的治疗效果是否受到自噬流调节方式的影响。方法 雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠在接受大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）和I/R后被分为假组、模型组和MCAO+FOR（30 mg/kg）组。然后获得缺血半暗带的脑组织，分别用Beclin-1、LC3、SQSTM1/P62、Ubiquitin、LAMP-2、Cathepsin B、Cathepsin D抗体通过蛋白质印迹法（Western blot，WB）和双重免疫荧光检测自噬/溶酶体通路中的关键蛋白质。同时评估脑梗死体积、神经功能损伤和神经元坏死情况，以评价FOR的干预效应。结果 研究表明，与MCAO组相比，FOR干预除了能促进神经元中Beclin-1和LC3的自噬活性外，还能够改善自噬清除功能，如LAMP-2、Cathepsin B、Cathepsin D的溶酶体活性增强，以及Ubiquitin和P62的自噬积累减少。另外，FOR干预7 d后显著减少了脑缺血导致的神经功能缺损、梗死体积以及神经元死亡。结论 FOR的干预治疗可能是通过增强自噬流促进脑缺血半暗带恢复的神经保护机制。

摘要:目的 慢性应激可引起认知功能障碍，但其机制尚不清楚。研究已经证实，HMGB1/TLR4通路与认知障碍密切相关。本研究旨在探讨HMGB1/TLR4通路是否参与慢性应激诱导的认知功能障碍。方法 采用慢性不可预知应激（CUMS）小鼠模型，连续4周每天随机给予不同类型的应激。采用新物体识别实验、Y迷宫实验和Morris水迷宫实验检测认知功能。蛋白质印迹法（Western blot）检测HMGB1、TLR4、BCL2和BAX蛋白的表达。苏木精-伊红（HE）染色观察海马CA1区神经元损伤。结果 暴露于CUMS的小鼠海马HMGB1和TLR4蛋白表达明显升高。此外，根据新物体识别实验、Y迷宫和Morris水迷宫实验，丙酮酸乙酯（EP，HMGB1的特异性抑制剂）和TAK242（TLR4的选择性抑制剂）抑制HMGB1/TLR4通路可减轻慢性应激小鼠的认知障碍。此外，注射EP和TAK242还能缓解慢性应激小鼠海马细胞凋亡的增加。结论 海马HMGB1/TLR4通路参与了慢性应激诱导的细胞凋亡和认知功能障碍。

摘要:目的 本文探讨了太赫兹（THz）频率下的外电场对吸附在金(111)表面的水合双链脱氧核糖核酸（dsDNA）系统的影响。方法 采用GolDNA-Amber 力场进行分子动力学模拟。结果 DNA的碱基侧链比糖磷酸骨架更容易吸附在金层表面。当水合DNA分子置于频率高达10 THz的电场中时，振动态密度（VDoS）分别在5个不同频率下观察到峰值强度。此外，强电场会导致狭缝内DNA双链之间的氢键断裂。此现象在8.8 THz和9.6 THz的电场频率下尤为明显，并且在不同的电场强度下展示出不同的振动模式。结论 这些发现有助于加深对镀金生物界面的分子组织的理解。

摘要:目的 通过DNA推断个体的生物地理祖源（biogeographical ancestry，BGA）在人类学、法医学等领域广受关注。目前常用方法是使用几十个祖先信息单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点，通过主成分分析（principal component analysis，PCA）、似然比（likelihood ratio，LR）等方法判断个体的祖源。伴随高通量测序技术的发展，批量获取人群样本的高密度SNP数据集变得容易，同时计算机领域中机器学习等技术的引入，使得BGA研究发展出新的变化。本研究旨在构建适应高密度SNP数据，且具有高准确率和良好泛化能力的BGA推断模型。方法 首先基于307 866个SNP的数据，使用机器学习领域中的监督学习模型XGBoost，构建了基于多维度主成分（principal component，PC）的PCA-XGBoost推断模型，其次基于LR对推断结果进行评估和优化模型，确定了最佳PC数目和模型训练轮数，最后在其他公共数据的测试集上进一步验证模型的表现。结果 基于LR的结果评估方法，模型在参考集中人群预测准确率可以达到95%以上，在测试集中准确率可以达到90%以上，结论 PCA-XGBoost模型具有较高的洲际人群预测准确性，基于LR的结果评估方法有助于对预测结果的可靠性进行进一步评估。该模型具有很好的泛化能力，更换参考集的人群数据后，有望实现更加精细的人群分析。

摘要:目的 灰尘作为法庭科学极具特色和应用价值的物证，其中包含丰富的环境DNA信息，逐渐成为领域内的前沿研究热点。然而，作为办案应用中的关键基础环节，从法庭科学领域实际应用出发的物体表面灰尘的采集及DNA提取研究，仍亟待开展。方法 使用Copan Liquid Amies Elution Swab拭子擦拭物体表面采集灰尘，将采集样品管内拭子头、沉淀、上清液分别提取DNA，评估DNA含量从而选定应处理和裂解的样品管内成分。按照5种不同采样面积（25~400 cm²）采集灰尘样本并检测DNA浓度，确定合适的采样面积。比较3种商业化DNA提取试剂盒对灰尘样本的提取效果，并检测评估提取的灰尘DNA片段大小以及是否含人源DNA，同时通过16S rDNA扩增子测序分析物体表面灰尘DNA中的细菌信息，从而建立灰尘DNA提取产物的质量控制方法。针对DNA提取中的细胞裂解关键步骤，比较评估在不同的细胞裂解方式以及震荡裂解次数下提取DNA的量，从而建立适合灰尘DNA提取的细胞裂解方法。结果 灰尘采样管内沉淀与拭子头为DNA的主要来源部位，后续提取时均应纳入处理。灰尘的采样面积与灰尘DNA浓度呈正相关，且灰尘采样面积宜大于5×5 cm²。使用DNeasy PowerSoil Pro试剂盒可以获得较高的DNA产量，同时3种DNA提取试剂盒提取的DNA片段大小无显著差异，从上述灰尘样本提取的DNA中未检出人源DNA，而物体表面灰尘DNA中含有细菌DNA，并且不同采样点之间的微生物物种组成存在差异。此外，使用生物样品均质器进行研磨裂解4 min（2 min×2次）时，得到的灰尘DNA浓度最高。结论 灰尘DNA的提取与采样面积、提取试剂盒、裂解方式均有关，建立完整且适合的灰尘DNA提取方案至关重要。这不仅为研究挖掘灰尘中的环境DNA数据打下基础，还为环境样本的实际办案应用提供了方法参考。

摘要:Hu等（2023）发表文章探讨了高特质焦虑个体在抑制干扰和目标选择延迟方面所遇到的挑战，表明其对注意自上而下控制能力受损，尤其在不可预测的情况下，这种注意抑制适应性受到了影响。本文强调了Hu等发现高特质焦虑个体注意缺陷机制的重要性。基于他们的工作，本文提出了一种新颖的训练方法——注意抑制训练（AIT），旨在增强自上而下的注意控制，以缓解焦虑症状。此外，文章还探讨了利用无创经颅磁刺激（TMS）快速增强注意功能的应用。文章还强调，这一方法的有效性有赖于未来研究精确定位控制注意的脑区。