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  • DNA聚合酶θ(DNA polymerase theta,Polθ)是一种广泛存在于动植物中的DNA修复酶。它在选择性末端连接(alternative end-joining,Alt-EJ)途径中发挥着关键作用,常参与DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSB)损伤修复。在正常生理状态下,Polθ主要调控基因组稳定性。然而,在恶性肿瘤发生时,Polθ表现出异常高表达水平,并参与调控肿瘤细胞的恶性转变过程。研究表明,抑制Polθ活性可导致同源重组(homologous recombination,HR)缺陷的肿瘤细胞发生合成致死(synthetic lethality,SL)。因此,已经开发出多种针对Polθ的小分子抑制剂,可与其他化疗药物联合使用以抑制恶性肿瘤的发展。此外,敲除或抑制Polθ活性还能增加HR修复效率,从而提高外源基因靶向整合效果。本文综述了Polθ及其介导的Alt-EJ修复机制在生物学功能方面的最新研究进展,为靶向Polθ在肿瘤治疗和基因编辑方面的应用提供理论基础。
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    王瑶, 陈国江, 冯健男, 石艳春, 王晶, 郑源强.DNA聚合酶θ:易错的多功能DNA末端修复分子[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):493-503.Export: BibTex EndNote
  • 张舵, 夏志, 尚画雨
    2024, 51(3): 2024,51(3):504-514
    DOI: 10.16476/j.pibb.2023.0125
    线粒体质量控制对于线粒体网络的稳态和线粒体功能的正常发挥具有重要意义。三磷酸腺苷酶家族蛋白3A(ATAD3A)是同时参与调节线粒体结构功能、线粒体动力学和线粒体自噬等重要生物学过程的线粒体膜蛋白之一。近期研究表明,ATAD3A既可与Mic60/Mitofilin和线粒体转录因子A(TFAM)等因子相互作用以维持线粒体嵴的形态和氧化磷酸化功能,又能与发动蛋白相关蛋白1(Drp1)结合而正性/负性调节线粒体分裂,还可作为线粒体外膜转位酶(TOM)复合物和线粒体内膜转位酶(TIM)复合物之间的桥接因子而介导PTEN诱导激酶(PINK1)输入线粒体进行加工,显示出促自噬或抗自噬活性。本文对ATAD3A在调控线粒体质量控制中的作用及其机制进行了综述。
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    张舵, 夏志, 尚画雨.膜蛋白ATAD3A在线粒体质量控制中的作用[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):504-514.Export: BibTex EndNote
  • 沈崇杰, 莫日根
    2024, 51(3): 2024,51(3):515-524
    DOI: 10.16476/j.pibb.2023.0118
    在大肠杆菌(Escherichia coliE. coli)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的,其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体(expressome)的结构细节和特征,这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是,对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。
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    沈崇杰, 莫日根.大肠杆菌中转录-翻译耦合的机制[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):515-524.Export: BibTex EndNote
  • 邢吉祥, 李寒霜, 李海成, 左永春
    2024, 51(3): 2024,51(3):525-543
    DOI: 10.16476/j.pibb.2023.0186
    动物早期胚胎发育始于分化成熟的雌雄配子经受精后重编程为全能性合子。在胚胎发育的初期,合子基因组的转录水平处于静默状态,母源物质调控占据主导地位。随着胚胎发育的进行,母源物质会经历分阶段的降解,合子基因组开始逐渐激活转录,标志着早期胚胎发育从母源性调控向合子基因组调控的转变,也称为母源-合子转换(maternal-zygotic transition,MZT)。其中一个关键的转折性事件就是合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA),ZGA的正确发生对于早期胚胎发育和细胞命运决定至关重要。然而,目前对于ZGA的调控因子和具体的分子机制仍知之甚少。研究表明,ZGA在不同物种中存在较大差异,可能受到DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑以及ZGA相关因子等多种调控因素的影响。本文探讨了上述几种调控因素影响合子基因组激活的研究进展,对进一步研究早期胚胎ZGA的相关机制具有借鉴意义。
    Citation
    邢吉祥, 李寒霜, 李海成, 左永春.早期胚胎发育合子基因组激活调控[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):525-543.Export: BibTex EndNote
  • 晋俊杰, 李晶, 胡广璇, 吴若萌, 衣雪洁
    2024, 51(3): 2024,51(3):544-554
    DOI: 10.16476/j.pibb.2023.0100
    R-spondin2(Rspo2)是蛋白质家族RSPOs成员之一,其可以通过富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4/5(leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor 4/5,LGR4/5)、细胞表面跨膜E3泛素连接酶 ZNRF3/RNF43(zinc and ring finger 3/ring finger protein 43)、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans,HSPGs)和含GTP酶激活蛋白质1的IQ基序(IQ motif -containing GTPase-activating protein 1,IQGAP1)来调控Wnt/β连环蛋白(catenin)信号通路,Wnt/β-catenin信号通路是目前研究最广泛且与基础骨生物学直接相关的信号通路,该通路中任何一环节出现问题都可能对骨的调控产生影响。近年来研究发现,Rspo2可以通过Wnt/β-catenin对成骨细胞(osteoblast,OB)、破骨细胞(osteoclast,OC)和软骨细胞产生作用,并参与一些骨骼疾病如脊柱后纵韧带骨化(ossification of the posterior longitudinal ligament,OPLL)、骨关节炎(osteoarthritis,OA)和类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的发生发展,因此对Rspo2的研究可能会成为骨相关疾病新的治疗方向。本文结合最新研究进展,就Rspo2的结构和主要功能、Rspo2调控Wnt/β-catenin信号通路的相关机制及其对骨骼系统的影响作一综述,以期为骨相关疾病的防治提供新的思路和途径。
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    晋俊杰, 李晶, 胡广璇, 吴若萌, 衣雪洁.R-spondin2调控Wnt/β-catenin信号通路的机制及其对骨骼系统的影响[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):544-554.Export: BibTex EndNote
  • 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是目前使用最广泛的增塑剂之一,DEHP具有毒性,长期暴露会对机体的多个系统产生损害,特别是对雄性生殖系统的毒性作用更为明显。DEHP通过诱导氧化应激、调控细胞自噬,促进生精细胞和睾丸间质细胞凋亡、抑制睾酮合成、破坏血-睾屏障、诱导睾丸支持细胞铁死亡以及影响子代雄性的表观遗传等,造成生殖器官的病理损伤。本文就DEHP对睾丸的毒性作用及机制进行综述,拟为男性生殖障碍的防治研究提供新思路。
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    冯安妮, 孙任任, 肖玉波, 曾昭明, 莫中成, 谢远杰.邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯对睾丸的毒性作用及机制[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):555-563.Export: BibTex EndNote
  • 王天幕, 任无竞, 田振军
    2024, 51(3): 2024,51(3):564-574
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0527
    生长分化因子5(growth/differentiation factor-5,GDF-5)属于转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)家族,在骨、软骨、心脏、大脑、肾脏、骨骼肌和肌腱、肝脏以及脂肪等多个器官组织中表达。GDF-5与其受体BMPR-I/BMPR-II结合,激活Smad1/5/8、PI3K/Akt、p38-MAPK等信号,发挥促进细胞增殖分化、减少氧化应激损伤、细胞凋亡和组织纤维化等生物学功能。目前针对GDF-5的研究多聚焦在骨、软骨与肌腱的生长和修复等方面,而在其他器官中的生物学作用鲜有报道。因此,本文通过梳理和总结近年来GDF-5与代谢性疾病的研究进展,为GDF-5在改善代谢性疾病防治提供新的见解和理论依据。
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    王天幕, 任无竞, 田振军.生长分化因子5与代谢性疾病[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):564-574.Export: BibTex EndNote
  • 纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述,将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状,并提供后续研究的相关线索。
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    刘行, 李奕璇, 秦梓通, 赵佳雯, 周悦捷, 刘晓菲.纳米酶在疾病治疗中的研究与应用[J].生物化学与生物物理进展,2024,51(3):575-589.Export: BibTex EndNote
  • 心血管疾病是全球第一杀手,而脂代谢紊乱是动脉粥样硬化性心脑血管疾病的主要病因,既可以导致心肌梗塞、脑卒中、急性胰腺炎等急性病,也可以导致慢性肾脏病。当前基因治疗技术的快速进展,为脂代谢机制研究提供了有效的手段,也使疾病根治变为可能。腺相关病毒宿主范围广、安全性高、免疫原性低、表达长期稳定,是基因治疗最常用的基因递送工具之一。本文对腺相关病毒作为基因治疗递送载体在脂质代谢机制研究和降脂治疗中的作用及其研究进展做一综述。
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    严子阳, 曹春雨.腺相关病毒在脂代谢研究和降脂基因治疗中的研究进展[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 目的 血红蛋白是高等动物体内运输氧气的载体蛋白,本工作拟探究磁场对血红蛋白氧合的影响,并比较人和牦牛血红蛋白在磁场下氧合的差异。 方法 1)构建人和牦牛血红蛋白的重组表达纯化系统;2)分别将人和牦牛脱氧血红蛋白置于地磁场或外加磁场下,通过收集紫外可见光谱数据,计算氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和高铁血红蛋白三种组分的浓度和比例,分析磁场对血红蛋白氧合速率的影响;3)使用超导量子干涉磁测量系统SQUID对人氧合血红蛋白和人脱氧血红蛋白进行磁性测量,探讨磁场影响血红蛋白氧合速率的可能机制。 结果 利用大肠杆菌原核表达系统成功表达并纯化得到了人和牦牛的血红蛋白样品。发现牦牛血红蛋白比人血红蛋白的氧合速率更快,外加0.3 T静磁场显著提高了血红蛋白的氧合速率,且牦牛血红蛋白比人血红蛋白对磁场更为敏感。结论 本研究成功表达和纯化了人和牦牛血红蛋白,发现磁场促进了血红蛋白的氧合过程。磁场对血红蛋白氧合速率的影响可能与血红蛋白本身的磁学性质有关。这些发现为未来使用外加磁场作为辅助手段改善低氧症状提供了理论支撑,有望在临床中发挥作用。
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    刘颜, 方彦雯, 张欣, 谢灿.磁场对血红蛋白氧合速率的影响[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 目的 物质吸收入血主要基于肠系膜淋巴途径和门静脉途径,门静脉途径具有肝脏的生物转化作用,而肠系膜淋巴途径并不具备生物转化作用,其转运的物质直接进入到血液循环影响机体。本文拟探究饮酒后肠系膜淋巴途径所转运的物质变化及其危害性。 方法 将雄性Wistar大鼠分为高、中、低剂量饮酒组和饮水组,采用灌胃的方式,分别灌胃56、28、5.6度白酒和水,10 mL/kg/天,共进行10天,之后收集肠系膜淋巴液进行液质联用(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)非靶向代谢组学分析与生信分析。 结果 高剂量饮酒组肠系膜淋巴液中代谢物变化最大,通过对差异代谢物进行代谢组-KEGG富集分析发现,高剂量饮酒组与对照组差异代谢物主要富集于癌症中的中心碳代谢、胆汁分泌、亚油酸代谢、不饱和脂肪酸的合成等通路;差异代谢物主要关联疾病有精神分裂症、阿尔兹海默症、肺癌、胃癌等疾病。中剂量与对照组的差异代谢物主要富集于:苯丙氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、亚油酸代谢、胆固醇代谢等通路;差异代谢物主要关联疾病有:精神分裂症、阿尔兹海默症、肺癌、帕金森病等。 结论 饮酒后肠系膜淋巴液中大量代谢物发生了变化,尤其是高剂量饮酒组;饮酒可能与炎症反应,神经系统疾病、精神性疾病、癌症的发生密切相关。
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    张媛, 孟子烨, 李文博, 荆雨萌, 刘桂辰, 郝子瑶, 许袖, 赵振奥.大鼠酒精灌胃后肠系膜淋巴液的代谢组分析[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 目的 闭角型青光眼(ACG)是主要的致盲性眼病之一,研究前房角对闭角型青光眼的诊断具有重要价值。目前,前房角的检查方法包括裂隙灯前房角镜检查、水前房角镜检查、超声生物显微镜(UBM)和眼前节光学相干层析成像(AS-OCT)等。裂隙灯前房角镜检查和水前房角镜检查便于观察前房角结构,但存在侵入性操作和眼部感染的风险;UBM能精确测量前房角的细微结构,但操作复杂且不适用于经历过外伤或接受过眼科手术的患者;而AS-OCT虽能提供详细的前房角图像,但设备成本较高。本研究旨在探索一种能够低成本实现全场前房角测量的非侵入、无损伤的光学反射层析成像技术(ORT),实现对猪眼三维结构成像和前房角的全场测量。 方法 搭建了由CMOS相机、远心系统、电机和白光光源组成的光学反射层析成像系统,其空间分辨率为~8.5μm。采集范围内的反射投影信息,经滤波反射层析算法处理得到三维结构图像,并测量出全场前房角度数。结果 本研究使用ORT技术成功采集了猪眼的反射投影数据,重建出其三维结构图像,并测量了前房角度数。重建的三维图像清晰展示了巩膜和虹膜等重要结构,并与实物图的结构一一对应。将ORT与光学相干层析成像系统对猪眼前房角度数的测量结果进行对比,显示两种方法的平均差值为0.51°,均方误差为0.317。 结论 ORT是一种非侵入、无损伤、成本低和成像分辨率高的技术,能够实现猪眼的三维结构成像和全场前房角测量。该技术为闭角型青光眼的诊断提供了新的视角,对眼科疾病的筛查、诊断和监测具有重要的临床价值。
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    刘碧旺, 钟俊平, 林海纳, 曾亚光, 余有平, 李泓毅, 韩定安, 陈金莺.基于光学反射层析成像技术的全场前房角测量[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 非酒精性脂肪肝(NAFLD)是最常见的慢性肝病,是从脂肪堆积到变性炎症,并出现非酒精性脂肪性肝炎(NASH),直至引发肝纤维化、肝硬化甚至肝癌的一系列过程。非酒精性脂肪目前已经是全球感染人群占比最大的肝病且发病率逐年上升。虽然非酒精性脂肪肝是一种新陈代谢紊乱的疾病,但它也涉及多种免疫细胞介导的炎症过程,通过分泌促炎和/或抗炎因子来促进和/或抑制肝细胞炎症,从而影响非酒精性脂肪肝的进程。然而,其潜在的疾病机制及其在免疫细胞中的作用仍在研究之中,留下了许多悬而未决的问题。 因此,在这篇综述中,我们介绍了免疫细胞在非酒精性脂肪肝的发病和致病过程中相互作用的最新概念。我们还重点介绍了在非酒精性脂肪肝中表现出具有治疗意义的免疫学特性的特定非免疫细胞,以便更好地了解表现出治疗特性的免疫/非免疫细胞的作用机制,从而在未来设计出治疗非酒精性脂肪肝的创新性和更具特异性的药物。
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    Feifan Ouyang, Madiha Rasheed, Bo Li, Yulin Deng.免疫细胞在非酒精性脂肪肝发病机制中的作用[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • Piezo蛋白是一种非选择性机械敏感性阳离子通道,能够响应压力、剪切应力等机械刺激,将机械信号转化为胞内的生物电活动,引起特定的生物学效应。在消化系统中,Piezo有助于维持消化吸收、物质代谢和免疫调节等正常生理活动,但Piezo的异常状态能够促进内脏高敏感、肠黏膜屏障功能障碍、免疫炎症等多个病理环节,参与消化系统疾病的发生发展。故本文对Piezo蛋白的结构、生理特性,及其在消化系统肿瘤、炎性疾病、纤维化疾病和功能性疾病中的作用进行综述,以期为消化系统疾病的机制研究和潜在治疗靶点的探索提供新的思路。
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    王司琦, 鄢香芸, 李艳秋, 罗芳丽, 姚俊鹏, 马沛涛, 侯雨君, 秦海燕, 石云舟, 李瑛.机械敏感性离子通道Piezo在消化系统疾病中的作用[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 在哺乳动物中,昼夜节律主要由生物钟基因的转录翻译反馈回路产生,生物钟基因通过转录翻译反馈回路调控下游的时钟控制基因,从而影响体内的各种生理活动。心脏作为人体外周组织中的重要器官,其生物钟系统受到运动和营养等授时因子的调控。当心肌细胞的生物钟基因被遗传性破坏或表达异常时,会严重影响心脏的代谢活动,导致心脏生理功能减退,增加心脏不良事件的发生风险,因此心脏生物钟在维持心脏代谢活动和生理功能方面发挥着重要作用。运动作为授时因子,可以独立于中枢生物钟对心脏生物钟进行调节。同时运动作为改善心血管功能的重要手段,可能通过激活HPA和SAM轴、调节能量代谢等途径影响心脏的代谢活动和生物钟基因的转录,维持心脏生物钟的稳定,促进心脏健康。对运动调控心脏生物钟的机制研究,可以为倒班、熬夜人群以及心血管疾病患者提供新的预防和治疗思路。未来需要更多研究来探索运动调节心脏代谢活动和生物钟的机制、运动对光周期诱导昼夜节律紊乱心脏生物钟的影响及机制以及运动调节心脏生物钟对其他外周器官代谢活动和昼夜节律的影响。
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    孔祥浩, 王漫达, 于亮.运动介导的心脏代谢与生物钟相互调节作用研究[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 肝脏大量脂质蓄积是非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)的重要病理特征。肝脏脂质摄取、脂质从头合成、脂肪酸氧化分解和脂质分泌输出这4个环节间的失衡是造成肝脏脂质蓄积的重要原因。运动具有改善脂质代谢,缓解NAFLD发展的作用,但其机制复杂尚未完全阐明。肌肉不仅是运动器官,还是重要的内分泌器官,一系列介导运动促进健康效应的内分泌因子主要由肌肉产生。鸢尾素(Irisin)是主要由肌肉分泌的内分泌因子,其合成和分泌受运动调节,可靶向机体多种器官组织,发挥改善NAFLD等肥胖相关慢性代谢性疾病的作用。Irisin改善NAFLD的效应与其对脂质代谢的积极调控作用密不可分。本文阐述了运动调控Irisin合成与分泌的可能机制,并对Irisin改善上述4个肝脏脂质代谢的重要环节减轻NAFLD的研究进展进行了总结,同时提出其中尚需进一步明确的问题,以期更好地理解Irisin介导运动在NAFLD等代谢疾病中的作用。
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    黄凯玲, 杨新成, 李良鸣, 杨文琦.鸢尾素改善肝脏脂质代谢紊乱减轻NAFLD的研究现状[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
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主办单位:中国科学院生物物理研究所和中国生物物理学会 编辑出版:《生物化学与生物物理进展》编辑部 主编:赫荣乔 通信地址:北京市朝阳区大屯路15号 邮政编码:100101 电话:010-64888459 Email:prog@ibp.ac.cn 期刊收录:SCI,CA,SCOPUS,JST,俄罗斯文摘,核心期刊,CSCD,WJCI ISSN    1000-3282 CN       11-2161/Q 当期目录
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