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  • 高凯, 詹江山, 于常海
    2022, 49(11): 2022,49(11):2083-2086
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0485
    胶质细胞是一类神经系统中区别于神经元的一大类细胞,其数量是神经元的10~50倍。而且在相当长的一段时间胶质细胞也被认为是神经系统中的一种“胶水”,仅起到黏结神经元和填充神经系统的作用。随着近几十年神经科学的发展,神经生物学家们发现,胶质细胞的功能多种多样,并参与记忆、认知、神经发育性和退行性疾病,甚至衰老等高级功能。通过PubMed查询,中国胶质细胞相关论文的十年增长率为270%,远远高于全球平均增长率140%,说明中国在胶质细胞方面的研究势头非常强劲。本期《生物化学与生物物理进展》刊出了围绕胶质细胞的19篇论文。涵盖胶质细胞的生理功能和病理功能的各个方面。本期的刊行将有利于推动国内胶质细胞科学研究,并为中国脑计划提供参考。
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    高凯, 詹江山, 于常海.编者按: 神奇的“胶水”细胞[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2083-2086.Export: BibTex EndNote
  • 赵晓初, 罗兆莉, 杨菲, 李纤
    2022, 49(11): 2022,49(11):2087-2098
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0459
    细胞转分化是通过基因重编程,诱导某种细胞直接转变为另一种细胞,而不经过其他中间状态的过程。神经元丢失是神经系统疾病中常见的病理过程,神经元丢失通常不可逆转,且造成运动、感觉、精神症状。而由于人中枢神经系统神经元再生能力十分有限,仅有部分区域在神经损伤的刺激下能够新生少量神经元。在这样的背景下,将神经胶质细胞(星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质前体细胞)在神经元丢失处原位转分化为功能性神经元并整合进神经网络的治疗性策略,受到了广泛关注。近年来,学者通过在神经胶质细胞中将神经元命运决定的重要转录因子过表达或敲减等手段,成功实现其向神经元的转分化,取得多项重大进展,但由于目前研究手段的局限性、判断标准的分歧性、结果和结论间较难自洽等问题,部分研究成果的结论仍存在很大的争议。本文系统地回顾了神经胶质细胞转分化为神经元的发现与发展历程,总结了神经胶质细胞转分化为神经元的重要发现,并进行讨论与展望。
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    赵晓初, 罗兆莉, 杨菲, 李纤.综述与专论: 神经胶质细胞转分化为神经元的研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2087-2098.Export: BibTex EndNote
  • 邓泂, 吴晔
    2022, 49(11): 2022,49(11):2099-2106
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0356
    白质消融性白质脑病(leukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM)是一种常染色体隐性遗传性脑白质病,其致病基因EIF2B 1~5分别编码真核细胞蛋白质翻译起始因子2B(eukaryotic initiation factor 2B,eIF2B)的5个亚基α~ε,其中任一编码基因突变均可引起发病。起病多见于婴幼儿及儿童期,临床表型差异大,典型表现为进行性运动功能退行,可伴共济失调和癫痫。应激(发热、外伤等)可导致发作性加重。影像学显示大脑白质进行性液化。尸解神经病理学特征主要表现为广泛性白质稀疏和囊性变性,无神经胶质细胞反应性增生,星形胶质细胞形态异常,过表达祖细胞标志物巢蛋白(Nestin)和胶质纤维酸性蛋白δ(GFAPδ),少突前体细胞数量增加和成熟少突胶质细胞减少、泡沫化且凋亡增加。VWM致病基因EIF2B 1~5是管家基因,但多数患者通常仅脑白质受累。少数胎儿期及婴儿早期发病的患者可出现多系统受累,成年女性患者可有卵巢功能障碍。目前认为,星形胶质细胞在其致病机制中起着核心作用,病理性星形胶质细胞继发性引起少突胶质细胞成熟障碍和髓鞘形成异常,进而导致脑白质病变。其他疾病机制包括内质网应激后未折叠蛋白反应(UPR)过度激活、线粒体功能障碍、自噬抑制等,尚不完全明确。
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    邓泂, 吴晔.综述与专论: 白质消融性白质脑病研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2099-2106.Export: BibTex EndNote
  • 陈丽, 王静敏
    2022, 49(11): 2022,49(11):2107-2114
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0363
    异染性脑白质营养不良(metachromatic leukodystrophy,MLD)是一种由芳基硫酸酯酶A(arylsulfatase A,ARSA)基因突变导致的罕见遗传性白质脑病。MLD的临床表现及疾病进展速度存在个体差异,但几乎所有的患者最终均会出现运动及认知功能完全丧失。临床上根据患者的发病年龄及病情严重程度分为晚婴型、青少年型及成人型。MLD的临床诊断包括进行性神经系统倒退及典型的头颅核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)表现。其临床表现与多种疾病类似,需与其他白质脑病和溶酶体贮积病进行鉴别。MLD暂无有效治疗方法,目前仅能对患者进行对症支持治疗。造血干细胞移植或骨髓移植、酶替代治疗和基因治疗是关于MLD治疗的研究热点。最近研究发现,鞘内注射重组人芳基硫酸酯酶A(rhASA)可延缓疾病的进展。针对MLD家系进行有效的产前分子诊断是预防MLD发生的主要方法。
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    陈丽, 王静敏.综述与专论: 异染性脑白质营养不良的研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2107-2114.Export: BibTex EndNote
  • 段若愚, 延会芳, 王静敏
    2022, 49(11): 2022,49(11):2115-2129
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0370
    佩梅病(Pelizaeus-Merzbacher disease,PMD)是髓鞘形成低下性脑白质营养不良疾病中最常见的一种,其临床特点主要表现为发育落后尤其是大运动落后、眼震、肌张力低下等。其致病机制主要为脑白质髓鞘形成细胞-少突胶质细胞发生病理性改变从而导致髓鞘形成不良,相应理论基础包括以往研究中PLP1点突变通过影响PLP1/DM20寡聚体的形成,进而影响少突胶质细胞的存活,髓鞘分子结构的形成等;而PLP1重复突变则使少突胶质细胞及髓鞘脂的发育停止。近年来对细胞器互作网络(organelle interaction network,OIN)的研究进一步揭示了PLP1突变的致病机制:PLP1点突变通过影响PLP1蛋白上膜进而影响少突胶质细胞髓鞘化。PLP1重复突变则改变内质网线粒体间的连接,继而影响线粒体的形态功能等产生致病作用。目前已有相关研究表明,一些小分子化合物或药物例如胆固醇、吡拉西坦等以及基因疗法在动物体内对PMD临床症状有改善作用,其在PMD 患者体内的疗效有待进一步证实。
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    段若愚, 延会芳, 王静敏.综述与专论: 少突胶质细胞病——佩梅病的临床特点及致病机制[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2115-2129.Export: BibTex EndNote
  • 李礼, 刘黎黎
    2022, 49(11): 2022,49(11):2130-2135
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0415
    肠神经胶质细胞分布于消化道黏膜层、黏膜下层和肌层,其具有广泛的异质性和可塑性。黏膜层最靠近肠腔,易受病原体侵袭和炎症影响,因此黏膜稳态备受关注。肠黏膜神经胶质细胞(mucosal enteric glial cells,mEGCs)与肠上皮细胞、血管内皮细胞、免疫细胞等非神经元细胞具有复杂的相互作用关系。从结构和功能的角度来看,mEGCs可能处于中心调控位置。最近研究不断揭示mEGCs的亚型和新功能,表明mEGCs在病理条件下存在功能改变。了解mEGCs如何引起黏膜功能障碍及其在疾病发展中的作用至关重要。本文将总结mEGCs在维持粘膜内环境稳定和调节炎症方面的作用。
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    李礼, 刘黎黎.综述与专论: 肠神经胶质细胞在维持肠黏膜稳态与调控炎症中的作用[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2130-2135.Export: BibTex EndNote
  • 石真, 王静敏
    2022, 49(11): 2022,49(11):2136-2141
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0416
    伴皮层下囊肿的巨脑性脑白质病(MLC)是MLC1GlialCAM突变导致的星形胶质细胞功能障碍的中枢神经系统髓鞘变性疾病,以星形胶质细胞肿胀与髓鞘囊泡形成为特征性病理改变。MLC/GlialCAM与ClC-2共定位于星形胶质细胞终足处,既往研究发现MLC1/GlialCAM突变后影响ClC-2通道的电容传导性,导致星形胶质细胞的水离子稳态失衡参与MLC的发病,但在GlialCAM纯合敲除的小鼠中,通过与选择性开放Clc-2通道的转基因小鼠杂交并不能纠正小鼠表型,提示有其他因素共同参与了MLC的发生发展。最近研究表明,突变后的MLC1通过促进Connexin43的内化,减少其在细胞膜处形成缝隙连接,影响细胞间通讯效率,从而导致水肿形成和髓鞘囊泡形成,进一步导致MLC的发生。这些研究提示,少突胶质细胞、星形胶质细胞及缝隙连接蛋白等构成的胶质细胞合胞体的功能异常是MLC致病机制的研究方向。
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    石真, 王静敏.综述与专论: 胶质细胞病——伴皮层下囊肿的巨脑性脑白质病致病机制研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2136-2141.Export: BibTex EndNote
  • 庞波, 王永志, 柴睿超
    2022, 49(11): 2022,49(11):2142-2149
    DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0418
    脊髓星形细胞瘤是一种罕见的中枢神经系统恶性肿瘤,在流行病学、肿瘤临床学表型、分子遗传标记、治疗及研究方面有着独特特征。虽然随着手术技术的进步以及分子病理的发展,脑胶质瘤的研究和治疗取得较大进展,但脊髓星形细胞瘤的研究和治疗却发展缓慢。其原因一方面在于临床样本较少,难以开展研究,另一方面因其分子遗传独特性,对脑胶质瘤一线化疗药替莫唑胺敏感性差。因而亟需理清脊髓星形细胞瘤的研究现状,为改善其临床疗效梳理潜在方向。基于此,本文综述脊髓星形细胞瘤的临床特征、病理分型、分子遗传特征和当前治疗方法等方面的研究进展,在描绘脊髓星形细胞瘤的临床治疗现状和研究进展的基础上,提出了未来研究和治疗潜在方向。
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    庞波, 王永志, 柴睿超.综述与专论: 脊髓星形细胞瘤研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2022,49(11):2142-2149.Export: BibTex EndNote
  • 目的:耐辐射奇球菌是一种对紫外线、电离、干燥和化学试剂具有较强抗性的极端微生物。然而,该菌在紫外辐照后恢复早期的分子响应还不完全清楚。本文的目的是揭示耐辐射奇球菌在这一阶段的转录组响应。 方法:本研究采用RNA-seq技术,测定了正常和紫外辐照培养条件下耐辐射奇球菌的转录组。为了确定关键的差异表达基因及其调控关系,进行了功能富集分析。选取部分关键差异表达基因,进行了实时定量PCR实验验证。利用以往研究中的转录组数据,寻找紫外辐照、电离辐射和干燥胁迫条件下公共的差异表达基因。构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络;对蛋白互作网络中的枢纽基因和主要模块进行了鉴定;对这些枢纽基因和模块进行了功能富集分析。 结果:紫外辐照后的恢复早期,上调基因数量是下调基因数量的两倍以上,且多数与应激反应和DNA修复有关。恢复早期的修复途径主要有单链退火(SSA)途径(涉及基因:ddrA-D)、非同源端连接(NHEJ)途径(涉及基因:ligB、pprA)和核苷酸切除修复(NER)途径(涉及基因:uvrA-C),前两种途径为同源重组(HR)做准备,而NER途径去除紫外线照射带来的嘧啶二聚体。通过比较紫外辐照、电离辐射和干燥胁迫下的转录组数据,发现公共的差异表达基因主要涉及奇球菌属特异性基因和DNA/RNA代谢相关基因。从差异表达基因的蛋白互作网络中发现了几个重要的枢纽基因和相互作用模块,其功能集中在双链断裂修复、DNA拓扑改变和复制。 结论:这些结果表明,在紫外辐照后的早期恢复阶段,耐辐射奇球菌的多种基因发生了转录组水平的分子响应,并启动了多个修复途径来应对这种胁迫,其中一些修复途径在其他应激条件下同样存在。
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    张彩云, 马彬广.紫外辐照恢复早期耐辐射奇球菌的转录组学分析[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • Piezo1是哺乳动物中新发现的一种机械敏感(mechanosensitive, MS)离子通道,在不同组织和器官中发挥着重要功能,包括骨骼、泌尿道、眼球和动脉等。然而,异常的Piezo1机械传导会造成多种疾病的发生并促进病程的发展。纤维化疾病几乎可以发生在任何一个组织和器官中,其主要特征是胶原蛋白和其他细胞外基质(extracellular matrix, ECM)成分的过度交联与累积,最终导致组织器官刚度增加,生理功能受到影响。目前,越来越多的研究表明Piezo1在纤维化疾病的发生和发展中扮演着重要的调控作用,与其基质力学状态变化有着密切联系。本文叙述了Piezo1的结构和激活机理,并且系统地总结了Piezo1在心、肾、胰和肝等多种器官纤维化疾病中的研究进展,以期为纤维化疾病的治疗提供新的视角和策略。
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    尹诗韵, 陈国宝.机械敏感性离子通道Piezo1在纤维化疾病中的研究进展[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 溶瘤病毒是一类天然的或经过基因编辑后能特异性地在肿瘤细胞中复制,发挥抗肿瘤效应的病毒。溶瘤病毒的抗肿瘤效应主要通过以下两个方面实现:(1)直接的溶瘤效应,例如诱导肿瘤细胞发生凋亡、促使细胞裂解等。(2)溶瘤病毒作为一种激活免疫的药物,通过诱导机体产生强烈的抗肿瘤免疫,达到清除肿瘤的目的。溶瘤病毒疗法作为免疫疗法的一个重要分支,因其具有肿瘤特异性,便于基因改造等优点,成为该领域的研究热点。截至目前,处在临床实验招募和完成阶段的溶瘤病毒疗法虽然已达100多例,但已批准上市的产品仅有4款。溶瘤疗法应用于肿瘤治疗领域还面临着诸多挑战。因此,系统性回顾溶瘤病毒的改造策略,深入了解溶瘤病毒的生物学过程显得尤为必要。病毒依赖于宿主完成复制、增殖过程,其生物学过程与宿主的代谢状态密切相关。肿瘤的标志性特征为代谢重编程,即肿瘤细胞重新构建代谢网络以满足指数生长和增殖的需求并防止氧化应激的过程。通常包括糖酵解的增强和谷氨酰胺分解,以及线粒体功能和氧化还原稳态的变化。通过靶向宿主代谢重编程增强溶瘤病毒的复制、溶瘤能力是当前极具前景的方向。本文从溶瘤病毒的临床应用现状及与代谢相关的调控机制做出综述,为进一步开发新型溶瘤病毒以及联用方式提供新的思路。
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    孔令凯, 吴俊华.靶向代谢重编程调控溶瘤病毒的研究进展[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 放疗诱导的远隔效应能够抑制非辐射区域内肿瘤的生长,目前已有临床和临床前研究表明,常规放疗射线(X射线,γ射线)能够诱导远隔效应的发生,但是对于其发生的机理以及碳离子诱导的远隔效应研究较少。与常规放疗射线相比,碳离子束具有高传能线密度、高相对生物效应、低氧增强比以及复杂DNA损伤等优势,并且具有激活肿瘤细胞更强免疫原性的潜力。本文综述了常规放疗以及碳离子放疗诱导的远隔效应及其机理,为寻找更有效的癌症放疗方法提供参考。
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    高玉婷, 金晓东, 李媛.碳离子辐射诱导的远隔效应*[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 显微技术经过快速发展,已经突破了光学衍射极限,目前主要包含:1)STED技术;2)SIM技术;3)PALM技术;4)STORM显微成像技术;5)MINFLUX技术;6)SIMFLUX技术等。充分考虑荧光分子信号采集的信噪比、减少光漂白对成像的影响,并考虑成像分辨率等方面,我们采用了STORM显微成像技术。多色成像技术有助于生物信息的提取,结合多方面因素选择了三通道成像,使用金纳米粒子和细胞进行了成像验证。通过对光谱重叠和硬件误差导致的位置偏移进行算法上的优化,获得了很好的成像效果,并且保证每一次对齐误差在超分辨率显微镜分辨率20nm以内。
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    俞珠颖, 吉凡, 郭京雨, 鲁统一), 夏兆厦, 张宁博, 孙耀杰.基于三通道的超分辨率显微镜成像[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • CRISPR/Cas不仅是一种重要的基因编辑工具,而且还是一种有效的分子诊断工具。目前基于CRISPR/Cas建立了一系列的分子诊断传感器系统,广泛应用于核酸、非核酸等检测过程中。与应用较广泛的核酸分子诊断传感器系统相比,基于CRISPR/Cas的非核酸检测系统目前尚未见系统性综述,因此本文围绕基于CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13建立的两大类 非核酸分子传感器诊断系统的基本特征、工作流程及其检测原理等进行了全面综述,期望能为CRISPR/Cas分子诊断系统在体外诊断中的应用提供依据
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    李卓, 周建, 王馨, 徐璞.基于CRISPR/Cas的分子诊断传感器在非核酸分子诊断中的应用[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 阿尔茨海默症(AD)是一种以认知障碍为特征的神经退行性疾病,不仅严重危害患者的身体健康,还给患者家人和社会造成了沉重的负担。因此,对其发病机理和诊断治疗方法的研究具有重要意义。近年来,一种通过调控γ节律神经振荡活性的40 Hz光闪烁刺激治疗方法的研究在AD动物模型和人类患者身上取得了初步进展,有望成为将来临床治疗和预防AD的备选方案,因而得到了研究人员的广泛关注。基于此,本文在介绍针对AD的40 Hz光闪烁刺激方案的基础上,总结了其对AD模型动物和人类患者认知功能相关行为表现的影响,综述了其改善AD病理症状的神经机理研究进展。最后,探讨了该方案的局限性,并进行了展望,为今后发展针对AD等认知障碍疾病的物理疗法提供依据。
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    王龙龙, 魏语佳, 李润泽, 李双燕, 徐桂芝.40Hz光闪烁刺激对阿尔茨海默症影响的研究进展[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
  • 海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高,生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,我国褐藻的产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6-脱水-L-半乳糖等多糖组分不容易发酵,极大地限制了其高值转化的进程。本文针对褐藻多糖的高效降解与高值转化这一研究热点,总结了褐藻的系统发育与褐藻多糖(褐藻胶、岩藻多糖以及昆布多糖)的复杂结构组成,分析了三类海洋多糖降解酶系的家族、空间结构及其特异性识别专一底物的活性架构等特征,并对褐藻多糖降解产物及其衍生寡糖的生物学功能进行了构效分析,以期揭示海洋多糖降解酶系的高效催化机制和特异性识别机理,推动褐藻的高效生物降解转化,为精准定制生物活性寡糖,构建绿色低碳工业化生产工艺提供参考。
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    李雪, 吴秀芸, 李颖杰, 王禄山.海洋褐藻多糖复杂结构、降解酶系以及生物学功能的研究进展[J].生物化学与生物物理进展.Export: BibTex EndNote
期刊信息
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 当期目录