2009, 36(12):1509-1515.
摘要:神经活动即神经兴奋的产生与传递,阐明神经活动的基本过程是现代脑科学的目标之一.神经活动的光控制用光作为激活和抑制神经活动的手段,主要通过笼锁化合物、光敏感蛋白、光开关蛋白等物质的光活化或直接光刺激来实现.光控制神经活动的方法具有操作简单、非接触、高时空分辨、可定量重复等优势,因此在基础和临床神经生物学研究中具有广阔的应用前景.综述了各种光控制神经活动方法的原理、特点及最新进展,分析了其技术发展的趋势.
2009, 36(12):1516-1522.
摘要:综述了Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)介导炎症反应信号通路的负调控机理.TLRs可以被病原体激活并迅速启动炎症反应,对先天性和获得性免疫反应起着重要调节作用.TLRs介导的免疫反应必须受到严格的调控,持续激活状态可长时间高表达炎症因子,导致机体产生慢性炎症、自身免疫紊乱和其他TLRs相关疾病.正常生理状态下,机体存在着多种TLRs的负调控机制,以维持免疫反应的平衡.该领域的研究近年来取得了重要进展,为许多免疫相关疾病的治疗提供了线索.
2009, 36(12):1523-1529.
摘要:肿瘤常对临床上传统使用的多种化学治疗显示其内源性或获得性的药物耐受性即多药耐药性(multidrug resistance,MDR).这种多药耐药性主要是由一类称为ABC(ATP-binding cassette)转运体蛋白超家族的跨膜蛋白引起的,它们结合并利用水解ATP提供的能量来转运药物,导致肿瘤细胞呈现抗药性.半分子转运蛋白ABCG2是近年来才发现的可归于ABC转运体大家族中的一个新成员,在肠、肝、胎盘和血脑屏障等部位大量表达,与全分子转运蛋白如P-gp (P-glycoprotein)和多药耐药蛋白(multi-drug resistance protein,MRP)相似,可以主动地把具有不同化学结构和作用于细胞内不同靶位点的化疗药物泵出胞外,从而引起肿瘤对多种抗癌药物(包括最新开发的药物)产生抗性.最近的一些十分有趣的研究还表明,ABCG2可能与干细胞分化状态和保护干细胞发育过程中免受周围环境的影响有关,而且还发现,它在侧群骨髓和神经干细胞内大量存在,因此,ABCG2可能在基因治疗中作为选择性的蛋白质标记正受到研究者们的极大关注.同时,ABCG2的单核苷酸多态性影响其结合并转运不同的底物/药物.鉴于ABCG2在肿瘤抗药性研究中的重要性以及它的一些新功能的初步研究表明,对ABCG2的生物学功能和作用机理以及在医学实践中的应用研究必将受到更大的关注.主要阐述了半分子ABC转运蛋白ABCG2的发现、重要的生化特性和生理功能及其相关的新研究进展和问题.
2009, 36(12):1530-1535.
摘要:在大部分的肿瘤中都发现有癌基因的活化,癌基因的活化被认为是导致肿瘤发生的重要原因.然而,在野生型细胞内,癌基因的活化可以诱导细胞衰老,称为癌基因诱导的细胞衰老(oncogene-induced senescence, OIS),从而抑制进一步的肿瘤发生.因而,癌基因的活化具有诱导衰老或肿瘤的双向性.DNA损伤调控反应(DNA damage checkpoint response, DDR)是细胞应对DNA损伤时感应损伤,从而延迟或阻滞细胞周期进程的一种分子信号传递通路,是诱导细胞衰老的重要机制.癌基因的活化可以引发DNA损伤信号的产生,从而激活DDR,诱导细胞衰老.在DDR异常时,癌基因的激活可引发DNA的过度复制与细胞的过度增殖,并导致基因组不稳定性的积累,最终导致肿瘤发生.DDR的完整性决定了癌基因诱导的双向性.DDR在癌基因诱导中的重要作用,提示了保持和恢复DDR的完整性可以作为肿瘤预防和治疗的新方向.
2009, 36(12):1536-1543.
摘要:溶瘤腺病毒作为近年来新兴的肿瘤基因治疗策略,因具有“细胞溶解”和“旁观者效应”而备受关注.构建了受热休克蛋白70(heat shock protein 70, HSP70)基因启动子调控的溶瘤腺病毒载体Ad-HSP70p-E1A,观察该病毒与热疗联合应用对肺癌细胞生长的抑制作用和带动治疗基因在肺癌细胞中表达的效果.体外实验结果表明,Ad-HSP70p-E1A在肺癌细胞株A549内能较好地实现自身复制,并产生一定的溶瘤作用,在联合热疗后,Ad-HSP70p-E1A的自身复制能力和溶瘤效果分别增强了2~10倍和5倍以上.此外,Ad-HSP70p-E1A还可通过反式提供E1A蛋白而使10 moi用量的复制缺陷型腺病毒AdGFP、Ad-CMV-hGMCSF和Ad-CMV-mIL12的表达提升76.64倍、5倍和7倍.
苗敏 , 曹红平 , 钟彦 , 刘军 , 王一慧 , 刘昕 , 张年辉 , 刘科
2009, 36(12):1544-1552.
摘要:Rdr1是出芽酵母Saccharomyces cerevisiae的一个转录抑制因子,参与控制细胞的多重药物耐受性,并可能与细胞胁迫应答相关.利用PCR方法扩增RDR1基因片段,将其克隆至高拷贝表达载体pYES2/NTA上并诱导Rdr1蛋白在酵母细胞中过表达.为了揭示转录抑制因子Rdr1在胁迫应答中的作用,比较了RDR1过表达细胞、RDR1缺失突变体细胞和野生型细胞在过氧化氢处理、热胁迫和高盐处理条件下的生长状态,结果显示,RDR1过表达导致细胞对上述3种胁迫作用更敏感,而RDR1缺失则使细胞对这些胁迫作用的耐受性不受影响或有一定增强.为了揭示上述不同细胞在胁迫条件下生长状态的差异与细胞内抗氧化酶活性之间的关系,测定并比较了RDR1过表达细胞、RDR1缺失突变体细胞和野生型细胞中超氧化物岐化酶(superoxide dismutase SOD)、过氧化氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase G6PDH)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase GR)的活性.结果表明,RDR1缺失突变体细胞具高活性的SOD、过氧化氢酶、G6PDH和GR,而Rdr1过表达细胞中SOD、过氧化氢酶、G6PDH和GR的活性较低.RDR1对SOD和过氧化氢酶活性的影响要大于G6PDH和GR.细胞抗氧化酶活性的变化初步揭示,RDR1过表达细胞对胁迫的敏感和RDR1缺失突变体细胞对胁迫耐受性增加的原因.为转录抑制因子Rdr1在胁迫应答中的负调控作用及其机理提供了初步的遗传学和生物化学证据.
2009, 36(12):1553-1561.
摘要:体外组织工程模型中,生物化学和机械信号对心肌再生起着很重要的促进作用,对人胰岛素样生长因子(IGF-1)和三维动态微环境对脂肪干细胞向心肌细胞分化过程中的促进作用进行了研究.带有IGF-1基因的质粒整合到胶原-壳聚糖支架中,脂肪干细胞接种到整合质粒的支架内,未整合质粒的支架作为对照组,心肌细胞培养基作为分化培养基,转瓶生物反应器提供动态微环境.经2周分化培养后,检测质粒在支架内释放及表达情况、细胞在支架内的活性以及心肌功能性蛋白和基因的表达.结果表明:动态微环境能促进质粒DNA的释放和转染;IGF-1可促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内增殖以及向心肌细胞分化;动态微环境可加强IGF-1的促增殖分化作用.因此,IGF-1和动态微环境能独立或相互促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内活性,动态微环境还可强化IGF-1对脂肪干细胞的促分化作用.对体外构建工程化心肌组织进行心肌再生研究有着重要的指导意义.
2009, 36(12):1569-1577.
摘要:高保真PCR克隆出编码大鼠海马组织N型钙通道α1B亚基ⅢP区的DNA序列,分别与表达载体pET28b和pGEX-4T-1连接,转化入能补充稀有密码子tRNAs的大肠杆菌Rosetta菌株中,通过优化表达条件,实现了高效诱导表达.再通过低温诱导,将包涵体用尿素溶解再稀释后透析法复性、酶切、亲和柱层析等方法得到较纯的可溶性目的蛋白HIS-Cav22P、GST-Cav22P和Cav22P,紫外吸收光谱检测实验证明了重组蛋白HIS-Cav22P能和钙离子可逆地结合.最后通过GST沉降实验证明了芋螺毒素SO3与Cav22P存在体外相互结合作用.上述结果为揭示芋螺毒素SO3特异性阻断大鼠海马组织N型钙流的分子机制提供了直接的依据,也为建立筛选新的非吗啡型天然镇痛药物的技术平台提供了基础.
刘厂辉 , 李新 , 陈 锋 , 潘伟男 , 封 芬 , 秦旭平 , 李兰芳 , 苏 桃 , 陈临溪
2009, 36(12):1578-1588.
摘要:研究自发性高血压大鼠(spontanously hypertensive rat,SHR)离体血管环对G蛋白偶联受体APJ的内源性配体apelin-13的血管收缩与舒张反应及其与一氧化氮(NO)和ERK1/2通路关系.采用离体血管环体外灌流方法用Power-Lab生物信息采集仪检测血管环的张力.实验分组如下:新福林(Phenylephrine,PE)组,乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)组,apelin-13组,apelin-13 + PE组,apelin-13 + Ach组,PD98059(ERK1/2抑制剂) + PE组,PD98059 + Ach组,LNNA(L-nitro-arginine,硝基左旋精氨酸,一氧化氮合酶抑制剂) + PE组,LNNA+Ach组,apelin-13(预孵育) + PD98059 + PE组,apelin-13(预孵育)+PD98059+ Ach组,apelin-13(预孵育) + LNNA + PE组和apelin-13(预孵育) + LNNA + Ach组,以WKY大鼠血管环为对照组.培养大鼠血管平滑肌细胞,Western blot检测ERK1/2蛋白表达.结果显示:a.apelin-13对于有内皮的血管表现出浓度依赖性舒张作用,血管舒张百分比SHR < WKY大鼠,而对于去除内皮血管,apelin-13则表现出收缩血管的作用,且收缩张力SHR>WKY大鼠,apelin-13预孵育,能减少SHR和WKY大鼠血管对新福林的缩血管反应性,增加对乙酰胆碱的舒张反应性;b.NOS抑制剂LNNA阻断NO形成后,血管环对apelin-13的舒张反应明显抑制,且SHR组较WKY组对apelin的舒张反应减少更明显,提示apelin-13的舒血管效应至少部分依赖NO通路,而SHR高血压大鼠NO通路障碍减弱了apelin对血管的舒张作用;c.ERK1/2抑制剂PD98059预孵育后血管环对apelin-13表现出浓度依赖性的收缩,与去除内皮后apelin-13的收缩血管效应趋势一致,血管收缩张力SHR>WKY大鼠,PD98059逆转了apelin-13引起的血管舒张效应;d.Apelin-13促大鼠VSMCs ERK1/2磷酸化增加并呈剂量依赖性和时间依赖性,ERK1/2抑制剂PD98059可以减少apelin-13诱导ERK1/2的磷酸化.结果表明,自发性高血压大鼠离体血管环对apelin-13舒张反应性降低, NO通路和ERK1/2通路介导了apelin-13的舒张血管作用.
吴光哲 , 闫承慧 , 韩雅玲 , 陶 杰 , 邓 捷 , 田孝祥 , 张保海 , 王 涛 , 康 建 , 张效林
2009, 36(12):1597-1606.
摘要:血管平滑肌细胞(VSMCs)凋亡参与了动脉粥样硬化(AS)及冠状动脉介入治疗(PCI)术后再狭窄(RS)等心血管疾病的发生发展过程.E1A激活基因阻遏子(CREG)是新近发现的一种分泌型糖蛋白,在维持细胞和组织稳态方面发挥重要作用.前期研究发现CREG蛋白过表达能够对抗血清饥饿诱导的人血管平滑肌细胞(hVSMCs)凋亡,进一步探讨CREG对hVSMCs凋亡的调控作用及相关的分子机制.以逆转录病毒稳定转染的CREG过表达及表达抑制的hVSMCs为模型,应用两种药物Staurosporine (STS) 和Etoposide (VP-16) 诱导细胞发生凋亡,检测细胞凋亡和相关信号通路变化.结果显示,在药物干预后,CREG表达抑制时细胞凋亡明显增多,而CREG过表达明显抑制hVSMCs凋亡.同时也发现,CREG表达抑制时p38及JNK活性明显增强,而CREG过表达时p38和JNK活性被抑制.经腺病毒转染和药物干预抑制p38表达后,细胞凋亡均受到抑制,而且在p38活性被抑制的同时,JNK活化也受到抑制.说明p38和JNK表现为协同作用.结果也显示,VSMCs分化指标SM α-actin和SM MHC与CREG表达呈一致趋势,而细胞外基质蛋白Fibronection与CREG表达呈负相关.以上结果提示,CREG在维持VSMCs表型转换方面发挥重要作用,并且通过p38和JNK信号转导通路对hVSMCs凋亡进行调控.CREG可能对于AS和PCI术后RS的防治具有重要价值.
安洋 , 杨艳坤 , 高飞 , 朱宽钰 , 慕谭伟 , 滕春波
2009, 36(12):1607-1612.
摘要:Ptf1a,又名p48,是Ptf1转录因子的一个亚基,为胰腺命运决定与细胞分化必需的转录因子.最近研究发现,Ptf1a表达的丰度变化与发育中胰腺细胞生长、分化和胰岛?茁细胞数量密切相关.然而,胰腺细胞中Ptf1a的表达调节机制还不清楚.MicroRNAs(miRNAs)是一类约22nt的非编码小RNA,它们通过切割靶mRNA或抑制靶mRNA的翻译调节基因的表达.一些研究提示,miRNAs参与调控胰腺发育的多个过程.因而推测,miRNAs可能在胰腺发育中参与调控Ptf1a的表达变化.为了验证这一假设,结合两个靶基因预测算法的结果,获得4个可能调控Ptf1a表达的miRNAs.随后,利用双荧光素酶报告系统研究发现,预测得到miRNAs中的miR-18a,miR-145 和miR-495能通过结合到小鼠Ptf1a mRNA的3′UTR而有效抑制其表达.还利用qRT-PCR和免疫荧光染色实验研究了miR-18a、miR-145和miR-495与Ptf1a在小鼠胰腺发育过程中的表达模式.结果表明,miR-18a,miR-145和miR-495与Ptf1a mRNA及蛋白质的表达成负相关,进一步说明miR-18a, miR-145和miR-495可能在小鼠胰腺发育中调节Ptf1a的表达.
孙汉昌 , 李栋 , 王建 , 刘中扬 , 朱云平 , 谢红卫 , 贺福初
2009, 36(12):1613-1616.
摘要:Cytoscape是一个广泛应用于分子相互作用网络可视化的软件.发展了一个基于java的Cytoscape插件PNmerger.对于一个蛋白质相互作用网络,PNmerger能够使用KEGG数据库中的通路信息自动注释网络中的蛋白质.并通过网络和通路的比较发现网络中已知的通路元件,预测可能的通路元件及通路交联元件.该软件可以可视化网络中存在的通路模块,并将连接不同通路间的潜在交联元件显示出来.PNmerger软件能够有效地帮助实验人员发现网络中重要的功能线索,帮助实验人员进行实验设计.用户可以通过网站http://www.hupo.org.cn/PNmerger下载PNmerger插件.
孔庆然 , 武美玲 , 朱江 , 格日乐其木格 , 郇延军 , 尹智 , 牟彦双 , 刘忠华
2009, 36(12):1617-1625.
摘要:主要采用了绝对定量PCR和热不均一交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR,TAIL-PCR),检测了体细胞核移植技术生产的绿色荧光蛋白转基因猪中外源基因拷贝数和整合位点,并利用旁侧PCR(Junction PCR)对整合位点进行确定,同时进一步分析了整合位点的纯合性.结果表明,绝对定量PCR可以准确有效地检测外源基因拷贝数,标准曲线为:log2N (拷贝数) =-0.935 4ΔCt + 3.411 6 (R2=0.997 4,P < 0.001),两只转基因猪中外源基因拷贝数分别为30.85 ± 1.77和18.87 ± 1.34;TAIL-PCR能成功地克隆转基因猪中外源基因整合位点,得到25条特异性条带,经BLAST比对,共获得TgInS1 (1 440 bp)、TgInS2 (1 263 bp)和TgInS3 (1 861 bp) 3个整合位点.以整合位点侧翼序列特异性引物与外源基因特异性引物的组合引发Junction PCR,得到预计大小的特异性片段,确定了整合位点上、下游侧翼序列的准确性.采用整合位点5′上游和3′下游侧翼序列特异性引物与外源基因特异性引物的组合,进行Junction PCR,在两只转基因猪中都得到与野生型猪一致的侧翼序列特异性引物扩增片段,表明我们获得的转基因猪都为整合位点杂合子.初步建立了绝对定量PCR和TAIL-PCR对外源基因拷贝数和整合位点检测的体系,为今后研究外源基因在转基因猪中遗传和表达的稳定性打下了基础.
2009, 36(12):1626-1634.
摘要:在生命科学领域,人们常常需要在细胞内精确定位特定的蛋白质以研究其位置与功能的关系.多年来,宽场/共聚焦荧光显微镜的分辨率受限于光的阿贝/瑞利极限,不能分辨出200 nm以下的结构.近年来,随着新的荧光探针和成像理论的出现,研究者开发了多种实现超出普通共聚焦显微镜分辨率的三维超分辨率成像方法.主要介绍这些方法的原理、近期进展和发展趋势.介绍了光源的点扩散函数(point spread function, PSF)的概念和传统分辨率的定义,阐述了提高xy平面分辨率的方法.通过介绍单分子荧光成像技术,引入了单分子成像定位精度的概念,介绍了基于单分子成像的超分辨率显微成像方法,包括光激活定位显微技术(photoactivated localization microscopy, PALM)和随机光学重构显微技术(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM).介绍了两大类通过改造光源的点扩散函数来提高成像分辨率的方法,分别是受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion, STED)和饱和结构照明显微技术(saturated structure illumination microscopy, SSIM).比较了不同的z轴提取信息的方法,并阐述了这些方法与xy平面上的超分辨率显微成像技术相结合所得到的各种三维超分辨率显微成像技术的优劣.探讨了目前超分辨率显微成像的发展极限和方向.
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