2009, 36(8):945-949.
摘要:2009年从墨西哥开始暴发了一场席卷全世界的流感疫情.此次大流行的毒株,甲型H1N1病毒,包含了猪源、禽源和人源流感病毒的基因片段.研究该毒株的基因重配、进化历程及其生物学特性,将对防控此次流行具有重要意义.目前,该毒株的遗传进化关系已明确,通过遗传性状分析可获知该毒株可能的生物学性状,但流感大流行动向、毒株遗传变化、毒力及致病性变化仍在密切监控中.流感病毒生态系统具有复杂性,其基因组易突变、易重配、易在自然宿主保存,使得流感大流行存在一定的必然性.正视流感大流行的威胁,积极提高流感病毒在生态系统中的监控,加强流行病学调查,发展疫苗与药物,建立有效公共卫生保障体系,才能降低流感大流行的破坏性.
申红芬 , 姚志芳 , 肖高芳 , 贾俊双 , 肖东 , 姚开泰
2009, 36(8):950-960.
摘要:主要从 iPS细胞发展历程、获得 iPS细胞的几个关键步骤 (如基因导入方式、诱导 iPS细胞所需因子组合与小分子化合物运用和体细胞种类选择等)、病人或疾病特异性 iPS细胞、iPS细胞体内外诱导分化与其衍生物的临床应用和制备无遗传修饰的(genetic modification-free) iPS细胞的可行性与前景等方面对 iPS细胞最新研究进展做评述.日本和美国研究小组先后用4种基因将小鼠(2006年8月)和人(2007年11~12月)的体细胞在体外重编程为诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells),此后在短短两年多时间内,iPS 细胞的研究和关注度呈爆炸式增长.体细胞重编程、去分化和多潜能干细胞来源等一系列热点问题再次成为干细胞和发育生物学等研究的热点和焦点.与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)一样,iPS细胞在体内可分化为3个胚层来源的所有细胞,进而参与形成机体所有组织和器官.迄今,在体外已由 iPS细胞定向诱导分化出功能性的多种成熟细胞.因此,iPS细胞研究不仅具有重要理论意义,而且在再生医学、组织工程和药物发现与评价等方面极具应用价值.
2009, 36(8):961-967.
摘要:流感病毒感染(如暴发性流行或高致病性禽流感H5N1感染)可以造成广泛的病理损伤及严重的并发症,其肺部病理损伤以肺水肿及广泛的炎性渗出为特点,并伴有大量的中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞浸润及促炎因子和趋化因子的产生.组织学及病理学研究表明,过度的宿主应答反应是介导病理损伤的主要原因之一,而这些在流感病毒感染过程中介导组织损伤的免疫分子与细胞,在病毒的有效清除过程中同样至关重要.主要对甲型流感病毒感染过程中免疫系统的多种效应成分如何引发及加重病理性损伤等有害方面加以综述.为深入了解流感病毒感染防御机制及寻找并设计出既无害又能有效地治疗流感病毒感染的策略提供理论指导.
2009, 36(8):968-977.
摘要:基因组拷贝数变异(copy number variations,CNVs)是指与基因组参考序列相比,基因组中≥1 kb的DNA片段插入、缺失和/或扩增,及其互相组合衍生出的复杂变异.由于其具有分布范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点,目前认为,CNVs是一种新的可以作为疾病易感标志的基因组DNA多态性,其变异引起的基因剂量改变可以导致表型改变.最近,一种基于CNVs的新的疾病易感基因鉴定策略——CNV全基因组关联分析开始出现,这一策略和传统的基于单核苷酸多态性的关联分析具有互补性,通过认识基因组结构变异可以认识复杂疾病的分子机制和遗传基础.
张丕显 , 方王楷 , 许丽艳 , 蒋纪恺 , 沈忠英 , 杜则澎 , 陆晓峰 , 周飞 , 谢剑君 , 吴炳礼 , 崔有宏 , 谢东 , 李恩民
2009, 36(8):978-986.
摘要:以往研究证明,中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白NGAL(neutrophil gelatinase-associated lipocalin)与食管癌密切相关,改变NGAL表达能够对癌细胞的形态结构产生明显影响,但确切的作用机制不明.在酵母细胞中表达NGAL蛋白,柱层析分离纯化.筛选NGALR(NGAL receptor)高表达与弱表达的人食管癌细胞系EC1.71和EC109作为实验细胞模型.5-FAM标记NGAL蛋白,加入到细胞培养上清中,对比研究NGAL蛋白入胞情况、细胞形态学改变、细胞自噬体产生、自噬相关基因表达、细胞内铁离子与铁蛋白水平以及相关细胞信号转导激酶的活性等.结果表明,NGAL蛋白可经由内吞途径进入食管癌细胞发挥作用,致使细胞发生典型的自噬性形态结构变化,自噬体大量产生,自噬相关基因的表达发生相应变化,ERK被激活,但细胞内的铁离子与铁蛋白未受明显影响.上述结果提示,诱导细胞发生自噬是外源性NGAL蛋白经由内吞途径进入食管癌细胞发挥作用的机制之一,与NGAL蛋白跨膜转铁未见直接关联,而ERK信号转导途径可能参与了这一过程.
董国珍 , 杨志 , 张兆琪 , 于薇 , 李静薇 , 贺毅 , 张学新 , 翁旭初
2009, 36(8):987-993.
摘要:近期的脑成像研究在盲人等感官缺陷被试者身上发现了感觉替换现象,即传统上认为仅对单一感觉通道刺激反应的皮层区域也参与其他感觉通道的信息加工.类似的效应在感觉剥夺(蒙住眼睛)的明视人被试中也被观察到,提示脑内可能预存着多感觉交互作用的神经通路.通常认为,上述神经通路在常态的人脑中是以潜伏形式存在的,只有当感觉剥夺时才显露出来或得到加强.但是,感觉剥夺是否是该类神经通路发挥作用的必要条件,已有的研究尚缺乏确切的证据.采用统计力度较强的实验设计,给未蒙眼明视人被试听觉呈现一组名词,要求其对听到的每一个词语做出是人工物体还是自然物体的语义判断.对同步采集的功能磁共振信号进行统计分析,观察到视皮层脑区有显著激活.这些结果表明,跨感觉通道的神经通路在未实施感觉剥夺的条件下依然能够显示出来,因而在常态人脑中也不是完全以潜伏形式存在的.上述研究为建立多感觉交互作用神经机制的具体理论模型提供了一个约束条件.
杨眉 , 蔡芳 , 潘乾 , 龙志高 , 夏家辉 , 夏昆 , 张灼华
2009, 36(8):994-1002.
摘要:APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分.由PS(早老素),NCT, PEN-2和APH-1 4种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程.为了了解人类nicastrin( NCT )基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性.EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和大鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变.以上结果说明:AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控.
2009, 36(8):1003-1011.
摘要:探讨信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)在体内是否存在相互作用,并观察其作用如何影响肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)的转录活性.采用聚合酶链反应技术,从人Flag-p38和Flag-细胞外信号蛋白调节激酶2(extracellular-signal regulated protein kinase 2, ERK2)中扩增出p38和ERK2基因,将其插入载体pcDNA3-HA中;用Western blot方法在293T细胞中检测其表达后应用免疫共沉淀技术检测STAT3蛋白与p38/ERK2蛋白之间是否存在相互作用.然后应用报告基因技术检测这种相互作用如何影响TNF-α的转录表达,并在应用RNA干扰技术将STAT3通路抑制后,观察TNF-α启动子转录活性如何变化.酶切和测序结果表明,扩增的p38和ERK2基因序列正确,大小为1 080 bp,在293T细胞中正确表达大小约40 ku的p38和ERK2蛋白.免疫共沉淀实验结果证实,p38和STAT3蛋白以及ERK2和STAT3蛋白在体内相互作用.下游基因TNF-α荧光素酶活性实验显示,p38和STAT3蛋白以及ERK2和STAT3蛋白复合物协同升高TNF-α的活性,应用STAT3的干扰RNA后其活性则明显下降.该研究表明,STAT3和p38/ERK2蛋白在体内存在相互作用,STAT3与p38、STAT3与ERK2均对TNF-α的表达发挥协同效应,在阻断STAT3通路后,STAT3与p38、STAT3与ERK2对TNF-α表达的协同效应将明显降低.
李因涛 , 吴维宾 , 洪谊 , 王文忠 , 杨俊武 , 谢建辉 , 吴兴中
2009, 36(8):1012-1018.
摘要:人C型凝集素样受体(human C-type lectin-like receptor-2, hCLEC-2)是新克隆的Ⅱ型跨膜受体分子,研究表明,它在病毒感染,血小板活化、聚集,肿瘤转移和信号转导等方面发挥重要作用.通过制备针对其胞外段糖类识别结构域(CRD)的抗体来进一步研究该蛋白质的生物学功能及相关信号通路.构建了pET23b-CRD重组表达质粒,将其转化到大肠杆菌BL21中,用于hCLEC-2-CRD-His融合蛋白的表达,经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明,融合重组蛋白成功获得了高效表达,分子质量在18 ku左右.经鉴定,发现hCLEC-2-CRD-His表达于包涵体中.为获得高纯度的可溶性蛋白,将包涵体溶于6 mol/L盐酸胍,并用镍柱进行纯化.纯化后的蛋白质经过透析、再折叠后作为抗原,免疫家兔制备抗血清,抗血清经蛋白G亲合层析纯化后用Western blot等方法进行鉴定,结果显示该抗体能特异性地检测到GFP-hCLEC-2和GFP-CRD.通过使用该抗体,进一步发现,在用PMA和IL-4诱导单核细胞THP-1分化的过程中,内源性hCLEC-2蛋白水平下调,初步揭示了hCLEC-2的表达和单核细胞的分化存在一定的联系.因此,该抗体的成功制备将为进一步研究CLEC-2的生物学功能提供有利的条件.
张鑫 , 苗向阳 , 尹逊河 , 马艳芳 , 曲朝杰 , 张秋婷
2009, 36(8):1019-1024.
摘要:在过去的近30年中,转基因技术在哺乳动物基因表达方面研究的应用已经成为实验生物学及应用生物学领域最为显著的进展之一.传统的制作转基因动物方法有显微注射法、逆转录病毒感染法和胚胎干细胞法等,但每种方法都有其缺陷,限制了其在今后转基因动物研究中的广泛应用.对小鼠体内生殖细胞进行外源基因转染,研究精子形成过程中制作转基因小鼠的效率.首先运用睾丸注射法将被脂质体包裹的绿色荧光蛋白表达载体(pIRES2-EGFP)注射到公鼠睾丸及附睾内,然后根据精子形成的不同阶段,分别于注射后7、16、30和42天与发情母鼠合笼,利用PCR和DNA印迹方法对新生小鼠进行基因组DNA检测.在各阶段所得新生小鼠中PCR阳性率分别为6.82%、0、56.86%和42.86%,DNA印迹检测阳性率分别为6.82%、0、47.06%、34.69%.经活体荧光成像系统及荧光显微镜分析,转基因小鼠呈现绿色荧光表达.通过比较精子生成各阶段转基因效率高低,为以后通过用睾丸内注射法转染雄性生殖细胞高效制作转基因动物提供了理论依据.
吴一波 , 伯晓晨 , 颜莉蓉 , 余光创 , 刘辉 , 孙汉昌 , 谢红卫 , 王升启
2009, 36(8):1025-1034.
摘要:随着16 S rRNA序列资源的不断丰富,以及寡核苷酸微阵列基因芯片技术的不断进步,检测复杂微生物菌落中的微生物种群构成成为可能.现有的序列特异性探针设计算法缺乏足够的覆盖度、灵活性以及效率,不能满足大规模细菌检测基因芯片的设计要求.很多组特异性探针设计算法的思路多局限于针对某个目标序列组设计唯一的组特异性探针.在很多应用场合,设计单个探针检测组内所有目标序列的目标是很难达到的.因此,设计多个探针通过组合方式进行检测是很有必要的.每个探针能特异性地检测组内一部分目标序列,通过组合就能提高覆盖率.然而,在所有可能的探针组合中找到一个优化的探针组合是很耗时的.提出了一个可行的基于相对熵和遗传算法的组合探针设计算法.
2009, 36(8):1035-1040.
摘要:根据核小体定位序列和缺失序列的碱基分布特征,应用多样性增量二次判别方法(IDQD)构建模型对这两类序列进行了区分,受试者操作特性曲线下的面积达到了0.958.应用这一模型研究了核小体在人类基因组剪接位点(GT/AG)邻近序列中的分布方式,发现外显子所对应的DNA序列通常倾向参与核小体的形成,并且由它所转录的RNA统计上具有较强的刚性,而剪接位点及其邻近的内含子对应的DNA序列则避免参与核小体的形成,所转录的RNA统计上具有较强的柔性.进一步还发现,DNA序列的核小体定位/缺失和RNA的刚性/柔性具有统计相关性,为从机制上解释为何前体RNA剪接事件与DNA序列中的核小体定位信息有关提供了依据.
2009, 36(8):1041-1048.
摘要:尽管大脑听皮层神经元对声音空间信息的编码已有不少的研究报道,但其编码机制并不十分清楚,相关研究在大鼠的初级听皮层也未见详细的研究报道.用神经电生理学方法在大鼠初级听皮层考察了151个听神经元的听空间反应域,分析了神经元对来自不同空间方位声刺激反应的放电数和平均首次发放潜伏期的关系.结果表明,多数(52.32%)神经元对来自对侧听空间的声刺激反应较强,表现为对侧偏好型特征,其他神经元分别归类为同侧偏好型(18.54%)、中间偏好型(18.54%)、全向型(3.31%)和复杂型(7.28%).多数神经元偏好的听空间区域的几何中心位于记录部位对侧听空间的中部和上部.绝大多数初级听皮层神经元对来自偏好听空间的声刺激反应的放电数较多、反应潜伏期较短,对来自非偏好听空间的声刺激反应的放电数较少、反应潜伏期较长,放电数与平均首次发放潜伏期呈显著负相关.在对声音空间信息的编码中,大脑初级听皮层可能综合放电数和潜伏期的信息以实现对声源方位的编码.
2009, 36(8):1049-1055.
摘要:为了探求高频电刺激对受刺激核团的影响,在高频刺激丘脑底核的同时,同步记录了大鼠丘脑底核神经元活动.针对同步记录中刺激伪迹的难题,研究并应用了高效的刺激伪迹滤出算法,恢复了被掩盖的神经响应,且失真小.研究了刺激幅度、频率与神经元神经响应类型的关系,以及在临床治疗有效刺激参数下,高频刺激对神经元平均放电率的影响.研究结果显示,放电率的变化可能与帕金森症病理状态无直接关系,爆发式放电增多更可能是帕金森发病潜在的电生理基础,而受刺激核团的自发放电的抑制、放电率的降低及爆发式放电的减少则有可能是深部脑刺激作用机制的一部分.
戚晓红 , 陈汐敏 , 冯振卿 , 管晓虹 , 吴 军 , 陈 强 , 阚延静 , 童 华
2009, 36(8):1056-1063.
摘要:实验以聚天冬氨酸(PASP)为载体,以甲硝唑为模型药物,用较温和简便的方法制备了新型聚天冬氨酸-甲硝唑(PASP-MTI)纳米前药.采用红外光谱及核磁氢谱分析、透射电镜观察、激光粒度、透析和紫外分光光度测定、MTT比色、荧光显微镜和流式细胞术等方法,观察到甲硝唑以酯键方式键合于聚天冬氨酸高分子链上.PASP-MTI纳米前药呈球型,平均粒径404.8 nm,载药量30%,体外释药明显延缓;MTT结果显示,PASP-MTI显著提高甲硝唑对滴虫的抑杀作用,经纳米甲硝唑作用后,部分滴虫胞核出现染色质浓集、核固缩、核碎裂等一系列凋亡改变.流式细胞术检测可见凋亡峰,凋亡率由对照组的11.5%上升到纳米前药组的35.69%.上述实验结果表明:PASP是一种非常有潜力的前药载体,制得的新型PASP-MTI纳米前药具有载药量高、缓释和杀虫作用强等特点,可能的杀虫机制除与高聚物纳米前药促吞噬作用有关外,还与诱导滴虫凋亡有关.
赵瑞利 , 韩俊友 , 韩文瑜 , 雷连成 , 孙长江 , 冯 新 , 江丽娜 , 乔红伟 , 蔡林君
2009, 36(8):1064-1070.
摘要:Temporins 是从蛙属中得到的一类羧基端酰胺化的疏水性抗菌肽,具有抗细菌、霉菌、酵母菌、原虫及病毒活性.为了研究牛蛙皮肤抗菌肽的多样性及其结构特点,根据GenBank数据库中蛙属抗菌肽基因信号肽序列设计简并引物,从牛蛙皮肤cDNA文库中克隆到两个新的temporins 家族抗菌肽,命名为 temporin-La (LLRHVVKILEKYLamide) 和 temporin-Lb (LFRHVVKIFEKYLamide).合成的 temporin-La 和 temporin-Lb肽具有很强的抗菌活性,尤其是对革兰氏阳性细菌.溶血性测定结果表明,temporin-La 浓度高至250 mg/L 时对兔红细胞仍无溶血活性,而 temporin-Lb 具有较弱的溶血活性(半数致死浓度LC50 ≈ 230 μmol/L).通过透射电镜观察 temporin-La 和 temporin-Lb 处理过的金黄色葡萄球菌的细胞结构,发现它们都能直接地杀死细菌,但作用机制不一样.
2009, 36(8):1071-1078.
摘要:通过构建针对N-乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅴ(GnT-Ⅴ)的小片段发夹状RNA(shRNA)干扰表达质粒,研究了shRNA表达质粒沉默GnT-Ⅴ基因后对LoVo细胞增殖、黏附以及迁移、侵袭能力的影响.设计了靶向GnT-Ⅴ基因的小干扰RNA(siRNA)靶序列,构建shRNA表达载体并转染人结肠癌LoVo细胞,通过G418筛选建立稳定低表达GnT-Ⅴ基因的细胞株.分别采用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot)检测shRNA对GnT-Ⅴ基因mRNA及蛋白质表达的影响.并通过CCK-8增殖实验、异质黏附实验、划痕愈合实验、趋化运动实验、细胞侵袭实验评价pGPU6/GFP/Neo GnT-Ⅴ shRNA对人结肠癌LoVo细胞增殖、黏附以及迁移、侵袭能力的影响.实验成功地构建了GnT-Ⅴ shRNA表达质粒,并且该质粒明显下调GnT-Ⅴ的表达,LoVo GnT-Ⅴ/1564和LoVo GnT-Ⅴ/2224的mRNA水平的抑制率分别为82%和71.5%,蛋白质水平的抑制率分别为68%和56%.选择干扰效率较高的LoVo GnT-Ⅴ/1564进行进一步实验.CCK-8增殖实验显示,与阴性对照组相比,LoVo GnT-Ⅴ/1564的增殖受到明显抑制(P < 0.001),尤以72 h为著;下调GnT-Ⅴ表达可增强LoVo细胞的黏附能力( t = -3.357,P < 0.01),而显著抑制LoVo细胞的趋化运动能力( t = 44.051,P < 0.001);划痕实验结果也显示抑制GnT-Ⅴ表达延长LoVo细胞的愈合时间;用Matrigel胶介导的细胞侵袭实验结果显示,LoVo GnT-Ⅴ/1564和LoVo GnT-Ⅴ/NC的穿膜细胞数分别为(5.10 ± 1.25)个和(39.55 ± 2.16)个,GnT-Ⅴ/1564组较阴性对照组明显减少( t = 61.626,P < 0.001).结果表明,靶向GnT-Ⅴ的shRNA真核表达质粒可以显著降低GnT-Ⅴ的表达,从而抑制LoVo细胞的增殖、迁移和侵袭能力,因此,该GnT-Ⅴ的siRNA序列可能成为治疗结直肠癌的有效靶点.
王晓光 , 马远征 , 王晓辉 , 李玲 , 罗云波 , 朱本忠
2009, 36(8):1079-1083.
摘要:番茄果实的成熟是由多基因精细调控的一个过程.利用破色期番茄果实,根据复性动力学原理在mRNA水平进行均一化操作使高丰度和低丰度的mRNA丰度接近.然后把均一化之后mRNA反转录得到cDNA,再与基因沉默载体pTRV重组,最后把构建好的载体通过电转化的方法转入到GV3101农杆菌中,从而建立起破色期番茄果实均一化cDNA沉默文库.通过番茄果实中病毒诱导基因沉默技术,对cDNA沉默文库进行初步筛选,从而确定功能基因筛选模型.在模型建立阶段,以番茄红素合成途径相关的PDS基因作为内标基因,在100个混合农杆菌样中,成功筛选到了PDS基因.
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