2010, 37(10):1041-1046.
摘要:试管婴儿技术是现代医学治疗不育症的人类辅助生殖技术之一.试管婴儿技术的发展,打破了人类繁衍的自然方式和过程,是生殖医学领域的一场革命,对生命医学的发展产生了重大影响.为此,在试管婴儿技术研究中做出开创性贡献的英国科学家罗伯特·爱德华兹,荣获2010年诺贝尔生理学或医学奖.
2010, 37(10):1047-1050.
摘要:近年来,高致病性禽流感病毒及表观遗传学是广受关注的生物医学领域。《 中国科学C辑:生命科学》 (Science in China Series C-Life Sciences)在2009年连续发表了两个专题,对两个研究领域的现状及发展态势,特别是当前一些具有挑战性的问题,进行了综合评述。表观遗传学专题包括三个论题:a. 迄今对组蛋白和非组蛋白甲基化的认识和了解,重点论述了组蛋白的甲基标记及去甲基化酶对组蛋白甲基化的动力学调控;b. miRNA的生物发生及其在转录后基因沉默的功能作用;c. 植物中RNA指导的DNA甲基化和去甲基化。禽流感病毒专题重点综合评述了高致病性人H5N1禽流感病毒研究领域的现状及其挑战,包括流行病学,疾病控制及病毒作用机理。有5篇评述全面总结了高致病性禽流感A(H5N1)感染,特别是人患禽流感,在中国大陆和香港特别行政区的发现及处置全过程,包括疫情沿起和传播,临床诊断,病毒特性,以及政府和公共卫生机构的政策和措施,为有效预防今后可能再度发生类似的疫情提供了可贵的实际经验。该专题还包括了4篇述评和研究论文,对病毒种间传播的宿主原因及感染人的分子病理学,流感病毒核蛋白(NP)的三维结构及其与RNA的相互作用,以及流感病毒RNA聚合酶PA亚基的三维结构与功能,进行了深度解析,并讨论了基于结构的抗流感药物研发前景.
2010, 37(10):1051-1053.
摘要:人类基因组计划的完成(2001年)宣告了后基因组时代的到来,也掀起新一轮的RNA研究热潮.作为后基因组时代的科学前沿,RNA组学近年来成为生命科学领域的研究热点,各种新型ncRNA的发现,让人们对遗传信息表达调控网络有了新的认识.结合RNA领域的最新研究进展,《 中国科学C辑:生命科学》 (Science in China Series C-Life Sciences)2009年第3期的8篇述评,从动植物小分子非编码 RNA、miRNA 与细胞分化发育、miRNA 与肿瘤发生及诊断治疗的靶点、核酶的结构与功能、遗传印记起源、miRNA 基因簇的进化等多个方面进行了综述,展现了ncRNA领域的研究现状和发展前景.
2010, 37(10):1054-1058.
摘要:泛素C末端水解酶L1(UCH-L1)是一种在脑内高度表达,具有泛素水解酶、泛素连接酶和稳定泛素单体功能的去泛素化酶.UCH-L1参与维持神经元突触的正常形态及功能,并能够缓解β-淀粉样蛋白诱导的长时程增强(LTP)缺失及记忆障碍;此外,UCH-L1的突变体I93M与家族性帕金森氏病相关,而UCH-L1的S18Y多态性则对神经元具有保护作用.通过研究UCH-L1的结构、功能及其在神经系统的作用机制,可以为阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经退行性疾病的治疗提供相关思路和借鉴.
2010, 37(10):1059-1066.
摘要:帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种最常见的神经退行性运动障碍,常染色体显性遗传PD可由LRRK2基因的突变引起.总结了LRRK2功能研究的最新成果,分为分子遗传学、表达分布和亚细胞定位、突变体的功能、蛋白质化学、蛋白质动力学、相互作用蛋白和底物、信号传导途径、与突起和突触囊泡蛋白的关系、结构分析、病理和临床特征等10个方面进行论述.指出已有的研究初步阐明了LRRK2突变导致PD的发病机制,提出了治疗PD的新策略,并对未来研究进行展望.
2010, 37(10):1067-1073.
摘要:综述了受体相互作用蛋白(RIPs)蛋白结构和RIP3调控细胞凋亡与坏死机制的研究进展.受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3, RIP3)是丝/苏氨酸蛋白激酶家族成员之一,该蛋白质家族包含一类高度保守的丝/苏氨酸激酶结构域.RIP家族激酶作为细胞应激传感分子,在调控细胞凋亡、细胞坏死和存活通路中发挥重要作用.近年发现,RIP3参与肿瘤坏死因子TNFα诱导的细胞程序化坏死的生物学过程.认识RIP3调控TNFα诱导的细胞凋亡与坏死不同死亡途径转换的分子机制,有助于发现肿瘤治疗的新策略.
2010, 37(10):1074-1081.
摘要:研究表明,脂质不但参与植物的信号转导、小泡运输、细胞骨架重组等多种细胞过程,而且在植物的生长发育和胁迫反应中具有重要作用.但是脂质本身的多样性、复杂性、以及分析手段的滞后限制了人们对脂质的深入认识.电喷雾电离串联质谱(ESI-MS/MS)技术作为一种直接进样的高通量分析技术,能够在短时间内对大多数脂质的不同分子种进行定量分析,极大地方便了人们了解植物因环境变化和生长发育引起的组织内脂质分子种的微量变化.近年来,该技术在植物上的成功应用,推动植物脂质组学研究取得了重要进展,揭示出脂质在植物的逆境胁迫反应、防御反应中的多种功能,促进了植物脂质代谢相关基因的鉴定.而且,该技术与其他脂质分析技术结合,促使人们在脂质的分布、运输、转化和新脂质种类的鉴定方面有新的进展.概要介绍了ESI-MS/MS技术的特点,重点综述了该技术在植物脂质组学研究中的应用进展,并展望了该技术今后的发展方向.
刘敏姬 , 王晓艳 , 沈守荣 , 李楠 , 张德才 , 彭娅 , 郭勤 , 李桂源
2010, 37(10):1082-1089.
摘要:NGX6是一个结直肠癌候选抑瘤基因,其转录调控机制不明.采用生物信息学技术预测其启动子区,并构建NGX6启动子荧光素酶报告基因重组体pGL3/Enhancer/1126.荧光素酶活性检测结果表明该区域具有强启动子活性.应用PromoterInspector program,FistEF,CpGplot和MatInspector Professional软件分析发现,NGX6基因转录调控区为一个不含TATA盒,而含有CAAT盒的GC富集区.凝胶迁移阻滞实验确定NGX6基因启动子区域具有Sp1特异性结合位点,Sp1特异性阻断剂光神霉素(mithramycin A)能明显抑制NGX6启动子的活性和NGX6基因的表达;封闭内源性Sp1能下调NGX6基因mRNA表达水平.
2010, 37(10):1090-1100.
摘要:评价了氧化铁磁性纳米颗粒作为缺氧诱导因子1α shRNA (HIF-1α shRNA) 重组质粒载体进行体内体外转染的可行性及其逆转人肺腺癌耐药细胞株(A549/CDDP)顺铂耐性的效果,并初步探讨相关机制.在成功构建HIF-1α shRNA重组质粒后,分别利用氧化铁磁性纳米颗粒及脂质体介导质粒转染A549/CDDP细胞及其移植瘤裸鼠动物模型,荧光显微镜检测转染效率,RT-PCR及细胞免疫化学检测转染后A549/CDDP 细胞HIF-1α、多药耐药相关蛋白1(multidrug resistance 1,MRP1)、肺耐药相关蛋白(lung resistance-related protein,LRP) mRNA及蛋白质表达,免疫组化检测转染后A549/CDDP移植瘤HIF-1α、MRP1及LRP蛋白表达,MTT法检测转染HIF-1α shRNA前后A549/CDDP细胞对顺铂的耐药性,并检测转染HIF-1α shRNA后A549/CDDP细胞移植瘤的肿瘤生长指数,HE染色检测纳米颗粒转染对裸鼠肝、肾及脑的组织学毒理作用.结果显示,氧化铁磁性纳米颗粒介导转染相对效率高于脂质体介导(P < 0.01),HIF-1α shRNA转染A549/CDDP细胞后HIF-1α、MRP1、LRP mRNA及蛋白质表达下降,逆转A549/CDDP细胞对顺铂耐性82%,纳米颗粒介导HIF-1α shRNA转染A549/CDDP细胞移植瘤裸鼠动物模型后,移植瘤组织中HIF-1α、MRP1及LRP蛋白表达下降,转染HIF-1α shRNA后抑制移植瘤的生长,且与顺铂有协同效应,纳米颗粒转染后裸鼠肝、肾及脑组织无坏死.这些结果说明,纳米颗粒介导HIF-1α shRNA的体内体外转染效率高于脂质体,RNA干扰技术封闭HIF-1α基因可较大程度逆转耐顺铂人肺腺癌细胞的耐药性及其抑制瘤的生长,其作用可能与HIF-1α shRNA降低HIF-1α、MRP1及LRP表达有关,HIF-1α基因可作为逆转肺癌耐药治疗的有效靶点,磁性纳米颗粒介导HIF-1α shRNA质粒转染具有一定的生物安全性.
林红 , 梁 洁 , 张慧林 , 唐 奇 , 苏亦平 , Brian Cao , 朱进 , 管晓虹
2010, 37(10):1101-1107.
摘要:应用噬菌体抗体库技术制备全人源抗滋养层细胞表面抗原-2(Trop-2)特异性Fab抗体片段.抗体库经细胞筛选和固相抗原筛选,获得特异性的阳性克隆.阳性载体经核酸序列分析后,构建工程菌,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析,呈现28 ku和32 ku大小的两条蛋白质条带.Fab分子经流式细胞术、细胞免疫荧光检测,结果表明,Fab能够与BxPc3细胞膜蛋白特异性结合,而与NIH3T3细胞不结合.免疫共沉淀与质谱分析结果表明,该Fab分子能够与Trop-2蛋白特异性结合.免疫组化显示,该抗体可结合胰腺癌细胞膜蛋白,在细胞培养液中加入Fab,能够抑制BxPc3细胞的生长.以上研究结果提示,该抗体有望成为胰腺癌临床影像诊断或治疗的候选分子.
杨悦 , 龚未 , 王伟伟 , 俞晓敏 , 胡松年 , 于军
2010, 37(10):1108-1119.
摘要:棕色脂肪组织(BAT)的生理作用与白色脂肪显著不同,它以产热的形式释放能量而不是将能量以ATP的形式储存.线粒体是在能量代谢和维持细胞稳态中具有重要功能的细胞器.为了更好地了解棕色脂肪中的能量代谢过程,运用双向电泳及质谱相结合的技术,分离了大鼠白色和棕色脂肪线粒体,对其差异蛋白质谱进行了系统分析和鉴定.参与脂肪和氨基酸代谢、三羧酸循环及线粒体呼吸链的蛋白质在棕色脂肪线粒体中的表达明显高于白色脂肪线粒体,在寒冷诱导下这些蛋白质的表达进一步上调.此外,参与辅酶Q合成的一系列COQ 基因在棕色脂肪中经寒冷适应后表达明显上调.该研究表明,辅 酶Q合成的增高在非颤栗性产热中具有重要作用,为进一步了解棕色脂肪特异性的能量代谢提供了新的思路.
逄森 , 李学锋 , LIU Zhi-Qian , 王成菊
2010, 37(10):1120-1127.
摘要:还原型谷胱甘肽在植物抵御生物压和非生物压过程中扮演着重要的角色.利用RACE-PCR技术从玉米体内克隆得到一个编码谷胱甘肽转运蛋白的基因ZmGT1.利用缺失谷胱甘肽转运子基因的突变型酵母菌(hgt1Δ)研究ZmGT1基因的生理功能发现,ZmGT1基因能够修复hgt1Δ突变型酵母菌在谷胱甘肽(GSH)作为唯一硫源的培养基中的生长,并且具有调控谷胱甘肽轭合物GS-N-ethylmaleimide (GS-NEM)吸收的功能.ZmGT1基因在玉米幼苗的各个不同器官均有表达,其中在叶片中的表达量更高.玉米ZmGT1基因能够被除草剂阿特拉津强烈地诱导,经过阿特拉津处理96 h后,玉米叶片中ZmGT1基因的表达量提高约4~5倍,该结果表明,谷胱甘肽转运蛋白在玉米解毒外源有害物质的过程中可能发挥着作用.
2010, 37(10):1128-1137.
摘要:前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有较强的诱导骨形成的能力,但目前对其诱导骨形成相关的分子机制了解甚少.采用重组腺病毒的方法成功构建显性负性突变的转化生长因子(TGF)βⅡ型受体的腺病毒,将其与BMP9共同导入靶细胞,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步鉴定分析与BMP9诱导成骨密切相关的TGFβⅡ型受体.体外细胞实验发现:三种显性负性突变的TGFβⅡ型受体,即dnBMPRⅡ、dnActRⅡ和dnActRⅡB在体外能抑制由BMP9诱导的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)表达和钙盐沉积,并可抑制BMP9诱导的Smad信号途径的激活.动物实验也显示,dnBMPRⅡ、dnActRⅡ和dnActRⅡB可抑制BMP9诱导的异位成骨,提示相应的野生型TGFβⅡ型受体即BMPRⅡ、ActRⅡ和ActRⅡB很可能与BMP9诱导成骨有关.而靶细胞中均只表达BMPRⅡ和ActRⅡ,并不表达ActRⅡB.随后,采用RNA干扰(RNA interference,RNAi)对BMPRⅡ和ActRⅡ进行基因沉默,结果发现BMPRⅡ和ActRⅡ的表达受到抑制后,由BMP9诱导的荧光素酶活性和ALP活性也相应受到抑制.因此,BMPRⅡ和ActRⅡ是与BMP9诱导成骨分化相关的TGFβⅡ型受体.
刘小敏 , 胡蓉 , 梁晓秋 , 王晓娟 , 王燕 , 张杨
2010, 37(10):1138-1143.
摘要:为了探讨候选肝癌抑癌蛋白PIG11(p53-induced gene 11,PIG11)诱导细胞凋亡的机制,首次在HepG2细胞株中鉴定了11个PIG11结合蛋白,热休克蛋白60(heat shock protein 60,Hsp60)为其中之一.采用免疫共沉淀联合Western blot 技术对Hsp60进行了验证.用Western blot检测其蛋白质表达,结果显示:pLXSN-PIG11-HepG2细胞中Hsp60蛋白表达较pLXSN-HepG2、HepG2细胞组下调(n=3,P < 0.01).选取与Hsp60关系密切的Bax蛋白进行研究,Western blot结果显示PIG11高表达可引起胞浆Bax向线粒体转位.以上结果表明,PIG11蛋白能与HepG2细胞中的Hsp60结合,促进Hsp60-Bax的分离,引起Bax从胞液到线粒体转位,激活线粒体凋亡途径,这可能是其诱导HepG2细胞凋亡的主要机制之一.
2010, 37(10):1144-1150.
摘要:荧光图像的微粒检测已经成为了生物学研究中不可或缺的工具之一.介绍了一种改良的小波变换算法(improved wavelet transform,IWT),该方法实现简单,能够以很高的速度和精度来进行生物微粒的检测.IWT源自多尺度小波乘积算法(wavelet multiscale products,WMP),但它不仅解决了WMP算法遇到的问题,而且在处理各类图像的时候具有更强的适应性.使用人工合成的图像和真实的图像来定量地分析IWT、WMP以及多尺度方差稳定变换算法(multiscale variance stabilizing transform,MSVST)的检测效果.实验结果表明, IWT在大多数情况下的检测效果比WMP好很多,且与更为复杂的MSVST算法相当.此外,在处理相同图像时,IWT的速度比MSVST快20%.因此,IWT算法能够普遍适用于各种生物微粒的自动化检测,其简单准确的特点使之成为荧光图像分析更好的选择.
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