2011, 38(2):101-112.
摘要:诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是体细胞在外源因子作用下,经直接细胞核程序重整而重新获得多潜能的干细胞.iPSCs在疾病的模型建立与机理研究、细胞治疗、药物的发现与评价等方面有着巨大的潜在应用价值.在过去几年中,科学家们致力于改进体细胞重编程技术并取得许多突破.然而,为实现其在临床上的应用,必须克服体细胞重编程效率低和iPSCs成瘤风险两大挑战,而且重编程机制有待进一步阐明.结合iPSCs最新研究成果,评述了有关领域国内外研究进展,重点讨论当前存在问题,并展望未来研究方向.
2011, 38(2):113-118.
摘要:最近的研究证实,肾小管细胞具有能力表达包括转铁蛋白受体1(transferrin receptor-1,TfR1)、二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter-1,DMT1)、膜铁转运蛋白1(ferroportin-1,FPN1)、铁调节蛋白(iron regulatory protein,IRP)和铁调素(hepcidin,Hepc)在内的几乎所有铁代谢蛋白.这些蛋白质的存在以及相关研究显示肾脏可能具有排出多余铁的功能,因此对体铁平衡起有十分重要的作用.
张家瑱 , 谈金崟 , 左 晓 , 李 彬 , 吕兆霞 , 赵瑞璞 , 万亚坤
2011, 38(2):119-126.
摘要:衰老是任何生物都无法避免的生理现象,它由多种因素引起,其过程极其复杂.酵母细胞是目前衰老研究领域公认的模式生物,一系列影响衰老的分子作用机理及调控因素的发现均源自于对酵母细胞的研究.自然衰老是酵母细胞的衰老模式之一,由于该衰老过程与其他高等真核细胞(特别是哺乳动物细胞)极为相似,近年来受到广泛关注.全面比较酵母细胞衰老的两种模式,详细介绍自然衰老过程中分子作用机理的研究进展,重点阐述其复杂的自然寿命调控通路,包括卡路里限制以及药物添加对Ras/PKA、Sch9、Tor等营养依赖型调控通路的影响,并展望未来该领域需要解决的重要科学问题,为全面深入了解高等生物,特别是人类自身的衰老机理提供参考.
杜建霖 , 张进 , 蒲荻 , 高二志 , 杨景涛 , 高凌志 , 夏爽 , 邓松柏 , 佘强
2011, 38(2):127-133.
摘要:心脏祖细胞(cardiac progenitor cells,CPCs)的研究对阐明先天性心脏病的机制及治疗心血管疾病具有重要意义.哺乳动物的心脏组织由多种不同CPCs分化形成.转录因子Tbx18在发育中的心外膜中表达,对心脏的发育形成起重要的调节作用.为了在组织及活体细胞水平检测和阐明Tbx18+CPC的分化潜能,应用Cre-LoxP系统建立Tbx18+CPCs基因命运谱系示踪模型:Tbx18-Cre/Rosa26R-EYFP 和Tbx18-Cre/Rosa26R-LacZ双杂合基因敲入小鼠.该双杂合基因敲入小鼠通过Cre的表达能有效地示踪Tbx18+细胞在胚胎和成年小鼠中的分化命运.Tbx18-Cre/Rosa26R-EYFP双杂合小鼠心脏能非常容易地利用流式细胞分选系统(FACS)分离出YFP+细胞,也可在倒置共聚焦显微镜下观察.应用X-gal染色分析其表达模式,揭示Tbx18命运谱系参与心房肌、室间隔、心室肌、冠状动脉、瓣膜等的形成.应用免疫荧光技术初步揭示Tbx18+CPCs向心脏肌钙蛋白T(cTNT)阳性心肌细胞和平滑肌肌球蛋白重链11(MYH11)阳性血管平滑肌细胞分化的潜能.心脏是一个由多种肌肉和非肌肉组织细胞构成的复杂器官.推测Tbx18可能在心脏祖细胞向肌源性细胞分化的信号通路中起重要调节作用.在上述研究中应用基因谱系示踪技术,验证Tbx18可作为一类CPCs的标志,为更深入揭示心脏祖细胞向心系细胞的分化潜能打下基础.
2011, 38(2):134-141.
摘要:研究了缺氧对鼠视网膜Müller细胞谷氨酸转运体(L-glutamate/L-aspartate transporter,GLAST)和谷氨酰胺合成酶 (glutamine synthetase,GS)表达的影响,及对谷氨酸摄取的作用.采用出生3~7天的小鼠视网膜组织进行Müller细胞培养,采用125 μmol/L的氯化钴(CoCl2)溶液分别进行缺氧干预6、12、24、48和72 h,不加CoCl2溶液培养的Müller细胞为正常对照.采用RT-PCR法、Western blot法和免疫细胞化学染色法检测GLAST和GS的表达,并检测谷氨酸摄取及细胞凋亡情况.结果显示,缺氧早期GLAST表达较正常对照组增强(P < 0.001),CoCl2溶液干预12 h后达到最强(P < 0.05),之后逐渐降低.CoCl2溶液干预72 h后GLAST表达与正常对照组相比无明显差异(P > 0.05).而缺氧也使GS的表达较正常对照组增加 (P < 0.001),CoCl2溶液干预48 h后GS表达最强(P < 0.001),之后开始下降.缺氧促进Müller细胞对谷氨酸的摄取,CoCl2溶液干预48 h后L-[3, 4-3H]-谷氨酸的摄取量最大(P < 0.005),之后开始下降.CoCl2溶液干预后,Müller细胞死亡数较正常对照组无明显差异(P > 0.05).结果表明,在一定时间范围内缺氧能够增强Müller细胞GLAST及GS的表达,增加谷氨酸的摄取.但持续缺氧最终会引起Müller细胞功能失代偿,从而导致谷氨酸的代谢能力降低.
2011, 38(2):142-150.
摘要:在复杂声环境中,对声音强度的分辨是听觉系统对声音信号精确处理的重要功能之一.到目前为止,有关人对声音强度分辨的研究都是在单耳条件下进行的,然而,正常条件下人都是利用双耳感知强度和方位变化的声音.以人对声刺激强度的最小可察觉差异(just noticeable difference, JND)为强度分辨阈值的指标,观察双耳条件下超前声对人分辨滞后声强度的影响.实验在封闭声场中进行,声刺激强度和空间方位的控制是通过改变双耳平均声压(average binaural level, ABL)和双耳声压差(interaural level difference, ILD)来模拟的.实验结果表明,与安静条件下人对声刺激强度的分辨阈值相比,低强度的超前声对人分辨滞后声强度的阈值无显著影响,而中等及以上强度(ABL 大于或等于40 dB)的超前声可提高人分辨滞后声强度的阈值,阈值的提高随超前声强度的增加呈单调增大的趋势.当超前声强度一定时,超前声对人分辨滞后声强度的影响随滞后声强度的增加而衰减,对分辨较高强度的滞后声的阈值影响不显著,该结果与单耳的研究结果有明显差异.实验未发现超前声和滞后声ILD的相对改变对人探测滞后声强度变化的阈值有显著影响.
2011, 38(2):151-158.
摘要:嗜酸嗜热古菌腾冲嗜酸热两面菌(Acidianus tengchongensis)来源的Ⅱ型伴侣素ATcpnβ已获得晶体结构解析,其顶端结构域突触下端相应于Ⅰ型伴侣素GroEL的重要底物结合位点处的氨基酸多为极性氨基酸,将其突变为疏水性氨基酸时,突变体对变性底物的捕获能力显著增强.表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对于化学变性底物的再折叠中间体的其捕获作用不依赖于Mg2+/ATP.前期对该伴侣素冷冻电镜观察和结构解析表明,ATP的存在并不能驱动ATcpnβ从开放构型向闭合构型转变,但是表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对热变性过程中已经聚集的底物的捕获作用依赖于Mg2+/ATP,说明Mg2+/ATP可以介导ATcpnβ顶端结构域一定的构象变化,引起顶端结构域疏水残基的进一步暴露,从而能够与大分子聚集体紧密结合.两个方面的研究均表明,伴侣素蛋白与变性底物的结合仍然以疏水相互作用为主,并且伴侣素蛋白与变性底物的结合受Mg2+/ATP的结合调控,与伴侣素蛋白疏水面的暴露程度相关.
2011, 38(2):159-165.
摘要:时间知觉是人类的一项基本能力.日常生活经验表明时间知觉容易受到情绪的影响.但是在前人的研究中,这些影响往往伴随着主动注意和外显的运动反应.这里关注的是不伴随主动注意和外显运动反应的内隐时间知觉是否受到情绪面孔的影响.被试在主动完成一个由情绪面孔组成的视觉辨别任务的同时,被动地听一系列声音刺激.声音刺激的刺激启动异步时间(stimulus onset asynchrony,SOA)中,80%是标准SOA(800ms),20%是偏差SOA(400,600 ms).对频繁出现的标准SOA和偶尔出现的偏差SOA诱发的事件相关电位(event-related potential, ERP)进行记录.2个短的偏差SOA(400和600ms)引发了2个变化相关的ERP成分:失匹配负波(the mismatch negativity,MMN)和P3a.代表对无规律变化早期检测的MMN波幅受到了情绪面孔的影响.与愉快和中性面孔相比,恐惧面孔降低了MMN波幅.对于400ms偏差SOA,与恐惧面孔和中性面孔相比,愉快面孔增加了P3a波幅.该ERP研究提示听觉通道的内隐时间知觉受到情绪面孔的影响,恐惧面孔降低了内隐时间知觉的准确性.
2011, 38(2):166-172.
摘要:蛋白质空间结构研究是分子生物学、细胞生物学、生物化学以及药物设计等领域的重要课题.折叠类型反映了蛋白质核心结构的拓扑模式,对折叠类型的识别是蛋白质序列与结构关系研究的重要内容.选取LIFCA数据库中样本量较大的53种折叠类型,应用功能域组分方法进行折叠识别.将 Astral 1.65 中序列一致性小于95%的样本作为检验集,全库检验结果中平均敏感性为96.42%,特异性为99.91%,马修相关系数(MCC)为0.91,各项统计结果表明:功能域组分方法可以很好地应用在蛋白质折叠识别中,LIFCA相对简单的分类规则可以很好地集中蛋白质的大部分功能特性,反映了结构与功能的对应关系.
2011, 38(2):173-176.
摘要:对蛋白质、DNA和RNA的相互作用(结合)的研究是分子生物学的基本课题.多数DNA和RNA的结合蛋白都具有自聚合倾向,在体外实验中会造成难以和DNA或RNA形成结合物而影响实验的结果.用荧光素异硫氰酸酯(FITC)标记蛋白质能显著抑制这种自聚合倾向,而大幅度提高其与核酸分子的结合效率.这一简单方法已用于在细胞角蛋白18与转录因子C/EBPβ 3′UTR RNA结合研究中.
2011, 38(2):177-184.
摘要:基因启动子甲基化对转录因子结合的抑制作用是一种有效的基因转录调控机制.尽管基因启动子甲基化水平已经可以通过实验测量,但仍未有有效的方法利用这些数据定量分析甲基化对转录因子结合的影响.设计一个通用模型来描述基因启动子甲基化对转录因子结合的抑制作用.在特定细胞环境下,通过基因表达与转录因子在基因启动子上结合值之间的相关性分析,实现模型参数求取,并基于该模型进行甲基化对转录因子结合的抑制作用分析.神经细胞生物实验数据测试证明了该方法的有效性.
2011, 38(2):185-190.
摘要:主要介绍了一类基于荧光检测的新型细胞传感器,这类传感器利用免疫细胞表面分子特异性识别、结合抗原的特性和生物(或化学)发光技术,通过检测荧光信号在数分钟内达到检测病原体或其他抗原的目的.这类传感器的发光原理主要是利用钙离子敏感型化学荧光探针发光,如Fluo-4等,或钙离子敏感型发光蛋白发光,如水母发光蛋白、绿色荧光蛋白等.现在已经应用的主要是B细胞传感器和肥大细胞传感器.这类传感器具有灵敏度高、检测准确、反应速度快的优点.同时又存在交叉反应、细胞不易保存等不足之处.这类传感器在疾病诊断、环境监测、生物战剂检测等领域具有较大的应用前景.
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