摘要:结合生物物理学与生物化学的微细加工技术已可以获得与生物大分子相近的特征尺寸，推动了微图形化技术在药物筛选与新药开发、组织工程、疾病诊断等领域的应用．综述了微图形化技术在生物医学领域的发展，讨论了光刻、软光刻、模板辅助构图、扫描探针加工、喷墨构图、激光诱导图形化等方法，分析了各种方法的优势、局限性与适用范围，指出分辨力与精度、图形化规模、实验加工条件等是选择不同图形化方法的主要依据．而基于生物物理学和生物化学等对纳米尺度的处理过程进行定量分析、进一步提高其生物兼容性及材料适应性、发展适合图形化芯片的体内微环境模拟技术等是微图形化技术进一步发展的方向．

摘要:腭、肺及鼻咽上皮克隆(palate，lung，and nasal epithelium clone，PLUNC) 家族为一新近发现的具有宿主防御功能的蛋白质家族，它们大多存在于呼吸道上皮与消化道上皮的表面，在上皮组织与外界各种信号之间起着信号传递中介与信号执行分子的作用．在迄今为止发现的人类10个PLUNC家族成员中，我们所克隆的NASG基因即为这一免疫保护分子家族的成员，对其结构与功能分析表明，它属于SPLUNC1 (short palate，lung，and nasal epithelium clone 1) 的全新转录本，具有杀菌/ 渗透增强蛋白质结构域，能对外来物理及化学刺激做出反应，并具有抗微生物、清除有害化学物质、抗肿瘤等多重功效．SPLUNC1 作为上呼吸道的一种新的天然免疫保护分子，在维持上呼吸道的正常生理活动以及抗炎杀菌抑瘤中起着重要作用．

摘要:孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder，ASD)是一种神经精神障碍，主要表现为社会交往障碍、交流障碍以及局限性的兴趣和重复刻板的行为模式三个主要核心症状．本文介绍了ASD的遗传基础和神经机制的最新研究进展．ASD具有较高的遗传率，且ASD个体的5-羟色胺和睾丸激素都较高．神经影像学研究发现，ASD个体的杏仁核、扣带回、梭状回、镜像神经元和前额叶等大脑区域在结构和功能上都与正常发育个体存在差异，但在个别区域激活模式的差异方向上仍存在不一致的地方．此外，功能连接的研究结果也证实了ASD个体连接不良的假设．未来的研究应该更多地着眼于如何利用这些基础研究成果为临床上提出有效的治疗和训练方式．

摘要:水孔蛋白(aquaporin，AQP)因具有水转运活性而得名，然而随着研究的深入，水孔蛋白转运活性的多样性与生理功能的多样性不断被报道．本文综合分析了植物水孔蛋白亚细胞定位与功能多样性的研究进展，重点综述了植物水孔蛋白广泛的亚细胞分布特点，以及亚细胞上的再分布现象与植物水孔蛋白生理功能多样性间的关系，并对植物水孔蛋白研究中存在的 问题及研究方向进行了分析，认为水孔蛋白多样化的生理功能的作用机制需要结合其组织定位与亚细胞定位进行分析才能 揭示．

摘要:人类心血管等疾病与胆固醇含量的高低有着十分密切的关系．人体内胆固醇主要通过血液中的脂蛋白来调节和运载．因此，新一代调节胆固醇的药物设计迫切地需要揭示脂蛋白分子结构与功能之间的关系．由于脂蛋白分子的成分高度复杂、结构特征灵活、尺寸微小，传统的蛋白质结构标定技术，如X射线衍射、核磁共振谱、质谱和冷冻电子显微镜等手段都面临着巨大的困难．针对这一问题，任罡小组最近提出一种优化的电镜负染制备方法，可以观测到单个脂蛋白分子的空间结构．此方法应用的成功，使得对单个脂蛋白分子的结构研究成为可能．同时也证明该负染色技术作为一种普遍的实验手段，可以用于对蛋白质小分子的结构研究，从而将促进新一代蛋白质分子药物的研发．

摘要:MicroRNAs (miRNAs) are a class of small non-coding RNAs that play important roles in post-transcriptional regulation of gene expression[1]. A large number of miRNAs have been found to be involved in a broad spectrum of biological functions such as regulation of innate and adaptive immunity, cell differentiation and development as well as disease pathogenesis, especially in cancer[2-8]. However, the molecular mechanisms remain largely unknown, which severely blocks the miRNA therapeutic and preventative strategies. Some recent studies have provided valuable information to further unveil the mysteries of miRNA.
High-throughput miRNA microarray and small RNA sequencing have identified a large set of miRNAs involved in development of mammal and plant[6,9]. Dysregulation of the miRNA pathway have great impact on neuronal and glial development in the mammalian brain and could lead to neurodevelopmental and neurodegenerative diseases[4]. Furthermore, wide-ranging functions for miRNAs have been identified using gain- and loss-of-function studies, which provide new perspectives regarding regulation mechanisms of miRNAs in heart development and disease[5]. In plants, miRNAs are predicted to be involved in nearly all biological processes, such as cell development, differentiation, and stress responses[9].
Deregulated expression pattern of large set of miRNAs in cancer and their interactions with oncogenes and tumor suppressor genes demonstrate these miRNAs may be involved in tumorigenesis[10-13]. Recent study from He et al. have shown that chromosome gain of miR-151 is a crucial stimulus for tumour invasion and metastasis of hepatocellular carcinoma[11]. Another example, miR-181b is highly expressed in acute myeloid leukemia (AML) and contributed to proliferation of AML cells by targeting MLK2[12]. Furthermore, several differentially expressed miRNAs may be involved in uveal melanoma pathogenesis, and may serves as informative biomarkers for uveal melanoma[13]. Notably, miRNAs have been found to be encoded by animal and plant viral genomes, and many virus-encoded miRNAs have been found to be involved in the cancer development[14-15]. Marek's disease virus (MDV)-encoded miRNAs play key roles in lytic replication, latent infection, T-lymphocyte transformation and tumorigenesis[14]. Lan et al. found a miRNA, miR-K12-11, encoded by Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV), that is critical for the modulation of IFN signaling by targeting IκB kinase ε and can contribute to maintenance of KSHV latency[3]. All the above studies give us great insights into the pathogenesis of miRNA related cancer.
The advantages of high-throughput sequencing (HTS) technology provide us the abilities to illustrate the complexity of genome and transcriptome more comprehensively and generate an unprecedented landscape of miRNA for various species[16-18]. By virtue of the HTS technique, "competitive endogenous RNA" (ceRNA) hypothesis were propose recently[19], which consider messenger RNAs and long non-coding RNAs, a kind of RNA with regulation[20-21], could communicate each other through a new "language" mediated by microRNA-binding sites. Notably, some previous bioinformatic analysis conducted by Zhao et al. have provide direct evidence for ceRNA hypothesis[22-23], but which were lack of experimental validation that have been done by several research groups recently. Although the throughput and reproducibility of methods for analyzing miRNAome has improved at a rapid rate, many challenges remain. For example, it is difficult to simultaneously measure miRNA and their targets using HTS technology, and the interpretation of miRNA network involved in various diseases is still be to resolved. In all, the combination of biology, medicine and bioinformatics would greatly facilitate the development of miRNA study in future.

摘要:上皮细胞-间质细胞转化(EMT)在肿瘤转移方面起着非常重要的作用．肾癌发生EMT的具体分子机制尚不清楚．IL-8是一个重要的炎症趋化因子，研究表明肾癌细胞可以分泌IL-8，但IL-8是否参与肾癌细胞EMT的调节目前尚无报道．我们研究发现，IL-8可以促进肾癌细胞形态发生间质化改变，IL-8刺激后E-钙黏蛋白表达水平下降， N-钙黏蛋白表达上调．另外，IL-8可以促进肾癌细胞侵袭，但对肾癌细胞增殖的影响并不明显．进一步研究显示，IL-8通过激活蛋白激酶C(PKC)引起细胞外调节性激酶(ERK)磷酸化．因此，我们认为IL-8可能通过PKC/ERK信号通路促进肾癌细胞发生EMT，这可能是肾癌转移的重要机制之一．

摘要:C3H10T1/2多潜能干细胞成脂过程分为定向和分化两个阶段，骨形成蛋白4(BMP4)可以诱导其定向成前脂肪细胞．已有的研究表明，脂肪组织特异性敲除低密度脂蛋白受体相关蛋白1(Lrp1)的小鼠体重减轻，脂肪组织含量减少，揭示此基因对成脂具有重要作用．然而，目前尚不清楚Lrp1是否在成脂定向过程中发挥作用．采用小干扰RNA技术(RNAi)，在体外水平研究低密度脂蛋白Lrp1对C3H10T1/2多潜能干细胞成脂定向的作用．分别在C3H10T1/2成脂的定向期和脂滴成熟期敲低Lrp1，通过显微镜下观察、油红O染色、Western blotting等实验证实，定向期而非脂滴成熟期敲低Lrp1显著抑制C3H10T1/2多潜能干细胞成脂．BMP4通过激活下游Smad1/5/8信号通路发挥作用，而敲低Lrp1显著抑制BMP4诱导的Smad1/5/8磷酸化．这些结果说明：敲低Lrp1通过下调Smad信号通路，抑制BMP4诱导的C3H10T1/2多潜能干细胞成脂定向．

摘要:分子伴侣热休克蛋白90(Hsp90)对于许多涉及细胞周期调控、信号转导以及细胞生长调控蛋白质的折叠、成熟及稳定是必需的．Hsp90的N端结构高度保守，包含一个ATP结合口袋并具有ATP酶活性，Hsp90的功能依赖于ATP与Hsp90结合后诱导的构象重排及之后的ATP水解．为了深入研究ATP与Hsp90结合后N端的结构及其功能状态，使用悬滴法共结晶了Hsp90的N端与ATP类似物AMPPNP及ATPγS的复合物，并利用分子置换法对其结构进行了解析．两个复合物晶体结构都捕获到了核苷酸的电子密度，尤其是γ-磷酸的电子密度，从而观察到γ-磷酸与蛋白质之间的相互作用．ATPγS中γ-磷酸的捕获证实了之前报道的结构中没有捕获到γ-磷酸是其处于无序状态而非被水解．单体状态下的人源Hsp90^N- AMPPNP与处于二聚体化的酵母Hsp90-AMPPNP结构对比可见S1和ATP lid的位置有明显区别，结构分析表明，E18-K100和N40-D127之间形成的氢键相互作用，在一定程度上阻碍了S1和ATP lid的摆动，很可能阻止了二聚体的形成．

摘要:染色质相关蛋白在真核生物DNA复制、基因转录调控等过程中起着非常重要的作用．前期报道拟南芥叶花相关蛋白(leaf and flower related，LFR)蛋白定位于细胞核中, 其缺失突变体在叶、花发育及育性等方面存在着许多表型，但LFR蛋白的自身特征尚有待进一步探究．酵母单杂交实验表明，酵母转录因子GAL4 的DNA结合域与全长LFR的融合蛋白(GBD-LFR)具有转录辅激活活性，LFR的C端至少有2个犰狳蛋白(ARM)重复结构域及完整N端对于其转录辅激活活性是必需的．但在野生型拟南芥原生质体中，与典型的转录激活因子相比，GBD-LFR的转录辅激活活性并不明显．缺失或突变LFR与黄色荧光蛋白(YFP)的原生质体亚细胞定位的荧光显微观察表明，N端的1～25位氨基酸，特别是其中第22位的赖氨酸和第4、23以及25位精氨酸影响其核定位．利用激光共聚焦显微镜观察共表达黄色或青色荧光(CFP)融合蛋白的细胞核内分布，结果表明LFR与染色质结构蛋白组蛋白H4及染色质结合蛋白HMGA有一定的核内共定位．这些结果表明LFR可能作为一个染色质相关的蛋白质，在拟南芥的生长发育中发挥重要作用．

摘要:双色双光子激光扫描显微技术可以用来研究生物组织内两种不同蛋白质的表达、定位和示踪．由于大多数双光子显微镜一次只能提供一种波长的激发光，双色同时成像较难实现．mAmetrine和mKate2作为新发现的荧光蛋白对可以用于双光子双色同时成像，这得益于它们各自的优势：mAmetrine的斯托克斯位移和mKate2的高亮度．在765nm的波长激发时，它们的双光子吸收效率都很高．mAmetrine和mKate2能够很好地用于双色双光子活细胞成像实验．

摘要:数字PCR是一项针对单分子目标DNA的绝对定量技术．该技术是将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中并且发生扩增反应，通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数．DNA样品在反应室中随机和独立分布是单分子成功扩增和准确定量DNA拷贝数的关键因素．本文综述了数字PCR的发展历史、数字PCR与实时荧光定量PCR的区别，以及数字PCR在临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达、环境微生物检测和下一代测序等方面的最新进展，并展望了该技术的应用前景．