2013, 40(11):1081-1087.
摘要:100多年以来,雌性哺乳动物出生后是否存在生殖干细胞的争议尚无定论.2004年,研究人员从出生后的小鼠卵巢中发现并分离到雌性生殖干细胞(female germline stem cells,FGSCs),挑战了存在近半个世纪的理论:哺乳动物出生后不会对卵母细胞库进行更新.随后很多研究不仅指出哺乳动物出生后卵巢中新生成的卵母细胞源自FGSCs,而且发现如果将FGSCs移植回受体卵巢,它们能够产生功能性的卵母细胞并由此得到健康的后代.可是,有的研究小组重复实验或者精心设计实验,却未得到相同的结果,甚至得出相反的结果.最近,有研究者从育龄女性卵巢中分离到了在体内外都能够分化出功能性卵母细胞的FGSCs,不过这些卵母细胞的受精能力还有待证实.本文回顾了哺乳动物FGSCs的研究历程,并对这一存在已久的争论以及FGSCs研究方向和将来的运用前景展开了评述.
刘宏德 , 罗 坤 , 马 昕 , 翟金城 , 谢建明 , 孙 啸 , 万亚坤
2013, 40(11):1088-1099.
摘要:染色质是真核DNA的存在方式,可以通过影响DNA的可及性调节基因转录,其基本单元为核小体,系由约147 bp的DNA缠绕在组蛋白八联体上形成的结构,核小体之间以连接DNA相连.核小体组蛋白上能发生甲基化和乙酰化等化学修饰.核小体位置、DNA的甲基化和组蛋白的修饰等对染色质状态(常染色质或异染色质)及基因组之间的长程相互作用有重要影响.近年,基于高通量测序技术,核小体位置和染色质修饰在多种细胞中的基因组分布已被测定.结果显示,这些标记的分布模式具有位点特异、动态变化、相互偶联和高度复杂的特征.本文详细回顾并评述了核小体位置和染色质修饰的分布模式、对应生物学功能、修饰之间的关联、实验测定技术、染色质状态的计算分析等内容.该工作对于深入认识和理解染色质的表观遗传调节机制有重要意义.
2013, 40(11):1100-1106.
摘要:原发性帕金森病(idiopathic Parkinson's disease,PD)的主要病理特征之一是出现于中脑特定脑区黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)多巴胺能神经元的路易(小)体(Lewy bodies,LBs),PD病人LBs和/或路易轴突也出现于脑内其他脑区非多巴胺能神经元,比如蓝斑(locus coeruleus,LC)等脑干个别脑区去甲肾上腺素能神经元、额前叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、颞叶皮层(temporal cortex,TC)等大脑多个脑区胆碱能神经元.为了明确LBs的蛋白质构成,本文通过蛋白质生物信息学数据分析,就LBs的蛋白质构成归纳了5个方面的要点:a.LBs的组织结构单元是α-突触核蛋白(α-synuclein,α-SYN)表征的2类纤维状聚集物和6类非纤维状聚集物(通常被称为寡聚物);b.病理性α-SYN在LBs内存在5种化学修饰形式;c.19个α-SYN相关蛋白质分别与α-SYN共定位于LBs;d.117个LBs的已知蛋白质被划分为10组不同蛋白质功能群组;e.LBs的蛋白质组学鉴定数据库包含了分别在LC、SNpc和PFC脑区组织水平鉴定的84、124和120个候选蛋白质,在TC脑区细胞水平鉴定的108个候选蛋白质,以及在TC脑区亚细胞水平鉴定的29个候选蛋白质.上述要点广泛、深入地概括了LBs的蛋白质构成.
2013, 40(11):1107-1105.
摘要:对于包括铜绿假单胞菌在内的众多微生物而言,群体感应系统是细菌表达毒力因子的重要调节子.Las和Rhl是群体感应两个主要组成部分.Las和Rhl分别受自诱导剂N-3-氧化十二烷酰基-L-高丝氨酸内酯(3-oxo-C12-HSL)和N-丁酰-L-高丝氨酸内酯(C4-HSL)的影响.最近的研究进展显示群体感应分子尤其是3-oxo-C12-HSL具有调节宿主免疫系统的能力.本实验展示了3-oxo-C12-HSL可以诱导鼠源巨噬细胞(RAW264.7)的凋亡和吞噬作用.把合成的3-oxo-C12-HSL加入RAW264.7细胞培养基中,发现细胞生活力以一种依赖于3-oxo-C12-HSL的浓度(6.25 to 100 μmol/L)和培养时间(2 to 24 h)的方式逐渐丢失.同样,我们观察到3-oxo-C12-HSL的细胞毒活性,用3-oxo-C12-HSL处理的细胞出现细胞形态上的改变,这一改变表明3-oxo-C12-HSL处理的细胞加速凋亡,这一点同时也被其他多个标准(caspases3、8和9,线粒体膜电位,磷脂酰丝氨酸的表达)所证实.中性红吞饮实验证明,3-oxo-C12-HSL会显著地减小RAW264.7细胞的吞噬能力(P < 0.05).同时,高浓度的3-oxo-C12-HSL会降低RAW264.7细胞对铜绿假单胞菌的吞噬作用(P < 0.001).这些数据表明3-oxo-C12-HSL能特异性地促进细胞凋亡的诱导和RAW264.7细胞吞噬能力的减小.这可能和3-oxo-C12-HSL诱导的细胞毒性有关.最终我们的实验数据证明,群体感应信号分子3-oxo-C12-HSL在铜绿假单胞菌感染的致病机理中扮演着重要的角色.
2013, 40(11):1116-1123.
摘要:多发性硬化是人类常见的中枢神经系统自身免疫性炎症致脱髓鞘疾病.流行病学研究发现,女性患者多于男性,其平均发病时间早于男性.实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)与多发性硬化症有相似的临床症状和病理特征,是被广泛应用于人类疾病研究的动物模型.本实验利用髓鞘少突胶质糖蛋白MOG33-35免疫C57BL/6小鼠建立EAE模型,观察29天.通过疾病评分发现雌雄小鼠在发病率、起病时间上均无明显差别,但雄鼠的发病症状明显比雌鼠严重.在其病理切片HE染色中观察到雄性小鼠中枢浸润的炎性细胞多于雌性小鼠,并且在LFB染色中同样观察到雄鼠脱髓鞘区域明显增大.对其发病高峰期中枢浸润细胞的染色分析时,可以发现雄性小鼠中浸润的CD4 T细胞及其亚群TH-1和TH-17细胞均有明显增加.这些都表明MOG33-35免疫C57BL/6小鼠建立的EAE模型存在着性别差异的影响,这一发现为今后建立多发性硬化症的动物模型中动物性别的选择提供了一定的参考依据.
马云 , 秦凌雪 , 董晓 , 李斌元 , 王昌博 , 许璨 , 王三虎 , 何淑雅
2013, 40(11):1124-1131.
摘要:脆性X综合征(FXS)是一种遗传性智力低下疾病,其发病率仅次于21三体综合征.脆性X智力低下蛋白(FMRP)是FXS的关键性致病因子,该蛋白由脆性X智力低下基因1(FMR1)编码所得.FMR1在神经肌肉和睾丸组织中广泛表达.脆性X相关蛋白1(FXR1P)则是由FMR1的同源基因脆性X相关基因1(FXR1)编码所得,并且与蛋白质和RNAs之间存在着相互作用.许多疾病都涉及到FXR1表达的改变.为了了解FXR1P与CMAS(胞嘧啶单核苷酸-N-乙酰神经氨酸合成酶)相互作用所产生的的生物学效应,我们构建了FXR1的过表达载体,并观察其在PC12细胞(大鼠鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞)和VSMC(血管平滑肌细胞)中的表达以及继而对于细胞形态和CMAS活性相关的许多细胞指标的效应.我们证实,FXR1基因的过表达可以提高PC12细胞中CMAS的活性,并对于该类细胞的生长提供一定程度的保护作用.PC12细胞是一种较为常见的用于研究神经系统疾病的细胞系.结论:我们推测FXR1P是一个组织特异调节因子,可以改变PC12细胞而非VSMC细胞中神经节苷酯(GM1)的浓度.
胡奕 , 刘朋朋 , 张志明 , 卢鹤真 , 罗静 , 王承民 , 刘军须 , 赵宝华 , 何宏轩
2013, 40(11):1132-1139.
摘要:对高致病性禽流感病毒感染最为有效的治疗应采用抗病毒和抗炎症的联合治疗.本试验用流感病毒H5N1感染不同细胞株(A549细胞和MDCK细胞),采用不同浓度格尔德霉素对病毒感染细胞培养物作用不同时长,检测流感病毒滴度;ELISA检测格尔德霉素作用于流感病毒H5N1感染A549细胞12 h、24 h促炎性细胞因子IFN-α、TNF-α和IL-6水平.结果显示,流感病毒H5N1感染A549细胞和MDCK细胞,格尔德霉素极显著地抑制了流感病毒H5N1在细胞培养物的增殖(P < 0.01),而在病毒感染36 h和48 h,格尔德霉素并没有显著抑制流感病毒在MDCK细胞上的增殖(P > 0.05).促炎性细胞因子分析结果显示,格尔德霉素在流感病毒感染A549细胞12 h和24 h均显著降低了促炎性细胞因子IFN-α、TNF-α和IL-6的分泌(P < 0.05).上述实验结果显示,格尔德霉素具有抑制流感病毒H5N1增殖及其所介导的炎性反应的双重效应,为格尔德霉素成为应对流感病毒流行的备选药物提供基础科学依据.
高庆华 , 曾祥然 , 贾霖 , 牛东东 , 李雪姣 , 关明俐 , 贾盟 , 兰金苹 , 窦世娟 , 李莉云 , 刘丽娟 , 刘国振
2013, 40(11):1140-1147.
摘要:植物病程相关(PR)基因一般在病原物侵染过程中受诱导发生转录上调.目前有证据提示植物PR基因在非生物逆境胁迫下也发生转录变化,但其蛋白质的表达变化情况还鲜有报道.为了解水稻PR蛋白质在逆境胁迫下的表达特征,本文采用免疫印迹技术(Western blotting,WB)调查了8个PR蛋白质在冷、热、旱、淹和盐等5种胁迫下的表达谱.结果表明:在冷胁迫下PR8表达上调,在热胁迫下PR1a、PR3、PR5和PR16表达下调;在旱胁迫下PR1a、PR2和PR8表达上调,而PR5 和PR16表达下调,在淹胁迫下PR1、PR2和PR15表达上调,PR1a、PR3、PR5和PR8表达下调;在盐胁迫下PR2和PR3表达上调,而PR1a、PR5、PR8和PR16表达下调.另外,对这些PR 基因的上游启动子区进行分析,发现存在与胁迫响应相关的调控元件,其中脱落酸反应元件(ABRE)、TC-rich repeats和HSE的出现频率较高.这些蛋白质表达数据进一步佐证了PR蛋白在逆境胁迫反应中发挥着重要且不尽相同的作用.
2013, 40(11):1148-1159.
摘要:在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的经典途径.生物信息学分析发现,苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的SmFabA与EcFabA相似性达到60.6%,具有相同的保守活性位点和两个保守的α螺旋结构;SmFabB与EcFabB相似性达到61.1%,具有相同的Cys-His-His活性中心.用携带SmfabA和SmfabB的质粒载体遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY57和CY242,在添加三氯森(TCL)抑制烯脂酰ACP还原酶活性的条件下,转化子能在42℃恢复生长,且放射性薄层层析能检测到转化子中不饱和脂肪酸棕榈油酸(Δ9C16:1)和十八碳烯酸(Δ11C18:1)的合成.体外重建脂肪酸合成反应表明,SmFabA能催化羟脂酰ACP的脱水反应且能够使反-2-癸烯酰ACP异构化,SmFabB能催化不同链长的脂酰ACP和丙二酸单酰ACP的聚合反应.另外,未得到SmFabA和SmFabB的突变株,表明SmFabA和SmFabB可能是苜蓿中华根瘤菌脂肪酸合成酶系中必不可少的关键蛋白.上述结果证实了苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB两个基因在不饱和脂肪酸合成中的功能.
2013, 40(11):1160-1164.
摘要:在长方形光脉冲光照下,菌紫质(bacteriorhodopsin,BR)干膜组装成夹层光电池具有微分光电流响应.在氧化铟锡(ITO)导电玻璃/BR膜/封口膜/不锈钢形成的干膜电池下可观察到整流特性,而在不锈钢/BR膜/封口膜/ITO导电玻璃形成的干膜电池下则观察不到整流特性,这说明是电极介导的整流.平衡电压测定表明:工作电极/BR膜表面与对电极/BR膜表面有不同的性质,电极的界面效应控制了BR的取向.酸与碱产生的瞬间电流极性也证实了电极整流行为的存在.这些结果将有助于了解BR膜的微分光电响应.
任百光 , 李德峰 , 郑彩霞 , 盖颖 , 蒋湘宁 , 胡永林
2013, 40(11):1165-1172.
摘要:对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶.4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体.4CL的酶催化反应分两步进行:第一步以肉桂酸衍生物和Mg2 -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化.因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标.我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象.结构分析表明:His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性.突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基.
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