摘要:神经细胞的特化之一是其轴突，长度可达胞体直径的几百甚至几千倍．轴浆转运维系着胞体和轴突终末之间大量的物质交流，保证神经细胞发挥正常功能．轴浆转运障碍可以导致神经细胞功能受损直至凋亡．在一些视神经疾病中，轴浆转运功能的改变是最早出现的症状，因此也可能成为治疗的潜在靶点．在青光眼和视神经缺血的动物模型中，轴浆转运功能的下降是最早出现的变化之一．而Leber's遗传性视神经病变(LHON)和常染色体显性视神经萎缩(ADOA)是已知线粒体功能障碍引起的视神经疾病．不难想象，长距离轴浆转运功能对能量代谢尤其敏感，因此在LHON和ADOA中可能也有不同程度的下降，但似乎并没有受到足够关注．本文首先回顾了微管和马达蛋白在轴浆转运中的作用，比较分析以上所述几种疾病的发病机制、临床表现及治疗手段，试图发现它们之间的共同特点以及这些特点与能量代谢、轴浆转运之间的潜在关系，为其治疗提供新的思路．

摘要:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一种以智力损害和认知障碍为主要临床表现的神经退行性疾病．AD的发病因素和发病机制十分复杂，国际上对AD多年的研究提出几种假说，其中以β淀粉样蛋白(β-amyloid，Aβ)为AD主要致病因子的Aβ假说一直占据重要地位．Aβ可以分为单体、寡聚体和纤维状Aβ，其中寡聚体Aβ是导致AD中认知功能障碍和神经退变的主要因素．Aβ寡聚体又可以细分为不同的聚集状态，不同聚集状态的Aβ寡聚体在AD发生发展过程中起到的作用不同．本文主要综述几种不同聚集状态的寡聚体在AD发病中的作用及机制．

摘要:糖-蛋白质相互作用是多种生命活动的核心，其本质是协同作用的多重非共价键弱相互作用．其中，糖CH基团与蛋白质中芳环基团之间发生的CH-π作用在糖-蛋白质识别与结合中扮演了重要的角色．随着现代测试分析技术的进步，人们对CH-π作用的起源、结构特点及其能量贡献等方面的认识和理解均得到了飞速的发展．因此，进一步从仿生学角度探索CH-π作用在药物设计与研发、智能材料和智能器件、组织工程材料等方面的应用是一系列新兴研究方向，并将促进糖和蛋白质相互作用研究的发展．在本文中，首先对糖-蛋白质之间CH-π作用的各种特点做了系统性的梳理，然后从抑制淀粉样蛋白聚集、水相糖受体设计以及驱动材料宏观性质变化三个方面，讨论了现阶段人们对CH-π作用的宏观效应及潜在应用的探索，最后对研究方向做了展望．

摘要:揭示发病机制是心律失常诊断、治疗、药物研发和设备设计的关键．整合当前在心脏分子生物学、生物化学、生理学及解剖学方面的最新成果，构建从离子通道、心肌细胞、心肌纤维、心肌组织、心脏器官到躯体各个层次的多尺度多模态心脏电生理模型，用于系统研究微观局部变化发生、发展、转化为宏观心律失常表现的过程，将彻底改变传统从基因突变、蛋白质表达、细胞电生理、临床表现单独研究心律失常的方式，实现微观与宏观研究的统一，使心脏电生理模型成为系统研究心律失常发病机制的有力手段．本文综述了心脏电生理模型的构建方法和研究进展，讨论了多尺度心脏电生理模型在揭示心律失常机制研究中的作用和地位，给出了基于心脏电生理模型心律失常研究的挑战和重要发展方向．

摘要:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一种国际公认的难治性神经退行性疾病，是引起痴呆的最常见的病因．其主要的病理学变化是由 Aβ过度沉积引起的老年斑(SP)，以及 Tau蛋白过度磷酸化引起的神经纤维缠结(NFTs)．从人脐带华通胶中分离出的间充质干细胞(hUC-MSCs)由于其强大的旁分泌作用，已经被证实对神经系统疾病有治疗效果，其中包括AD，这种治疗机制尚不明确．本研究用冈田酸对 SH-SY5Y 细胞系进行损伤，建立 AD 体外模型，然后用种有hUC-MSCs的transwell 小室或其条件培养基对模型进行治疗，并发现其分泌的IL-6可能是介导这种修复作用的关键因子．

摘要:本文应用大鼠心肌细胞缺氧/复氧损伤模型，探讨microRNA-21(miR-21)在大鼠心肌缺氧复氧损伤中的作用及其对细胞自噬的影响．缺氧复氧后，RT-PCR检测发现心肌miR-21表达上调(P < 0.05)，流式细胞术检测表明细胞凋亡增加，RT-PCR及蛋白质印迹(Western blot)检测发现p62显著下调而beclin-1显著上调(P < 0.05)，提示缺氧复氧诱导心肌细胞凋亡和自噬异常．脂质体转染miR-21 mimic后，细胞凋亡显著增加(P < 0.05)，p62显著上调而beclin-1显著下调(P < 0.05)，而转染miR-21抑制剂引起相反结果，提示miR-21在心肌缺氧复氧损伤中具有促进细胞凋亡、抑制细胞自噬的作用．生物信息学预测显示，Rab11a的3′-UTR含有miR-21的结合位点，双荧光素酶基因报告系统及Rab11a过表达实验表明Rab11a是miR-21的靶基因之一．心肌过表达Rab11a能减少缺氧复氧后miR-21介导的细胞凋亡及自噬．由此表明，在大鼠心肌缺氧复氧损伤中，miR-21可能通过负调控Rab11a促进心肌细胞凋亡，抑制心肌细胞自噬．本研究可能为预防和治疗心肌缺血再灌注损伤提供新策略．

摘要:灵长类视觉系统能够非常有效地从环境中提取稳定的不变性特征，而不受各种变换与干扰的影响．这种不变性知觉的时间与动态过程为视觉理论提供了重要的约束．我们开发了一种高速发光二极管(LED)背光速视器，能够短暂呈现1 ms的视觉刺激，并以亚毫秒级精度调整刺激呈现时间．这使得我们可以通过控制视觉输入的可获取时间，估计感觉线索积累的心理物理曲线，从而研究在图形结构优势效应任务中，拓扑、射影、仿射和欧氏不变性的相对加工速度．实验结果表明拓扑不变性所需要的呈现时间最短，这与大范围首先理论的预测相一致．

摘要:自动对焦是实现线虫自动化筛选的一个重要步骤．在光学显微镜系统中，通过采集同一个视野下不同焦面的图像，再通过清晰度评价函数对这些图像进行运算，得到的最大值被认为是最佳对焦位置．在本研究中，对16种常用的自动对焦算法以及最近提出的一些算法进行了评估，通过评估找出最适合线虫脂滴图像的自动对焦算法，从而搭建一套线虫脂滴自动化筛选系统．同时就对焦精度、运算时间、抗噪声能力、对焦曲线等特征进行了分析评价，结果表明，大多数算法对线虫脂滴图像都有较好的表现，特别是绝对Tenengrad算法在对焦精度上有最好的表现，我们将优选该算法应用到线虫脂滴自动化筛选系统中．

摘要:肺癌风险致病基因预测有助于了解疾病发病机制、提高临床治疗效果．目前，以重启游走为框架的风险致病基因预测算法，普遍存在起始节点少、节点转移概率相同、信息源单一的问题．为此，本文提出一种基于扩展起始节点和加权融合策略的风险致病基因预测算法(命名为AFMFSC)，并在肺癌中验证算法有效性．首先，基于增广模糊测量思想，计算疾病表型近似基因间的增广功能相似得分，从中选出重要基因与致病基因作为扩展起始节点；其次，采用节点拓扑相似度转移矩阵及基因表达差异相关性转移矩阵，分别在蛋白质网络中重启随机游走，并将两种结果加权融合排序；最后，通过富集分析排名靠前基因，得到有显著意义的风险致病基因．AFMFSC算法预测的73个肺癌风险致病基因，均与肺癌发生、发展有密切联系，生物学意义显著．与其他排序算法相比，AFMFSC算法的Top 1%、Top 5%和AUC值比较大，平均排名和受拓扑特性偏差影响程度小；融合策略排名性能优于单一转移矩阵或普通邻接矩阵游走排名．AFMFSC算法不仅能准确有效地预测肺癌风险致病基因，而且可推广预测其他疾病风险致病基因，为探索癌症致病机理提供新视角及依据．

摘要:荧光膜片钳(patch-clamp fluorometry，PCF)是将离子通道蛋白局部的构象变化和门控紧密结合，实时记录同一膜片上离子通道的荧光和电流信号的创新型生物物理学技术，其特点是将经典的膜片钳和现代光学记录结合起来，实时同步完美呈现离子通道执行其功能时的蛋白质构象信息．与研究结构的X射线和冰冻电镜不同，荧光膜片钳提供离子通道处于真实细胞膜生理环境并执行功能的实时动态结构信息．随着新的光学技术、显微成像技术、图像分析技术等的进步，大大地扩展了荧光膜片钳技术的记录范围、分辨精度及敏感度，使研究者以前所未有的时空分辨率来实时观察和记录离子通道蛋白的结构变化．