摘要:免疫光子学 ——光子学理论与技术在免疫可视化与治疗研究中的应用

摘要:光学分子成像技术是在活体复杂的组织区域环境内细胞形态、运动与功能研究的最佳手段之一，极大地推进了免疫学的发展．肝脏是机体新陈代谢和解毒的重要器官，也被视为一个免疫器官．解析肝脏免疫基本特性和功能，对防治肝脏疾病以及全身性相关疾病具有重要意义．活体可视化研究肝脏区域生理或者病理状态下免疫应答，提供关键事件的多细胞参与及其彼此交互的时空动态信息，能极大地丰富对肝脏独特免疫反应的认知．本文将重点阐述目前活体肝脏成像的技术与方法以及光学显微成像技术，例如多光子激发显微成像与转盘共聚焦成像在肝脏免疫中的应用，并展望活体肝脏成像今后的发展方向和面临的机遇与挑战．

摘要:免疫突触(immunological synapse，IS)是抗原提呈细胞与T细胞免疫识别时，多种分子参与、分阶段不断变化的过程，涉及黏附分子、细胞因子、信号传导分子、细胞骨架蛋白等多分子的聚集或离散．其形成不仅促进T细胞和抗原提呈细胞的稳定接触，而且激活T细胞信号传导途径，促进T细胞的活化和增殖．对IS的研究可以从分子水平解释免疫激活、免疫耐受、病原微生物感染与免疫细胞相互作用的机制，为进一步揭示疾病发生的分子机制，寻求疾病防治的靶向分子提供新的思路．近年来，光学成像的发展为可视化研究IS形成与T细胞活化的关系提供了有力帮助，为研究生理病理状态下的免疫应答提供了有力工具．

摘要:最近几年，采用红至红外波长(600～1 100 nm)的低功率光照(low-dose light，LDL)疗法对组织代谢系统、神经系统、血液循环系统和免疫系统等方面的调节效应已经引起了广泛关注．同时，生物能学和光生物学基础研究的发展推动了低功率光照在疾病治疗领域的革新．有报道指出，巨噬细胞、肥大细胞、中性粒细胞和淋巴细胞等免疫细胞能响应低功率光照，产生细胞因子和保护性的蛋白质分子来缓解一些疾病的进程．因此，本文将从分子、细胞和组织水平对低功率光照改善的一些疾病的免疫学现象及机制进行归纳总结．

摘要:葡萄膜炎是一种反复发作的炎症性疾病，可导致免疫系统功能障碍和多器官损伤．然而，葡萄膜炎是否导致肝功能损害尚不十分清楚．本文通过运用流式分析技术和激光共聚焦成像技术，研究了实验性自身免疫葡萄膜炎模型的肝脏病理和功能变化．结果显示肝损伤可出现在葡萄膜炎的炎症后期并与眼损伤程度相关．并且CD3⁺ CD4⁺ T细胞、CD3^- NK1.1⁺ DX5^- NK细胞、和CD11b⁺ F4/80^- ly6c⁺ 细胞在感染的眼睛和肝脏中增加．将CD3⁺ CD4⁺ T细胞回输给炎症的小鼠后，眼睛和肝脏的病理损伤加重．此外，在炎症的小鼠中可见血管扩张，大量淋巴细胞浸润到炎症的眼和肝脏的血管周围．总之，我们的研究结果提示，肝损伤可以发生在小鼠葡萄膜炎模型中，这种损伤可能与通过外周循环浸润到肝脏的CD3⁺ CD4⁺ T细胞有关．

摘要:本研究分别从细胞层面和在体层面，研究纳米氧化石墨烯(nano graphene oxide，NGO)联合805 nm近红外激光对于肿瘤的杀伤和免疫刺激作用．细胞实验证实NGO具有良好的光热转换效应，联合激光治疗，能够有效杀伤肿瘤细胞．此外，NGO能够刺激巨噬细胞产生IL-6及TNFα，并增强激光杀伤的肿瘤细胞对巨噬细胞的免疫刺激效应．在体实验中，在小鼠背部不同位置使用同一瘤株种植两个瘤块，模拟局部原发肿瘤和转移瘤．实验结果表明，NGO联合激光治疗可以有效消融局部肿瘤，并且，未治疗的远隔部位肿瘤生长速度也显著降低．说明NGO联合激光治疗的方式在局部杀伤原位肿瘤的同时，可能诱发了机体的抗肿瘤免疫反应，从而达到了抑制远隔肿瘤生长的效果．

摘要:人尿源性干细胞(human urine-derived stem cells，hUSCs)是从人尿液中通过常温离心分离培养出来的具有良好增殖活性和多向分化能力的成体干细胞，具有间充质干细胞的生物学特性，其在组织器官修复、疾病治疗、药物活性及毒性替代筛选等领域均有重要的应用前景，且已能实现多种途径向尿源性多潜能干细胞(urine-induced pluripotent stem cells，u-iPSCs)转化，但在研究过程中发现仍然存在一些值得深入研究的问题，如人尿液源性干细胞的来源尚不明确，定向诱导多潜能干细胞分化的条件选择及如何提高重编程效率等．本文对hUSCs的来源、分离培养方法、生物学特性及其应用研究最新进展进行综述，总结了由hUSCs向u-iPSCc诱导的方法及其应用前景，为hUSCs的研究和应用提供参考．

摘要:结核分枝杆菌(Mycobaterium tuberculosis)是结核病的病原菌，每年导致数百万人死亡．对于分枝杆菌基本生物学特性的研究有助于新的药物及治疗手段的研发．耻垢分枝杆菌(M. smegmatis)是分枝杆菌属中的一种非致病菌，与结核分枝杆菌亲缘关系较近，是实验室常用的研究分枝杆菌的模式菌种．分枝杆菌主要编码三种染色质蛋白，类组蛋白HU、Lsr2和宿主整合因子IHF．为研究IHF在染色体包装中的作用，我们在大肠杆菌中表达、纯化了耻垢分枝杆菌IHF蛋白(MsIHF)，并对其影响DNA拓扑结构的性质进行了系统分析．体外研究的结果表明，MsIHF以同二聚体的形式存在，其对负超螺旋DNA具有一定的结合偏好性，同时，该蛋白可以有效地固定DNA负超螺旋．进一步的研究表明，MsIHF可以调控拓扑异构酶的活性．MsIHF的结合明显地抑制拓扑异构酶Ⅰ的松弛活性，而与此相反，该蛋白可以轻微地促进旋转酶引入DNA负超螺旋的能力．以上结果提示，MsIHF可能通过调控拓扑异构酶的活性影响染色体DNA的结构，进而调控其包装．

摘要:磷酸化是蛋白质翻译后的主要修饰，可分为激酶特异性和非激酶特异性两种类型．以非激酶特异性磷酸化位点Dou数据集为基础，本文发展了一种基于位置的卡方差表特征χ²-pos，融合伪氨基酸序列进化信息PsePSSM表征序列，构建正负样本均衡的支持向量机分类器，S, T, Y独立测试Matthew相关系数、ROC曲线下面积分及准确率分别达到了(0.59、0.87、79.74%)，(0.55、0.85、77.68%)和(0.50、0.81、75.22%)，明显优于文献报道结果． χ²-pos、PsePSSM两种特征的融合在蛋白质磷酸化位点预测中有广泛应用前景．

摘要:P450 BM3来源于巨大芽孢杆菌，其突变体(A74G、F87V、L188Q、D168H)能够在大肠杆菌细胞内催化吲哚合成靛蓝．然而在常规的培养条件下(37℃，250 r/min)，大肠杆菌细胞内靛蓝的生物转化量极低．本文将极端嗜热古菌Pyrococcus furiosus的分子伴侣蛋白与P450 BM3突变体在大肠杆菌进行共表达，以研究分子伴侣蛋白是否能够提高靛蓝的生物转化量．实验结果表明，极端嗜热古菌的分子伴侣蛋白prefoldin能够显著提高靛蓝的产量．同时，实验结果发现prefoldin能够明显提高大肠杆菌细胞内的NADPH/NADP+比率．鉴于NADPH是参与靛蓝生物转化过程的重要因素，靛蓝生物转化量的显著增加可能与该比率的提高有关．