2019, 46(3):221-237. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0294
摘要:植物microRNA (miRNA) 是一类长度约为20~24 nt的内源非编码小RNA,它们通过在转录后水平调控靶基因的表达,在植物的生长发育、逆境响应和环境适应等过程中起着关键作用. miRNA对水稻、玉米、大豆等重要经济作物的农艺性状也起着重要的调控作用,在改良农作物性状上具有重大的应用潜能. 本文重点介绍了参与作物农艺性状(如株型、花期、种子发育及抗逆等)调控的关键miRNA及其调控途径,同时总结了miRNA参与作物性状改良的主要研究方法和手段,并讨论了miRNA在作物性状改良应用中的前景.
王攀 , 徐高生 , 马蔚 , 叶东梅 , 李昱萱 , 罗苇如 , 肖懿洋 , 张志伟
2019, 46(3):238-247. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0216
摘要:环状RNA(circRNA)是一种共价闭合的非编码RNA,可以调节真核生物中的基因表达. 最近应用高通量RNA测序和生物信息学方法揭示人类细胞中存在大量circRNA. 许多circRNA具有一定的组织和时序特异性,且与生理发育和各种肿瘤等疾病密切相关. circRNA被证明在细胞质中富集和稳定,表明其具有作为肿瘤生物标志物的潜力. 胃癌(gastric carcinoma,GC)是一种常见的恶性肿瘤,在全球癌症相关死亡原因中排第3位. 尽管该疾病在诊断和治疗方面取得了许多进展,但GC患者的预后仍然很差,大多数国家的5年总生存率低于30%. 因此,寻找能调节GC发生发展和评估预后的新分子机制和治疗靶标至关重要. 近年来circRNA在胃癌中的研究不断增多,其在胃癌的发生发展、诊断、治疗及预后过程中扮演重要角色. 本文就circRNA产生机制及一般特征、生物学功能、在胃癌中的研究进展及研究中存在的问题作一综述.
2019, 46(3):248-255. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0296
摘要:磁性纳米颗粒具有独特的磁学性质,即在外加交变磁场下因产生磁滞释放热量,使其在生物医学领域,特别是肿瘤磁热疗,获得了广泛应用. 到目前为止,磁性纳米颗粒介导的磁热疗成为一种治疗癌症的有效手段,已进入临床三期实验. 因此,针对磁性纳米颗粒本身,优化设计尺寸、形貌、组分和表面修饰来提高其磁热性能,进而减小临床应用中的颗粒浓度来最小化毒副作用的研究,对肿瘤治疗及生物医药研究具有十分重要的意义. 本综述详述如何优化调制磁性纳米颗粒以提高其磁热性能,为高效、低毒的磁性纳米颗粒的设计提供了指导性的研究方向.
李诗玮 , 全廷伟 , 周航 , 李安安 , 付玲 , 龚辉 , 骆清铭 , 曾绍群
2019, 46(3):266-275. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0277
摘要:近年来,分子标记和显微光学成像技术的系列突破,使得单细胞分辨的全脑尺度神经群落成像成为现实. 然而,现有神经元形态重建工具的发展速度远远滞后于海量数据的产生速度,难以满足现阶段成像数据的分析需求. 在此背景下,我们首先分析了神经元形态重建工具发展滞后的原因,简述现有半自动和全自动神经元形态重建工具的特点和最新发展,并结合现有工具的特点分析其向高通量、高准确度重建工具发展时面临的挑战. 最后,我们对未来形态重建工具的发展趋势及应用前景做出展望.
2019, 46(3):276-286. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0251
摘要:恐惧作为个体应对内外界危险因素形成的自我保护机制的一部分,在生物体的生存中发挥着重要作用. 但过度的恐惧不仅对个体生存无益,反而易引发创伤后应激障碍、焦虑等精神疾病,严重影响个体生活质量. 临床上通常采用基于行为学研究结果的暴露疗法对恐惧相关疾病进行治疗,然而在患者处于治疗环境之外的时候,上述症状经常会复发. 因此,解析恐惧记忆相关神经环路内信息处理的神经机制,对于理解这些疾病的发生发展,寻求切实有效的治疗方案至关重要. 大量研究表明与恐惧记忆消退相关的脑区主要涉及杏仁核、内侧前额叶和海马. 在恐惧消退的过程中,这3个脑区表现出特定的神经振荡模式,而且这些活动也具有同步性,构成了恐惧记忆成功消退的神经基础. 未来可利用基于神经神经振荡的无创性脑刺激手段干预恐惧记忆消退的神经环路,以促进恐惧记忆的消退并避免复发,为恐惧相关障碍的临床治疗提供重要的科学依据.
2019, 46(3):287-295. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0211
摘要:精神分裂症患者普遍存在视觉信息处理异常,这些视知觉功能紊乱涉及视通路的高级以及低级视区,表明在部分精神分裂症患者中,视觉系统早期或晚期的不同信息处理阶段均可能存在损伤. 阐明这些感知觉信息处理紊乱的神经机制对理解精神分裂症神经病理生理学机制有重大意义. 视觉周边抑制(surround suppression)是一种广泛存在的视觉现象,指在神经生理水平或视知觉水平上外周对中央视觉目标的抑制作用. 精神分裂症的视觉周边抑制发生异常改变,然而其损伤状况并不完全一致,且其具体神经机制目前仍不清楚. 本文以周边抑制为对象,从精神分裂症周边抑制改变状况及其神经机制两个层面简述了国内外精神分裂症视觉周边抑制的研究进展. 未来研究方向需要系统全面地调查精神分裂症周边抑制损伤状况,综合脑科学研究技术共同探究精神分裂症患者周边抑制异常的具体神经环路.
2019, 46(3):296-304. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0225
摘要:卵母细胞的低温保存为辅助生殖技术和胚胎工程技术提供了更大的发展空间,而低温保存需要添加高浓度保护剂,会对细胞造成渗透损伤及毒性损伤. 与分步法添加固定浓度的保护剂不同,微流控法能够实现保护剂浓度的连续性变化,关于微流控法连续性添加保护剂时卵母细胞的损伤评估还未见报道. 本文首先采用数值模拟的方法,模拟细胞在不同加载时间、不同加载线型(线性、S型、凹型)、不同凹型加载(低凹型、高凹型)中细胞的渗透行为,计算各方案中细胞的传统的损伤评估参数:体积变化极值(ΔV)、积累性渗透损伤值(AOD)及毒性损伤值(J). 在此基础上,藉由信息熵理论首次提出了综合损伤评估参数s,并通过猪卵母细胞微流控加载后孤雌激活实验的结果验证评估效果. 结果表明,对于不同的加载方案,传统的损伤评估参数结果之间出现分歧,无法得到统一的结论. 通过分析囊胚率同综合损伤评估参数s值的关系,发现二者呈负相关关系,且相关系数很高,说明综合损伤评估参数s能够较好地对细胞损伤进行评估,为细胞损伤评估开辟了新思路.
2019, 46(3):305-312. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0235
摘要:噬菌体phi29是一种双链DNA病毒,它的增殖和成熟过程需要将较大的子代DNA包装入一个空间极其有限的新生病毒衣壳中,这一步骤由其转运马达完成. 转运马达具有三个部分:头颈连接器蛋白(the connector)、pRNA和ATP水解酶蛋白(gp16). 在结构预测中发现gp16蛋白的C端结构域可能与pRNA或DNA结合,但尚未有相关文献可以证明这种相互作用,因此其结构的解析成为研究其功能的关键. 本文利用大肠杆菌SUMO表达系统,对噬菌体phi29 gp16蛋白的C端结构域进行重组构建并诱导表达后,通过Ni-NTA亲和层析纯化,再用分子排阻色谱获得高纯度的目的蛋白质单体,纯度达到95%左右. 最后用X射线小角散射技术(small angle X-ray scattering)对其构象进行分析,收集小角散射数据,当目的蛋白的浓度为1.3 g/L、所得到的目的蛋白的三维结构与同源蛋白FtsK的晶体结构高度拟合,且通过CRYSOL软件反推计算的曲线与实验曲线高度重合. 通过原核表达、纯化及结构分析,成功获得了该结构域在溶液中的状态信息. 这一研究不仅为后续关于该结构域的功能研究奠定基础,也为病毒感染的诊断和治疗提供新思路.
2019, 46(3):313-322. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0249
摘要:近期,RNA干扰(RNAi)制药公司Alnylam开发的小干扰RNA(siRNA)药物ONPATTRO?(Patisiran)相继获得美国食品与药物管理局和欧盟委员会批准上市,用于治疗成人患者的遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性引起的多发性神经病变. 这是全球第一款RNAi药物,该事件标志着人类继小分子化合物、单克隆抗体蛋白类药物后,在前沿生物制药领域实现了新的突破,意味着RNAi疗法从基础研究到临床治疗的开发全过程首次贯通,具有里程碑式的意义. 本文概述了该药物及适应症的基本情况,介绍了RNAi发现历史、作用机理与药物特征,RNAi药物的研发历程,以及该领域关键技术的最新研究进展.
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