2019, 46(8):737-750. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0044
摘要:类器官弥补了传统研究中细胞简单模型与动物复杂模型的不足,为生命体关键功能研究提供了重要实验基础,已成为当前研究热点,并在疾病机理研究、药物筛选、再生医学、生物材料评价等方面具有重大理论意义和应用前景. 本文对近10年类器官研究进行了综述,阐述出类器官研究的发展历程和研究现状,重点综述了类器官的主要研究领域,并解析类器官研究中存在的关键科学问题,为类器官在生物医药、再生医学和疾病精准治疗领域的研究和应用提供新思路.
2019, 46(8):751-759. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0033
摘要:单细胞转录组技术在单细胞水平上进行转录组测序,提供了单个细胞的基因表达差异信息,使在单细胞尺度下研究个体细胞、相关环境细胞及其相互作用的机理成为可能. 近年来,单细胞转录组技术在cDNA扩增原理上经历了从末端加尾、体外逆转录到模板置换的方法发展,大大提高了基因检测的数量、基因表达的准确性等. 同时,在单细胞选取方式上进行了从96/384孔板到油包水液滴以及纳米微孔的创新,在提高通量和重复性的同时降低了整体实验成本. 单细胞转录组技术广泛应用于细胞群体分类和异质性研究,推动了从发育生物学到正常、病态组织细胞图谱的构建. 本文对单细胞转录组技术近年的技术进展以及在人类细胞图谱构建中的应用进行了综述.
2019, 46(8):760-771. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0099
摘要:鼠多瘤病毒(murine polyomavirus,MPV)的病毒样颗粒(virus-like particle,VLP)是通过MPV的衣壳结构蛋白VP1自组装而成的球形纳米壳状结构. MPV VLP具有独特的纳米结构,在一定条件下能够进行体内或体外自组装,具有丰富的可修饰位点. 因此,容易通过结构的修饰改造实现MPV VLP在诸多领域的应用. 本文从MPV VLP的结构特点着眼,回顾MPV VLP的发现历程,介绍MPV VLP的制备表达系统和组装机理,综述MPV VLP的修饰. 重点介绍化学修饰和基因工程修饰方法,并通过实例阐述MPV VLP在疫苗开发、药物及其他分子载体等领域的应用及其研究进展. 基于对已有研究进展的分析,指出大规模生产、组装机理解析及其应用研究的关键环节,服务于MPV VLP的应用开发.
2019, 46(8):772-786. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0094
摘要:生物大分子指生物体内存在的DNA、蛋白质、多糖等物质,其对生物体正常生命活动至关重要. 从头合成和设计技术在生物大分子的合成和结构设计上具有自由度高、前体简单等特点,能够按照特定研究目的对生物大分子进行全新设计和高效合成. 近年来,从头合成与设计技术在人造基因组合成、新型蛋白质类药物设计、糖缀合物合成等领域已开始受到重视. 基于生物大分子从头合成和设计技术,可以定向制备全新设计的DNA或全新的基因表达产物,以及具有识别功能的糖链或糖缀合物,将大大推进诸如细胞因子模拟物、基因治疗递送载体等生物活性物质的开发,为人工生物系统的构建、罕见疾病的治疗等提供新的解决方法. 本文就DNA、蛋白质和多糖的从头合成和设计进行了综述,阐述了相关方法及应用,最后概括分析了三者之间的关系.
2019, 46(8):787-795. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0090
摘要:EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)是一种172 kb大小的线性双链DNA病毒,与鼻咽癌、淋巴瘤、胃癌等恶性肿瘤的发生密切相关. EBV编码的微小RNAs(miRNAs)可以调节病毒和宿主细胞基因的表达,并且在癌症发生发展中起着多种作用. 本文综述了EBV编码的miRNAs(EBV-encoded miRNA,EBV miRNAs)在病毒感染和肿瘤发生、侵袭转移、抗凋亡、信号通路等方面的生物学功能,以及对于EBV相关肿瘤诊断标志物的潜在意义. EB病毒编码的miRNAs也可能成为进一步研究EBV相关肿瘤治疗的一个候选靶点.
单友田 , 顾泽玮 , 孔真 , 周叶 , 李冰 , 阎明芳 , 王莹莹 , 陈怡然 , 景红娟
2019, 46(8):796-803. DOI: 10.16476/j.pibb.2018.0278
摘要:Atg11利用自身众多螺旋结构域作为支架蛋白,主要介导选择性自噬过程中自噬体的形成. 选择性自噬可特异性清除损坏的生物大分子和细胞器,在真核生物的胞内物质周转及细胞器质量控制中起重要作用. 本文首先介绍了Atg11的结构特点,其次重点介绍了Atg11在3种选择性自噬(细胞质到液泡靶向(Cvt)途径、过氧化物酶体自噬和线粒体自噬)中的作用,最后概括了Atg11的其他功能. 本文系统总结了近几年关于Atg11的研究进展,以期为自噬体形成机制研究及Atg11在自噬体形成过程中的功能研究提供参考.
2019, 46(8):804-811. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0081
摘要:通常采用恒定电脉冲间隔的高频刺激(high-frequency stimulation,HFS),进行深部脑刺激治疗帕金森氏症等运动障碍疾病.为了开发适用于不同脑疾病治疗的新刺激模式,近年来脉冲间隔(inter-pulse-interval,IPI)变化的变频刺激模式受到关注.已有研究表明,即使具有相同的平均电脉冲频率,变频刺激与恒频刺激的治疗效果也不同.我们推测,变频刺激的短小IPI变化就足以改变HFS对于神经元的作用.为了验证此推测,本文在大鼠海马CA1区锥体神经元的输入轴突纤维上交替施加恒频刺激(100或133 Hz,即IPI = 10 ms或7.5 ms)和随机变频刺激(100~200 Hz,即IPI = 5~10 ms,平均频率为133 Hz),记录并分析刺激下游神经元群体的诱发电位,用于定量评价神经元对于恒频和变频刺激的响应.实验结果表明,持续的恒频刺激使得神经元的响应从最初的同步发放形成的群峰电位(population spike,PS)转变为非同步的动作电位发放(即单元锋电位).但是,当刺激切换为变频模式时,却又可以诱发神经元群体同步产生动作电位,重新形成PS波. 并且,变频刺激诱发的PS幅值和神经元发放的同步程度可达基线的单脉冲刺激诱发波的水平.但是,PS的发生率只有脉冲刺激频率的7%左右,表明在持续的变频刺激时,多个脉冲累积的作用才能诱发这种同步的神经元发放.而且PS的出现与前导IPI的长度之间存在一定关系.神经元的轴突和突触等结构对于高频刺激的非线性响应可能是变频刺激诱发同步活动的原因.这些结果表明,变频刺激序列中短小的间隔变化可以产生与恒定间隔不同的调控作用.本文的结果对于揭示脑刺激的作用机制,促进新型刺激模式的开发及其在不同类型脑疾病治疗中的应用具有重要意义.
2019, 46(8):812-822. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0071
摘要:神经生长因子(NGF)结合细胞表面受体p75NTR(p75神经营养素受体)和TrkA(酪氨酸蛋白激酶A)后介导了细胞分化、细胞生存、凋亡、增殖和侵袭等多个重要的生理病理过程. TrKA能与细胞内多个蛋白质相互作用,但是由于NGF信号通路的复杂性,现在仍有必要发现与之相互作用的蛋白质以更准确地了解NGF信号通路. 本研究中我们通过酵母双杂交的方法筛选到了一个新的与TrKA相互作用的蛋白质——真核生物翻译起始因子4A1(eIF4A1),然后通过谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降实验(GST-pull-down)和免疫共沉淀实验(Co-IP)证明了TrkA和eIF4A1的相互作用. 此外NGF能够增强TrkA和eIF4A1的相互作用. 在鉴定相互作用位点实验中,我们发现eIF4A1的氨基端结构域和TrkA的TK结构域参与了相互作用. TrkA和eIF4A1共定位在细胞膜上. NGF能够引起TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接,而eIF4A1与TrkA相互作用后能够抑制TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接. 综上,得出结论 eIF4A1通过与TrkA相互作用抑制其泛素化调控NGF信号通路.
张卫威 , 高环宇 , 孙青 , 梁锴 , 谢雯春 , 李岩
2019, 46(8):823-834. DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0054
摘要:法布雷病(FD)是一种罕见的X连锁隐性遗传的溶酶体贮积病. 用于检测FD的常用生物学标志物之一是Lyso-GB3,它是一种脱乙酰基的神经酰胺三己糖苷,通常通过高灵敏和特异性的液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)进行分析. 由于LC-MS/MS技术的复杂性,中国大多数医院仍无法自行建立LC-MS/MS对FD进行高效可靠的诊断. 患者的样本需要在当地医院采集,然后送到中心实验室进行LC-MS/MS分析. 样本经过漫长的运输和储存过程,可能会影响样本质量,从而影响诊断的准确性. 我们首先建立并验证了一种新的LC-MS/MS方法以保证FD样本质量,研究了分析前变量对Lyso-GB3检测的影响. 这些分析前变量包括血浆的储存温度和时间、血浆的冻融循环、血浆的溶血程度、全血的储存温度和时间,以及离心温度. 最后,我们分析了86个FD样本和100个正常人样本,并对Lyso-GB3浓度和与FD疾病分型的关系进行了相关性研究. 结果显示,当血浆在20℃下储存时,Lyso-GB3浓度在4 d后开始下降. 此外,溶血会显著影响FD样品的质量,重度溶血导致Lyso-GB3浓度下降了57.8%,其他分析前变量对FD样品质量影响不大. 本方法在使用分析前标准化操作流程下,筛查FD的灵敏度和特异度为100%,确保了检测的正确性;当Lyso-GB3浓度的cut-off值为55.15 μg/L,鉴别经典型、非经典型患者的灵敏度和特异度为71%和100%,ROC曲线下面积为0.83. 我们的研究结果有助于医学实验室操作程序的标准化,以保证FD样本的质量,并为临床判定中国法布雷病的分型提供依据.
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