葛松 , 徐晶晶 , 赖舜男 , 杨娜娜 , 林衍旎 , 许胜勇
2020, 47(12):1227-1249. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0072
摘要:本文综述现有脑机接口技术的最新发展,并讨论这些脑机接口技术的局限和存在的问题,如高估人类个体大脑的功能、对大脑信息存储方式缺乏了解等. 基于大脑信息存储的“二维码”模型,我们认为目前的脑机接口技术方案仅适用于一些简单的应用场景,如了解受测者的情绪变化、生命活动的状态,以及控制体外器械等,而无法通过脑机接口技术获取脑内诸如记忆与思考等信息的精准细节. 我们也提出,向大脑输入信息的脑机接口技术有较大的发展空间,比如发展具有多种调控效果、物理和生化技术结合的深脑刺激装置,有可能广泛应用于抑郁症、癫痫等脑疾病的治疗,以及应用于短期脑力的增强. 本文对于目前的脑机接口研究领域具有一定的警示和启发意义.
2020, 47(12):1250-1260. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0172
摘要:膜蛋白功能广泛,参与多种细胞活动,如细胞增殖分化、信号转导、物质运输等,近年来一直是生物医学领域研究热点之一.膜蛋白天然构象的稳定是维持其生物活性的关键因素,新型纳米材料纳米盘技术采用两亲膜支架蛋白在水相中稳定磷脂分子,进而自组装形成类似于天然磷脂双分子膜环境的盘状结构,为膜蛋白的研究提供了理想平台.与传统拟膜技术相比,纳米盘具有可溶性强、稳定性佳、尺寸可控、生物相容性高、半衰期长等优点,同时可精准设计选择性靶向,应用优势巨大.本文介绍了纳米盘技术在膜蛋白结构与功能研究中的应用,并重点综述了其在临床医学领域中的研究新进展,包括纳米盘作为疏水性药物、抗肿瘤靶向治疗药物的运输载体,具有高载药率、药物可控释、靶向功能的运载能力;作为小分子蛋白的拟膜环境对目标蛋白的亲和固定性和作为高密度脂蛋白的有效补充在心血管疾病中清除胆固醇的高效性和可控性.综上,纳米盘技术能够为未来膜蛋白相关研究以及其他临床疾病的诊断与治疗提供新方法与新思路.
2020, 47(12):1261-1272. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0134
摘要:动脉粥样硬化作为一种主要的心血管疾病,威胁着全世界人类的健康. 全降解聚合物血管内支架是由生物可降解的高分子聚合物材料制作的用于治疗动脉粥样硬化病变变窄管腔的血管支架. 它克服了金属药物洗脱支架引起的慢性局部炎症反应、血管生理舒缩功能缺失和晚期支架内血栓形成以及未来可能在同一位置再次植入支架的缺陷. 但全降解聚合物支架由于各级降解产物的刺激引起炎症反应以及支架植入部位力学微环境的变化,从而引起支架内再狭窄和血栓形成,结合力生长因子(mechano growth factor, MGF)对力学刺激敏感的特性,MGF可能对心血管支架植入引起的局部力学变化作出响应. 因此本文对全降解聚合物支架植入后支架的降解特性与力学微环境变化引起的再狭窄、血栓形成等不良反应,以及MGF在其中的作用和研究进展进行了综述,以期为临床冠脉介入支架治疗提供参考.
2020, 47(12):1273-1284. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0148
摘要:六型分泌系统(type VI secretion system, T6SS)作为一种广泛存在于革兰氏阴性细菌中的可收缩纳米装置,通过将有毒物质,即效应因子(effector)注射于真核或原核细胞体内,杀死真核捕食者或原核竞争对手.近年来,T6SS基因的多样性、纳米装置的组装和效应因子的致病机制等都获得了广泛关注,取得了重大的突破.本综述基于T6SS的基因组成、组件装配、效应因子种类和调节机制等,分析总结T6SS基因组成的多样性,不同元件组装机制和对应的结构基础,效应因子种类和致病机理,以及T6SS复杂的调控网络等方面的研究进展和未解决的问题,以期为T6SS的研究提供参考.
2020, 47(12):1285-1293. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0145
摘要:白细胞介素(interleukin, IL)-41是一种新近发现和重新命名的细胞因子或脂肪因子.IL-41也曾分别被称为Metrnl, Cometin, Subfatin, Meteorin (Metrn)-like或Meteorin-β、IL-39等.IL-41/Metrnl是一种小分子分泌蛋白, 在体内广泛表达, 特别是在皮肤、粘膜和白色脂肪组织中高表达.它在神经发育、白色脂肪褐变、胰岛素敏感、代谢与炎症相关疾病中起重要作用.IL-41/Metrnl的功能和作用机制有待进一步证实.本文将综述IL-41/Metrnl的生物学特性、表达及其在代谢与炎症相关疾病中的作用研究进展,为研究相关疾病的治疗靶点或药物提供新思路.
2020, 47(12):1294-1302. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0204
摘要:爆炸冲击波作用到人体胸部时,肺部会出现肺出血及肺水肿等症状,这是人体爆炸创伤的主要原因,深入研究很有必要。为了更好地理解爆炸创伤的机理,应研究冲击波与微观组织作用的力学过程,但具有一定的难度,本文先从基本的生物膜做起。本文运用分子动力学研究了冲击波对DPPC膜造成的损伤,通过停止活塞来控制冲击波的冲量,观察了冲击过程中膜的恢复情况。观察了不同冲量下冲击波经过膜后磷脂分子及其周围水分子分布,发现随着冲量增大,膜越来越无序混乱,褶皱更严重,疏水区水分子越来越多。将膜冲击过程划为三个阶段,分别为冲击阶段、恢复阶段和后效阶段。发现当冲量大于153 mPa s时,在冲击过程中没有观察到膜的损伤恢复。
王康 , 王磊 , 刘攀 , 崔震 , 冯瑞 , 陈瑞红 , 陈中豪 , 朱谦慧 , 王男
2020, 47(12):1303-1310. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0355
摘要:肠道病毒B家族是引发人类病毒性脑炎和脑膜炎的重要病原体之一. 然而目前市场上尚缺乏针对此类病毒的特异性疫苗. 病毒样颗粒具有保留病毒真实结构特点、不含病毒核酸、不具备病毒复制与感染能力的特征,为开发有效、稳定且安全的新型疫苗提供了理想方案,特别是针对无囊膜的肠道病毒. 本研究中,我们基于昆虫细胞表达系统,经密度梯度离心等方法获得了埃可病毒16(E16)型的病毒样颗粒(virus-like particle; VLP). 借助冷冻电镜单颗粒技术,我们成功将该病毒VLP解析到原子分辨率(2.8 ?),结构分析显示:与同源病毒E30的结构相类似,E16-VLP具备肠道病毒所特有的能够引起机体产生特异性中和免疫反应的重要结构特征,具有较大的疫苗开发价值. 我们所建立的方法在抗肠道病毒B家族通用疫苗的设计与开发上具有巨大潜力.
2020, 47(12):1311-1318. DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0106
摘要:卵胞质质量是影响卵母细胞发育能力的重要因素,然而目前仍缺少无损且客观高效地评估卵胞质成熟度的方法.已知胞质成熟度低是导致体外成熟卵母细胞发育能力远低于体内成熟卵母细胞的主要原因.全场光学相干层析技术(FF-OCT)具有无损非标记且三维高分辨的特点.FF-OCT采集的体内成熟与体外成熟小鼠卵胞质图像,经对比发现,具有大面积高亮皮质区及胞质均匀分布的卵母细胞,其胞质成熟度更高.为验证这一点,对比了显微镜下筛选和FF-OCT筛选的体外成熟卵母细胞的体外受精率,发现显微镜筛选组的体外受精率远低于体内成熟的情况,FF-OCT筛选组的体外受精率与体内成熟组之间无显著差异.这说明FF-OCT筛选的体外成熟卵母细胞发育能力接近于体内成熟的卵母细胞.此外还利用FF-OCT成功观测到新鲜及老化卵母细胞之间的形态差别,即老化卵母细胞胞质均匀性更差及高亮皮质区更小.因此,FF-OCT可用于无损评估卵胞质质量,且大面积高亮皮质区的存在性及胞质分布的均匀性是评估卵胞质质量的有效指标.
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