• 2022年第49卷第10期文章目次
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    • >新型冠状病毒肺炎研究专题
    • 严重急性呼吸综合征冠状病毒2变异体对全球疫情防控的影响分析

      2022, 49(10):1827-1847. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0098

      摘要 (678) HTML (410) PDF 3.11 M (1746) 评论 (0) 收藏

      摘要:由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称新冠肺炎)的出现,对国际公众健康构成了严重威胁,伴随COVID-19大流行而来的是SARS-CoV-2基因组的不断突变,尤其是受关注的变异体(variants of concern,VOCs)给全球COVID-19疫情防控带来了挑战。本文综述了SARS-CoV-2的突变情况和现阶段主要流行的VOCs的特征,总结了现有及潜在的COVID-19预防、诊断和治疗手段,并通过分析SARS-CoV-2变异体对全球COVID-19疫情防控措施的影响,提出合理的建议,以期为今后可能爆发的大范围流行病的防控提供理论依据。

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    • 基于蛋白质组学技术的新型冠状病毒肺炎研究进展

      2022, 49(10):1848-1865. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0029

      摘要 (673) HTML (734) PDF 4.76 M (2179) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)是一种由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引发的传染病。此种病毒传染性强、传播速度快,对全球人民的身体健康和生命安全造成严重威胁。蛋白质组学技术以其高通量、高灵敏度的特点,在疾病生物标志物的发现、分子机制研究及治疗靶点研究中扮演着重要角色,并被广泛应用于COVID-19的研究中。本文介绍了SARS-CoV-2的基因组结构及病毒感染过程,总结了目前常用的基于质谱的蛋白质组学研究技术,重点综述了蛋白质组学技术在COVID-19生物标志物的发现、分子机制研究和药物治疗靶标研究中的应用进展,最后展望了蛋白质组学的未来发展方向,以期能够有助于推动蛋白质组学技术在COVID-19精准诊断和治疗中的发展。

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    • 严重急性呼吸综合征冠状病毒2膜蛋白对宿主细胞pre-mRNA 3"UTR加工的影响

      2022, 49(10):1866-1873. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0217

      摘要 (435) HTML (450) PDF 2.74 M (1265) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)膜蛋白对宿主细胞mRNA前体(pre-mRNA)3"非翻译区(UTR)加工的影响。方法 本研究以人肺上皮细胞系A549为模型,利用瞬时转染在细胞内过表达SARS-CoV-2膜蛋白;利用RNA-Seq测序技术及生物信息学分析方法,系统性描绘宿主细胞选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)事件;Metascape数据库对发生显著APA变化的基因进行功能富集分析;RT-qPCR验证靶基因3"UTR长度变化;蛋白质免疫印迹(Western blot)检测目的蛋白表达水平。结果 SARS-CoV-2膜蛋白外源表达后宿主细胞内共813个基因发生显著APA变化。GO和KEGG分析显示,差异APA基因广泛参与有丝分裂细胞周期、调节细胞应激等生物过程,涉及病毒感染和蛋白质加工等。从中进一步筛选出AKT1基因,在IGV软件中显示3"UTR延长;RT-qPCR验证AKT1基因的3"UTR长度变化趋势;Western blot结果显示AKT1蛋白磷酸化水平增加。结论 SARS-CoV-2膜蛋白潜在影响宿主pre-mRNA的3"UTR加工,其中参与多种病毒性生物过程的AKT1基因 3"UTR延长,且其编码的蛋白质功能在细胞内被激活。

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    • 基于感染力与免疫作用的新型冠状病毒肺炎疫情传播模型

      2022, 49(10):1874-1888. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0213

      摘要 (432) HTML (247) PDF 2.60 M (1390) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)变体往往具有更强的感染力与免疫逃逸能力,目前出现的SARS-CoV-2变体种类繁多,疫情评估与防控形势严峻。本文希望通过建立模拟病毒传染的理论模型,对SARS-CoV-2及其变体引起的疫情进行追踪与预测,并对它们的综合传染性进行评估。方法 根据方格传染病模型,对传染持续时间和群体免疫作用的相互关系进行推导,并在此基础上建立了新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情感染传播的普遍理论模型,提出感染力参数A和免疫作用参数B,将传染时间与感染人数的复杂关系公式化,用于预测感染日变曲线。还引入了突变株综合传染性参数,用以定量比较各突变株的综合传染能力,并对感染参数AB不与地域因素相关的猜想进行了验证。结果 通过COVID-19疫情传播的理论模型,对病毒步行次数与传染时间做出了较为精准的预测。通过对突变株感染能力与电性变化的分析,指出了突变株传染性和突变残基电性变化的内在联系。分析了突变株的参数变化,定量比较了各突变株的综合传染能力,得出了综合传染性排行。还验证了参数AB只与病毒自身性质、病毒与人体共存的性质相关,而与地域无关的猜想,并对各爆发地域的防疫水平进行了评估与比较。结论 本文建立了COVID-19疫情传播的理论模型,在预测疫情持续时间、每日新增感染人数与评估病毒感染力、免疫逃逸能力、综合传染性、地域防疫水平方面具有一定作用,还根据病毒变异可能导致的参数变化给出了防疫注意事项与相关对策的建议。

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    • 基于处方挖掘与分子动力学模拟筛选严重急性呼吸综合征冠状病毒2潜在抑制剂分子的研究

      2022, 49(10):1889-1900. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0224

      摘要 (533) HTML (485) PDF 5.68 M (1632) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 从中药筛选具有潜在抑制严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2) 活性的成分,进一步从原子水平揭 示其抑制SARS-CoV-2 表面刺突蛋白(S 蛋白) 受体结合域(RBD) 与血管紧张素转化酶2 (ACE2) 结合的内在机制。 方法 检索新型冠状病毒(简称“新冠肺炎”) 治疗中药处方,构建“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”。用具有ACE2 抑制活性的小分子化合物构建HipHop药效团模型,并对“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”中活性成分筛选。采用分子 对接和分子动力学模拟方法研究候选活性成分与ACE2 的结合方式及其对SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 识别的影响。 结果 本文通过中药处方挖掘和分子动力学模拟,从143 个新冠肺炎治疗中药处方中筛选出10 种可与SARS-CoV-2 S 蛋白/ 人源ACE2 识别位点结合的中药成分。其中,枇杷叶主要活性成分23-trans-p-coumaryhormentic acid 与ACE2 具有最高的亲和 力,且23-trans-p-coumaryhormentic acid 的结合可有效阻断SARS-CoV-2 S蛋白与宿主细胞ACE2 的结合。结论 本文通过虚 拟筛选发现了SARS-CoV-2 潜在抑制剂分子23-trans-p-coumaryhormentic acid,同时从原子水平预测了其抑制SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 结合的内在机制,这将为SARS-CoV-2 特异性抗病毒药物的研发提供理论依据。

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    • >综述与专论
    • 网络游戏成瘾的奖赏加工缺陷及其神经机制

      2022, 49(10):1901-1909. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0368

      摘要 (756) HTML (516) PDF 709.12 K (1828) 评论 (0) 收藏

      摘要:奖赏加工异常是网络游戏成瘾(internet gaming disorder,IGD)核心特征之一,近期研究结合认知神经科学技术对IGD的神经机制进行探讨发现,IGD与药物成瘾存在相似的神经基础,但仍然存在较多争议。本文从奖赏类型、奖赏加工阶段梳理了IGD人群奖赏加工的研究进展。IGD人群在游戏相关线索下,奖赏预期(reward anticipation)阶段的奖赏系统激活可能与注意偏向、情绪体验和渴求感增加有关。同时,IGD人群对自然奖赏表现出较为一致的低敏感性,该特征主要出现在结果评估(outcome evaluation)阶段。未来研究可以排除共病因素、结合生动的游戏奖赏刺激,进一步探究奖赏预期和结果评估异常如何推动IGD的发展。

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    • 溶瘤性流感病毒的研究进展

      2022, 49(10):1910-1917. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0399

      摘要 (495) HTML (451) PDF 1.50 M (1308) 评论 (0) 收藏

      摘要:溶瘤病毒疗法属于免疫治疗的手段之一。其可通过病毒特异性地感染裂解肿瘤细胞和激活肿瘤免疫两种途径来达到杀伤肿瘤的目的;同传统疗法比,具有安全、高效、副作用小等优点。流感病毒自1900年代首次发现其可能作为“有益”的病毒缓解白血病病情以来,不断有研究证明流感病毒具有杀伤肿瘤细胞的能力;利用反向遗传操作技术对病毒进行改造,有望将其发展成为一种更加安全、有效的肿瘤治疗生物制剂。本文将对近年来溶瘤流感病毒利用肿瘤分泌的胰蛋白酶促进病毒感染并在RAS基因突变导致干扰素缺陷的肿瘤中复制来提高肿瘤靶向性,编码CTLA-4的单链抗体或HER-2增强流感病毒的抗癌特异性及作为外源基因IL-2、IL-15、GM-CSF和抗PD-1单克隆抗体的载体激活机体免疫几个方向进行综述。

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    • 有丝分裂期DNA合成(MiDAS)及其介导的端粒复制

      2022, 49(10):1918-1926. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0347

      摘要 (885) HTML (604) PDF 1.53 M (1945) 评论 (0) 收藏

      摘要:DNA复制压力(replication stress,RS)是一个广泛定义DNA复制障碍的术语,通常是指那些能够扰乱复制进程,造成复制叉减慢或停滞的情况。复制压力的过度累积是肿瘤发生和基因组不稳定的主要驱动因素。细胞染色体在复制过程中会不断地遭受来自外源性或内源性复制压力,而端粒及常见脆性位点(common fragile sites,CFSs)是一类对复制压力高度敏感的区域,在复制压力较高的情况下,这些区域往往难以被完全复制。近年的研究发现,有丝分裂期DNA合成(mitotic DNA repair synthesis,MiDAS)区别于S期的复制,可以帮助难以复制的区域在进入有丝分裂期后仍然能够保证复制的进行,因此,MiDAS也被称为“复制的挽救机制”。由于端粒的维持依赖于端粒酶活性及端粒替代性延长机制(alternative lengthening of telomeres,ALT),而具有更多端粒脆性的ALT细胞中端粒-MiDAS表现出高度的活性,因此本文就MiDAS的发生机制及在不同端粒维持机制下难以复制的端粒如何应对复制压力在有丝分裂期完成DNA的合成进行综述。

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    • 电离辐射生物标志物γ-H2AX的检测技术研究进展

      2022, 49(10):1927-1934. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0379

      摘要 (759) HTML (810) PDF 1.56 M (3332) 评论 (0) 收藏

      摘要:电离辐射可导致DNA双链断裂,从而使组蛋白H2AX迅速在双链断裂处磷酸化为γ-H2AX。检测细胞中γ-H2AX聚集处形成的焦点数目可用于评价DNA双链断裂情况,且与辐射剂量相关。因此,γ-H2AX可作为电离辐射的生物标志物,用来评价电离辐射的致突变能力,亦可作为电离辐射生物剂量计,用于估算个体受照剂量。γ-H2AX检测技术在辐射生物学研究、辐射分子流行病学调查,以及辐射事故应急响应与医学处置等方面具有重要应用价值。本文将重点阐述近十年来国内外基于电离辐射生物标志物γ-H2AX的检测方法研究进展和应用前景。

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    • 时域相干刺激研究进展

      2022, 49(10):1935-1944. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0012

      摘要 (1524) HTML (984) PDF 1.50 M (3153) 评论 (0) 收藏

      摘要:脑深部电刺激已成为许多神经和精神疾病的有效治疗方法。然而,侵入性的电极植入会带来手术并发症的风险,并且刺激靶区在植入后很难改变。经颅磁刺激和经颅电刺激等非侵入性刺激方法为调节大脑功能提供了新的途径。但是,尚未证明这些非侵入性脑刺激方法可以直接调节脑深部神经元活动而不影响皮层神经元。因此,这些方法主要用于调节大脑表层脑区的神经活动。时域相干(temporal interference,TI)刺激是通过两个高频电场相互作用,产生低频包络调节神经活动的一种非侵入式脑深部电刺激的新方法,该方法有望解决无创脑深部刺激的需求。本文首先介绍TI刺激的概念以及安全性,然后阐述TI刺激现有研究中的电场分析方法,并讨论电场分析相关的生理模型建模方法和仿真平台以及TI刺激诱发场分布的研究进展与在动物和人体中的应用进展。最后,本文展望了TI刺激技术未来发展方向,以期为无创脑深部刺激研究提供新的研究思路。

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    • mRNA肿瘤疫苗的免疫学机制和临床研究进展

      2022, 49(10):1945-1960. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0288

      摘要 (603) HTML (1173) PDF 3.30 M (2133) 评论 (0) 收藏

      摘要:信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)疗法是基于体外转录(in vitro transcription,IVT)mRNA的一种新型有效的治疗手段,在恶性肿瘤治疗领域显示了潜在的临床应用前景。21世纪之初新冠肺炎疫情的突然爆发,极大地推动了mRNA技术在严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)疫苗研发领域的应用。与此同时,mRNA肿瘤疫苗也成为备受瞩目的研究热点领域。通过优化和改进mRNA制备策略、mRNA疫苗递送系统、抗肿瘤免疫应答策略等,使mRNA肿瘤疫苗研发的关键技术取得了飞跃发展,加速了mRNA疗法的研究进程和临床应用,大大克服了过去mRNA疫苗面临的稳定性差、递送率低和免疫原性弱等瓶颈问题。本文综述了mRNA制备策略、mRNA疫苗递送系统、抗肿瘤免疫应答策略、mRNA疫苗治疗肿瘤的免疫学机制、不同种类mRNA肿瘤疫苗产品的临床研究进展及未来发展面临的挑战与展望等。

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    • 皮肤类器官的构建、功能及其应用研究进展

      2022, 49(10):1961-1973. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0407

      摘要 (1743) HTML (1022) PDF 1.65 M (4189) 评论 (0) 收藏

      摘要:皮肤类器官作为一种新型的类器官模型,不仅能高度模拟皮肤组织的生理结构和功能,更好地在不同体外环境下还原较真实的皮肤生态,还可以应用于皮肤发育研究、皮肤疾病病理研究及药物筛选等领域。在干细胞研究中,皮肤类器官模型可以在特殊的生境下对具有特定功能的皮肤细胞及其附属物进行重建和改造,以弥补现有体外皮肤模型在结构、功能等方面的不足。基于此,皮肤类器官将会在皮肤再生、组织修复、药物筛选及医学美容等方面扮演越来越重要的角色。本文详述了皮肤类器官构建中所参与的细胞来源及近年来的应用,并对未来皮肤类器官的发展与优化做出了展望。

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    • 细菌中I型毒素蛋白与细胞膜相互作用机制的研究进展

      2022, 49(10):1974-1986. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0383

      摘要 (658) HTML (392) PDF 1.27 M (1658) 评论 (0) 收藏

      摘要:I型毒素-抗毒素(TA)系统在细菌基因组中广泛存在,在细菌的生长、生存中发挥多种生物学功能,包括抗菌、红细胞毒性、促进持留菌形成、抑制细菌生长或导致细菌休眠等。绝大部分I型毒素蛋白以细胞膜作为靶标,目前已知的一种作用机制是在细胞膜上形成孔洞结构,造成膜电位的下降或细胞膜的破坏,从而抑制ATP的合成或导致细菌死亡;另一种可能的作用机制是毒素蛋白作用在细胞膜上,改变细胞的形状,导致细胞进入休眠状态。I型毒素蛋白-细胞膜作用机制的复杂性和生物功能的多样性远超预期。因此,解析I型毒素蛋白在不同细胞膜中的组装机制及其所形成结构特征就变得非常重要,这也是揭示其结构-功能关系的关键。本文通过综述已报道的I型TA系统的结构特征与生物学功能,结合对其跨膜结构域的预测,探讨了其可能在细胞膜中形成的不同结构及其对功能的影响,分析了影响作用机制的关键因素。这些研究既给耐药细菌的治疗带来机遇,又为新型抗菌药物的研发带来思路。

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    • 生物分子网络弹性研究进展

      2022, 49(10):1987-2000. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0327

      摘要 (400) HTML (183) PDF 849.54 K (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:弹性是生物分子网络重要且基础的属性之一,一方面弹性赋予生物分子网络抵抗内部噪声与环境干扰并维持其自身基本功能的能力,另一方面,弹性为网络状态的恢复制造了阻力。生物分子网络弹性研究试图回答如下3个问题:a. 生物分子网络弹性的产生机理是什么?b. 弹性影响下生物分子网络的状态如何发生转移?c. 如何预测生物网络状态转换临界点,以防止系统向不理想的状态演化?因此,研究生物分子网络弹性有助于理解生物系统内部运作机理,同时对诸如疾病发生临界点预测、生物系统状态逆转等临床应用具有重要的指导意义。鉴于此,本文主要针对以上生物分子网络弹性领域的3个热点研究问题,在研究方法和生物学应用上进行了系统地综述,并对未来生物分子网络弹性的研究方向进行了展望。

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    • >研究报告
    • 基于FFPE组织切片的膀胱癌N-连接糖链原位酶解及分析

      2022, 49(10):2001-2014. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0393

      摘要 (369) HTML (227) PDF 4.80 M (1292) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究膀胱癌FFPE组织切片的N-连接糖链,发现膀胱癌FFPE肿瘤组织的异常N-连接糖链修饰情况。方法 发展基于FFPE组织切片原位提取N-连接糖链的实验流程。通过PNGase F酶切FFPE组织解释放N-连接糖链。对N-连接糖链自由端进行全甲基化修饰。通过MALDI-TOF/TOF-MS检测N-连接糖链的相对含量。进行数据库匹配,确定N-连接糖链的可能糖型。ROC分析用于预测显著差异N-连接糖链作为预测膀胱癌生物标志物的准确度。结果 MALDI-TOF/TOF-MS检测泛甲基化修饰N-连接糖链的数据显示,在16例膀胱癌患者的肿瘤和癌旁组织的3次重复实验中,肿瘤组织中蛋白质高甘露糖型N2H6、N2H7、N2H8、N2H9和复杂型N5H6F1糖链修饰水平显著上升,同时高甘露糖型N2H5、杂合型N3H5以及复杂型N3H4、N4H4、N5H6F1S2糖链修饰水平显著下降。ROC分析显示,双天线型N-连接糖链N3H4(AUC=0.90)和N4H4(AUC=0.91)在单独或者共同区分膀胱癌患者肿瘤组织和癌旁组织中都具有很好的可靠性,可能成为膀胱癌的潜在生物标志物。结论 膀胱癌FFPE肿瘤组织中存在蛋白质异常N-糖基化修饰,N-连接糖链N3H4和N4H4或可成为膀胱癌的潜在生物标志物。

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    • 叶酸受体靶向的金纳米棒用于细胞内光声成像

      2022, 49(10):2015-2023. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0136

      摘要 (510) HTML (155) PDF 2.52 M (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 分子成像技术具有“早期检测”的特点,由于分子水平上的畸变早于解剖水平上的变化。本研究采用细胞内光声分子成像(PMI)方法,对靶向到癌细胞上的叶酸-金纳米棒(FA-AuNRs)精确定位成像。方法 本文合成了FA-AuNRs,并对其性质包括形貌、吸收光谱和生物相容性进行了研究。修饰叶酸赋予FA-AuNRs特异性靶向到叶酸受体高表达癌细胞的能力。然后,通过PMI实验研究FA-AuNRs对癌细胞的靶向特异性。结果 FA-AuNRs呈棒状,在~800 nm处有一近红外吸收峰。在癌细胞的细胞质中观察到强光声信号,而在正常细胞中只有弱光声信号,表明FA-AuNRs通过叶酸受体介导的内吞作用被癌细胞选择性摄取。这项研究证明了PMI能够实现对靶向到癌细胞上的FA-AuNRs精确定位成像。结论 借助特异性靶向作用,可以通过PMI获得癌细胞表面分子信息。该方法有望实现在细胞和分子水平上对生物过程进行可视化、表征和量化。

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    • SiO2NPs通过诱导氧化应激激活Fas/FasL通路促进TM4细胞凋亡

      2022, 49(10):2024-2033. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0404

      摘要 (510) HTML (459) PDF 4.42 M (1572) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 探讨纳米二氧化硅(silicon dioxide nanoparticles,SiO2NPs)对小鼠睾丸支持细胞(TM4)的毒性作用及其分子机制。方法 将TM4细胞暴露于不同浓度的SiO2NPs(0、1、10、100 mg/L)培养液24 h,处理结束后,采用光学显微镜和CCK-8法检测小鼠睾丸支持细胞的形态和活性。利用荧光探针DCFH-DA检测细胞内活性氧(ROS)水平,MDA和SOD试剂盒检测细胞内的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。利用Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒分析TM4细胞的凋亡水平,免疫印迹法检测Fas、FasL、Caspase-8、Caspase-3、Bax和Bcl-2等细胞凋亡信号分子的蛋白质表达水平。结果 研究发现,SiO2NPs呈剂量依赖性地抑制TM4细胞增殖,降低细胞存活率和数量,并影响细胞的形态结构。此外,SiO2NPs诱导TM4细胞产生过量ROS,引起脂质过氧化产物MDA含量以及抗氧化酶SOD活性增加导致氧化应激。进一步研究显示,SiO2NPs显著增加TM4细胞凋亡水平,并激活Fas/FasL死亡受体介导的细胞凋亡信号通路。有意思的是,抗氧化剂NAC可以通过降低氧化应激水平有效缓解SiO2NPs引起的TM4细胞损伤和细胞凋亡。结论 综上,SiO2NPs通过诱导氧化应激激活Fas/FasL信号通路促进TM4细胞凋亡。

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    • 胎盘脱细胞基质作为组织修复材料的初步研究

      2022, 49(10):2034-2040. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0343

      摘要 (296) HTML (308) PDF 3.98 M (1321) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 制备胎盘脱细胞基质并评价其生物相容性,探讨其作为组织修复材料的可行性。方法 利用分娩废弃物胎盘组织,进行病毒灭活、脱细胞处理、冷冻干燥得到胎盘脱细胞海绵状基质材料,HE染色观察脱细胞效果及扫描电镜观察材料微观结构。同时,选取健康雄性SD大鼠39只,体质量120~150 g,随机分为实验1组、实验2组及对照组。对构建的基质材料进行大鼠皮下植入实验,实验1组植入基质材料,实验2组植入基质材料及脐带间充质干细胞,对照组为假手术组。于手术后第3、5、7天进行动物血常规检测,分析淋巴细胞、粒细胞等炎性细胞数量;于手术后第1、2、4、8、9周取材料植入处及周围组织样本进行HE染色分析。结果 构建的胎盘脱细胞基质肉眼观呈乳白色海绵状,HE染色未见细胞残留,电镜观察材料内部空隙比较明显,材料交联度较好,总孔隙率为(77.54±2.53)%。皮下植入之后,切口处愈合良好,血常规结果未见明显的炎性细胞增多;术后7 d植入材料切片HE染色即可见血管形成,且脐带间充质干细胞的加入能够加快材料与机体的融合,促进细胞的深入生长及血管化。结论 胎盘脱细胞海绵基质材料具有良好的生物相容性,可作为组织工程材料的理想来源。

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    • >技术与方法
    • 基于原子力显微镜的溶液流动环境下癌细胞力学特性测量研究

      2022, 49(10):2041-2053. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0397

      摘要 (502) HTML (263) PDF 6.79 M (1188) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 细胞力学特性在细胞生理病理活动过程中起着重要的调控作用,开展细胞力学特性研究对于揭示生命活动内在规律具有重要意义。原子力显微镜(AFM)的发明为单细胞力学特性表征提供了新的强大工具,基于AFM压痕分析的细胞力学特性探测已成为生命科学领域的重要研究方法,为单细胞行为研究带来了大量新认识。然而,现有基于AFM的细胞力学特性研究主要集中在静态溶液环境,而癌细胞在体内转移过程中处于脉管系统的动态液流环境下,因此现有的测量结果无法完全反映溶液流动环境下的癌细胞真实生理行为,特别是目前对于肿瘤转移过程中液流环境与癌细胞之间相互作用的力学机制的认知还十分有限。本文通过将AFM与液流控制技术结合建立了溶液流动环境下的细胞力学特性测量方法。方法 基于两侧开口培养皿并结合注射泵/抽取泵液流控制搭建细胞培养基动态液流系统,并将其分别与AFM及光学倒置显微镜进行集成。选取MCF-7(人乳腺癌细胞)和HGC-27(人未分化胃癌细胞)两种癌细胞进行实验。利用细胞培养基动态液流系统培养细胞并分析溶液流速以及流动时间对细胞生长及力学特性的影响。在光学显微镜导引下控制AFM对培养基静态/流动环境下生长的细胞进行压痕实验以获取力曲线,并利用Hertz-Sneddon模型对力曲线进行分析得到细胞杨氏模量。利用荧光染色试剂分析溶液流动环境对细胞活性及细胞骨架蛋白的影响。结果 首先分析了溶液流动环境对细胞生长的影响,实验结果表明,与静态培养环境相比,培养基动态液流环境可更好地促进细胞生长。随后分别对静态和流动环境下生长的癌细胞力学特性进行了测量,结果表明当癌细胞生长环境由静态变为动态后细胞的杨氏模量显著减小,且溶液流动环境会导致细胞骨架结构的变化,显示了溶液流动环境对癌细胞力学特性的显著影响。结论 将AFM与液流控制技术结合可对溶液流动环境下的单细胞力学特性进行探测,为研究溶液流动环境与癌细胞之间的相互作用提供了新的方法和思路。

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    • 小鼠睾丸组织慢速冷冻保存工艺的优化研究

      2022, 49(10):2054-2062. DOI: 10.16476/j.pibb.2021.0350

      摘要 (530) HTML (369) PDF 2.63 M (1293) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 冷冻保存睾丸组织用于后期移植,是除精子冻存以外保持男性生育力的另一有效途径。本文对块状睾丸组织常用的慢速冷冻降温程序进行了改进。方法 通过缩短保护剂加载时间、提高第一阶段的冷却速率、第二阶段直接投入液氮等方法对小鼠睾丸组织进行冷冻保存。在不同温度对小鼠睾丸组织冻存体系进行诱导冰晶成核并冻存,降低睾丸组织慢速冷冻保存所需保护剂浓度。结果 改进的两步法冻后组织内生殖细胞的凋亡阴性率均较高,其中精原细胞98.4%、精母细胞99.2%、精子细胞88.4%、支持细胞98.1%,显著高于常用慢速冷冻组,与对照组均无显著性差异。相比于未置核组, -10℃置核可显著提高5% DMSO保护剂慢速冷冻保存的冻后效果,生殖细胞的凋亡阴性率为精原细胞82.9%、精子细胞92.1%、精母细胞93.2%及支持细胞88.9%,与较高浓度保护剂10% DMSO组冻存结果无显著性差异,说明置核能够降低所需保护剂的浓度,降低毒性损伤。结论 本研究通过改进两步法和置核提高了小鼠睾丸组织冻后的质量,为临床上人睾丸组织的冻存提供参考。

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    • >科教融合
    • 蛋白质纯化虚拟仿真课程的教学设计

      2022, 49(10):2063-2074. DOI: 10.16476/j.pibb.2022.0080

      摘要 (426) HTML (339) PDF 6.72 M (1068) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 蛋白质纯化是医学与生物学实验教学课程中的一个重要内容,本文通过设计新的蛋白质纯化虚拟仿真教学内容,开发虚拟仿真教学系统,希望学生能够更有效率地掌握蛋白质纯化技术的要点,提升教学质量。方法 利用3D虚拟仿真技术,构建虚拟仿真实验室。结合线下教学经验,确定虚拟仿真教学中需要体现的教学内容、教学重点、核心仪器的特色、评分指标、考核方式、操作体验等。结果 本文基于3D虚拟仿真技术构建了蛋白质纯化虚拟仿真实验室,和传统教学相比,虚拟仿真教学可以提高教学效率,节省教学成本和场地占用;教学设计和虚拟仿真教学系统融合了教学、练习和考核模块,根据以往的教学经验优化了评分体系,保证学生更加有效、严谨地掌握技术细节;涵盖了全新的教学内容——荧光检测联用的分子排阻层析,添加了蛋白质层析的常用案例,保证了内容的新颖与实用;完全再现了现实实验室中仪器设备的搭建模式,实现虚拟学习与实际操作的无缝衔接。结论 蛋白质纯化虚拟仿真教学系统由虚及实,由点及面,把控细节,保证学生动手能力和探索能力的提高,学以致用,并且拥有传统教学模式不可比拟的优势。

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