摘要:DNA聚合酶θ（DNA polymerase theta，Polθ）是一种广泛存在于动植物中的DNA修复酶。它在选择性末端连接（alternative end-joining，Alt-EJ）途径中发挥着关键作用，常参与DNA双链断裂（DNA double-strand breaks，DSB）损伤修复。在正常生理状态下，Polθ主要调控基因组稳定性。然而，在恶性肿瘤发生时，Polθ表现出异常高表达水平，并参与调控肿瘤细胞的恶性转变过程。研究表明，抑制Polθ活性可导致同源重组（homologous recombination，HR）缺陷的肿瘤细胞发生合成致死（synthetic lethality，SL）。因此，已经开发出多种针对Polθ的小分子抑制剂，可与其他化疗药物联合使用以抑制恶性肿瘤的发展。此外，敲除或抑制Polθ活性还能增加HR修复效率，从而提高外源基因靶向整合效果。本文综述了Polθ及其介导的Alt-EJ修复机制在生物学功能方面的最新研究进展，为靶向Polθ在肿瘤治疗和基因编辑方面的应用提供理论基础。

摘要:线粒体质量控制对于线粒体网络的稳态和线粒体功能的正常发挥具有重要意义。三磷酸腺苷酶家族蛋白3A（ATAD3A）是同时参与调节线粒体结构功能、线粒体动力学和线粒体自噬等重要生物学过程的线粒体膜蛋白之一。近期研究表明，ATAD3A既可与Mic60/Mitofilin和线粒体转录因子A（TFAM）等因子相互作用以维持线粒体嵴的形态和氧化磷酸化功能，又能与发动蛋白相关蛋白1（Drp1）结合而正性/负性调节线粒体分裂，还可作为线粒体外膜转位酶（TOM）复合物和线粒体内膜转位酶（TIM）复合物之间的桥接因子而介导PTEN诱导激酶（PINK1）输入线粒体进行加工，显示出促自噬或抗自噬活性。本文对ATAD3A在调控线粒体质量控制中的作用及其机制进行了综述。

摘要:在大肠杆菌（Escherichia coli，E. coli）等原核生物中，转录和翻译往往是耦合的，这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上，如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素（alarmone）（p）ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的，其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体（expressome）的结构细节和特征，这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是，对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。

摘要:动物早期胚胎发育始于分化成熟的雌雄配子经受精后重编程为全能性合子。在胚胎发育的初期，合子基因组的转录水平处于静默状态，母源物质调控占据主导地位。随着胚胎发育的进行，母源物质会经历分阶段的降解，合子基因组开始逐渐激活转录，标志着早期胚胎发育从母源性调控向合子基因组调控的转变，也称为母源-合子转换（maternal-zygotic transition，MZT）。其中一个关键的转折性事件就是合子基因组激活（zygotic genome activation，ZGA），ZGA的正确发生对于早期胚胎发育和细胞命运决定至关重要。然而，目前对于ZGA的调控因子和具体的分子机制仍知之甚少。研究表明，ZGA在不同物种中存在较大差异，可能受到DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑以及ZGA相关因子等多种调控因素的影响。本文探讨了上述几种调控因素影响合子基因组激活的研究进展，对进一步研究早期胚胎ZGA的相关机制具有借鉴意义。

摘要:R-spondin2（Rspo2）是蛋白质家族RSPOs成员之一，其可以通过富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4/5（leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor 4/5，LGR4/5）、细胞表面跨膜E3泛素连接酶 ZNRF3/RNF43（zinc and ring finger 3/ring finger protein 43）、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（heparan sulfate proteoglycans，HSPGs）和含GTP酶激活蛋白质1的IQ基序（IQ motif -containing GTPase-activating protein 1，IQGAP1）来调控Wnt/β连环蛋白（catenin）信号通路，Wnt/β-catenin信号通路是目前研究最广泛且与基础骨生物学直接相关的信号通路，该通路中任何一环节出现问题都可能对骨的调控产生影响。近年来研究发现，Rspo2可以通过Wnt/β-catenin对成骨细胞（osteoblast，OB）、破骨细胞（osteoclast，OC）和软骨细胞产生作用，并参与一些骨骼疾病如脊柱后纵韧带骨化（ossification of the posterior longitudinal ligament，OPLL）、骨关节炎（osteoarthritis，OA）和类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）的发生发展，因此对Rspo2的研究可能会成为骨相关疾病新的治疗方向。本文结合最新研究进展，就Rspo2的结构和主要功能、Rspo2调控Wnt/β-catenin信号通路的相关机制及其对骨骼系统的影响作一综述，以期为骨相关疾病的防治提供新的思路和途径。

摘要:邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）是目前使用最广泛的增塑剂之一，DEHP具有毒性，长期暴露会对机体的多个系统产生损害，特别是对雄性生殖系统的毒性作用更为明显。DEHP通过诱导氧化应激、调控细胞自噬，促进生精细胞和睾丸间质细胞凋亡、抑制睾酮合成、破坏血-睾屏障、诱导睾丸支持细胞铁死亡以及影响子代雄性的表观遗传等，造成生殖器官的病理损伤。本文就DEHP对睾丸的毒性作用及机制进行综述，拟为男性生殖障碍的防治研究提供新思路。

摘要:生长分化因子5（growth/differentiation factor-5，GDF-5）属于转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）家族，在骨、软骨、心脏、大脑、肾脏、骨骼肌和肌腱、肝脏以及脂肪等多个器官组织中表达。GDF-5与其受体BMPR-I/BMPR-II结合，激活Smad1/5/8、PI3K/Akt、p38-MAPK等信号，发挥促进细胞增殖分化、减少氧化应激损伤、细胞凋亡和组织纤维化等生物学功能。目前针对GDF-5的研究多聚焦在骨、软骨与肌腱的生长和修复等方面，而在其他器官中的生物学作用鲜有报道。因此，本文通过梳理和总结近年来GDF-5与代谢性疾病的研究进展，为GDF-5在改善代谢性疾病防治提供新的见解和理论依据。

摘要:纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶，在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用，并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述，将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状，并提供后续研究的相关线索。

摘要:空间环境具有多重尺度特性，具体分成可操作的近尺度空间、可导航的单视点空间和环境空间，以及大尺度的地理空间，有效表征不同尺度的空间环境对于人和动物的日常生活至关重要。空间尺度的表征与其对应的功能需求有关，近尺度空间表征由顶叶负责；可导航空间表征在海马和皮层都表现出从后往前的“由粗到细”的梯度性；抽象社会空间的尺度表征则表现出二分性。未来研究应关注空间尺度表征的时间动态性及其对认知地图存在形式的影响。

摘要:泛素（ubiquitin，Ub）作为一种重要的翻译后修饰，参与调控细胞内几乎所有的生命活动。泛素化通常由E1s、E2s、E3s以及去泛素化酶（deubiquitinating enzyme，DUBs）相互协调完成，并在底物蛋白上形成不同链长、不同连接类型的泛素链。这些泛素链可以产生多样的拓扑结构，被含有泛素结合域（Ub binding domain，UBD）的不同识别蛋白结合，进而传递不同的信号。泛素化过程或者识别蛋白的读取一旦发生错误，对细胞来说都可能是灾难性的。为深入了解泛素相关的生理机制，多种泛素探针被设计与合成，用于对目标蛋白酶或识别蛋白进行标记和监测。本综述总结了当前的泛素探针（包括基于活性和基于亲和性的探针）的最新发展，并详细阐述了它们的合成策略。进一步介绍了细胞穿梭型泛素探针在活细胞内的最新应用。

摘要:精准输血对疾病治疗、急诊抢救意义重大。开展输血前多项标志物检测是保障精准治疗的关键，是降低输血风险的前提。输血前检测主要是指为保证输血安全、预防交叉感染，从而对血型、凝血、感染等进行检测。其常规检测指标包括血型、交叉配血、纤维蛋白原、病毒性肝炎、人类免疫缺陷病毒和梅毒等。传统的临床输血前检测技术以免疫分析为主。随着临床救治需求由院内向现场救治拓展，电化学传感技术、微流控技术、光谱技术等新技术也逐步发展用于输血前快速检测。基于此，本文综述了不同输血前检测技术的应用场景和优缺点，分析了系列新技术在输血前检测中的应用及未来发展趋势，为推动输血前检测乃至疾病标志物快速检测技术的发展提供参考。

摘要:目的 转甲状腺素蛋白 （transthyretin， TTR） 对阿尔茨海默病 （Alzheimer’s disease， AD） 具有神经保护作用， 这种保护作用表现在TTR能抑制β淀粉样蛋白（amyloid beta protein，Aβ）的病理性聚集。本工作将从分子层面上探究TTR与Aβ的作用机制，揭示TTR对AD的神经保护作用。方法 蛋白质-蛋白质对接用于探究不同结构形式的TTR与Aβ的作用模式，并运用分子动力学模拟方法来探究二者相互作用的动态过程。结果 TTR四聚体及单体均能与Aβ单体作用，TTR四聚体的甲状腺素结合通道是Aβ单体的主要结合部位。此外，TTR四聚体的EF螺旋、EF loop同样能够结合Aβ单体。当TTR四聚体解离后，TTR单体的内部片层疏水部位暴露，该部位对Aβ单体具有较强的亲和力。TTR与Aβ聚集体作用，由于TTR单体与Aβ聚集体均为富含β折叠的结构，使得二者能够共聚集形成聚合度更高的聚集体，从而降低Aβ聚集体的细胞毒性。结论 TTR四聚体和单体通过“扣押”Aβ单体来抑制Aβ的聚集，TTR单体与Aβ聚集体形成高聚合度复合物来降低Aβ聚集体的细胞毒性。本工作为基于TTR神经保护作用的抗AD药物设计和发现提供了重要的理论依据。

摘要:目的 最近在金纳米粒子（AuNPs）表面重构抗体片段的天然构象和功能的研究表明分子构象工程的可行性。本质上，分子构象工程就是要像蛋白质折叠一样，通过精确控制柔性非功能分子的构象使其产生新功能。本文在铂纳米粒子（PtNPs）表面重构抗体互补决定簇区（CDR）片段的天然构象和功能，旨在探索分子构象工程的普适性及揭示蛋白质结构-功能机制。方法 本文将抗溶菌酶抗体（cAB-lys3）中的CDR3片段（在单独存在时没有稳定构象和功能）通过两个Pt-S键偶联到PtNPs表面。CDR片段的天然构象和功能的恢复通过它对溶菌酶活性的抑制来表征。结果 通过多肽密度优化和表面聚乙二醇修饰，制得基于PtNPs的抗溶菌酶人工抗体（简称铂抗体）。溶菌酶活性测试结果表明，铂抗体可以特异性结合溶菌酶并显著抑制其活性。结论 本文第一次在PtNPs表面重构了蛋白质片段的天然构象并恢复了其功能，证明分子构象工程可作为一种通用方法制备基于纳米粒子的人工蛋白质。

摘要:目的 胃癌（GC）严重影响人类的健康生活，研究表明其与丝氨酸/甘氨酸代谢密切相关。丝氨酸/甘氨酸代谢对于肿瘤细胞的增殖能力具有重要影响。本文的研究目的是探究丝氨酸/甘氨酸代谢能够影响胃癌细胞增殖能力的分子机制。方法 本文通过一种基于随机和非梯度系统的势能景观所建立的大型代谢网络动力学建模方法，构建了一个稳定的胃癌细胞代谢动力学模型。基于对模型的调控，定量分析丝氨酸/甘氨酸代谢影响胃癌细胞增殖的动力学机制。对一般代谢网络动力学方程添加随机噪声，通过随机动力学分解得到代谢网络参数空间的李雅普诺夫（Lyapunov）函数。进一步减少与随机波动相关的Lyapunov函数变化，从而得到稳定的代谢网络。结果 在动力学参数不足的情况下，成功构建了胃癌细胞代谢网络的动力学模型。当胞外丝氨酸可用时，模型优先消耗丝氨酸；当甘氨酸生成丝氨酸的速率增加时，模型显著上调生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）和S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）的稳态通量。结论 本文证明了胃癌细胞对于丝氨酸的优先摄取以及丝氨酸/甘氨酸转化速率对SAM生成的重要作用，其可能通过调节细胞甲基化进程影响胃癌细胞的增殖能力，为靶向丝氨酸/甘氨酸代谢的癌症治疗提供了新的思路和方向。

摘要:目的 伤口中心产生的内源性电场是指导细胞定向迁移促进伤口愈合的重要因子。PIEZO1是机械门控阳离子通道家族成员之一，它参与细胞迁移，影响细胞的趋化迁移，并且受到电压的调节，在伤口愈合过程中发挥重要作用。但PIEZO1是否参与影响电场指导的细胞定向迁移过程尚不清晰，本文以HaCaT细胞为模型探讨PIEZO1及其下游相关蛋白质对细胞趋电性迁移的影响。方法 应用活细胞工作站追踪HaCaT细胞在微直流电场中的迁移，使用抑制剂及RNAi技术调控PIEZO1功能和表达，研究PIEZO1对于细胞趋电性迁移的影响；用蛋白质印迹（Western blot）检验细胞的整合素（integrin）β1与FAK磷酸化水平在电场作用下的变化情况，探讨PIEZO1与integrin β1及FAK等对电场信号的响应及细胞趋电性迁移的影响。结果 PIEZO1广谱抑制剂钌红、GsMTx4和RNAi处理显著抑制了HaCaT细胞向正极趋电性迁移的能力；电场和GsMTx4单独作用升高FAK磷酸化和integrin β1表达，GsMTx4阻止电场进一步升高FAK的磷酸化水平和integrin β1表达；siRNA干扰PIEZO1表达后显著下调FAK的磷酸化水平，并且电场对FAK磷酸化和integrin β1表达的促进作用受到抑制；Integrin β1和FAK的抑制剂使HaCaT细胞的趋电性迁移能力均显著降低。结论 PIEZO1参与HaCaT细胞的趋电性迁移，是影响HaCaT细胞趋电性迁移的重要分子之一；抑制integrin β1和FAK会影响HaCaT细胞的电性迁移；电场信号可能通过PIEZO1介导的信号通路调控integrin β1的表达和FAK的活化进而影响细胞趋电性迁移。

摘要:目的 磷脂酰肌醇3激酶（PI3Ks）通过调控肌动蛋白在细胞定向运动中发挥重要作用。然而，PI3Ks的结构和功能很复杂，人们对PI3Ks在细胞趋电性运动中的作用并不完全清楚。因此，本文以模式生物盘基网柄菌细胞为实验材料，探究其中的PI3K1和PI3K2在细胞趋电性运动中的作用。方法 首先利用CRISPR/Cas9系统介导分别构建PI3K1编码基因pikA基因敲除突变株和PI3K2编码基因pikB基因敲除突变株；随后将2个突变株置于强度为12 V/cm的直流电场中，记录并分析两个突变株的趋电性。结果 数据分析显示，野生型细胞在直流电场中的方向指数为（0.86±0.03），而pikA^-和pikB^-突变株在直流电场中的运动方向指数分别为（0.95±0.02）和（0.94±0.03）；此外，野生型细胞在电场中的平均轨迹速度（3.34±0.08）μm/min，而pikA^-和pikB^-突变株的平均轨迹速度分别为（4.85±0.20）μm/min和（5.48±0.15）μm/min，t检验表明突变株和野生型的方向性指数和运动速度都存在极显著的差异。蛋白质印迹实验结果显示，pikA^-和pikB^-突变株中磷酸化Akt和磷酸化ERK都显著增加。结论 PI3K1和PI3K2在盘基网柄菌细胞趋电性运动中可能通过增加Akt和ERK的活性发挥抑制作用。

摘要:目的 构建Y染色体短串联重复序列（Y-STR）微流控芯片扩增检测试剂，并进行性能验证，实现Y-STR基因座的快速全集成检测。方法 使用Y-STR微流控芯片检测体系，对其灵敏度、成功率和分型准确率、峰平衡性、精准性和准确性、检材适应性、混合物检测能力和抗抑制性进行验证评估。结果 DNA标准品9948的模板量≥8 ng，血卡片数≥3片以及口腔拭子刮擦次数≥7次时可获得Y-STR完整分型；165份样本的全集成检测成功率为91.52%，分型准确率为99.74%；不同荧光通道之间的峰高比值为89.81%；10次运行的等位基因分型标准品的片段大小标准差均在0.5 bp以内，20份样本全集成检测的等位基因片段和相应的等位基因标准品之间的片段准确性均在0.5 bp以内；能够对口腔拭子、血卡、唾液卡、烟蒂、血棉签、布片精斑等检材进行准确分型；混合样本中较小贡献者与较大贡献者在1∶3的比例时可获得完整基因分型；在不同浓度的腐殖酸（50~ 400 mg/L）、靛蓝（20~100 nmol/L）、血红蛋白（100~500 μmol/L）等抑制物的干扰下，该体系可获得完整基因分型。结论 该体系可应用于国产Quick TargSeq法医DNA现场快速检测系统使用，可在法医学实践中选用。

摘要:目的 为了提高微量样本中miRNA的检测通量和检测效率，本文建立了一种能够同时准确定量两种miRNA的双重实时荧光定量PCR（real time fluorogenic quantitative PCR）检测体系，并通过实际样本检测验证其应用于体液鉴别的效果。方法 设计适用于miRNA双重检验的相关引物及探针并优化实验体系组分，建立基于TaqMan技术的miRNA双重实时荧光定量PCR检测体系并验证其特异性、灵敏度和可重复性；使用此检测体系对58份不同体液样本中的miR-451a与miR-21-5p进行检测，并借助miR-451a与miR-21-5p的比值鉴定法评估该体系的体液鉴别能力；使用该检测体系样本数据确定的最佳截断值对模拟案件样本进行鉴别。结果 优化的检测体系能够实现对血液与非血液、月经血与外周血的100%区分，同时可以实现对模拟案件样本的准确鉴别。结论 该双重实时荧光定量PCR检测体系将时间和材料成本均缩短至原来的一半，为后续建立更多重的实时荧光定量PCR检测体系并应用于体液鉴别打下了基础。

摘要:目的 分子对接在预测分子之间的结合模式和亲和力方面起着至关重要的作用，是计算结构生物学和计算机辅助药物设计研究的重要方法。本研究团队近期开发了一款基于模板的新型对接方法FitDock，当存在近似的蛋白质配体模板时，它在准确性和速度方面都超过了业界常用的分子对接方法。为了增强FitDock方法的可用性，使其在分子模拟领域得到更广泛的应用，很有必要发展图像化的软件工具。方法 基于Python图像化编程，本文开发了FitDockApp，这是分子可视化软件PyMOL的插件软件。结果 FitDockApp能够通过操作窗口界面，实现基于模板的分子对接和配体结构比对，实时显示预测三维结构，并提供将对接文件上传到实验室服务器获取最优模板的便利。此外，FitDockApp还具备批量对接功能。结论 FitDockApp通过用户友好的界面简化了对接过程，并提供丰富的功能，帮助研究人员获得精确的对接结果。FitDockApp是一款免费软件，兼容Windows和Linux系统，可在http://cao.labshare.cn/fitdock/下载。