生命科学研究

2024年, 第28卷, 第4期　
刊出日期：2024-08-31

肿瘤机理
细胞与生理学
生物分类
生物信息学
高校教改研究与实践

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肿瘤机理

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异鼠李素对口腔鳞状细胞癌细胞增殖和糖酵解影响的研究

廖金庄, 谢李, 张俊卿, 王基栋

2024, 28(4): 283-288. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2024.01.0110

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为探讨异鼠李素(isorhamnetin)对人口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC) (简称口腔鳞癌)细胞增殖以及糖酵解的影响, 给予不同剂量异鼠李素处理口腔鳞癌细胞系CAL27和SCC9, 并采用细胞活力分析和软琼脂集落实验检测异鼠李素对口腔鳞癌细胞增殖的影响; 借助糖酵解分析实验检测异鼠李素对口腔鳞癌细胞乳酸产生和葡萄糖消耗的影响; 利用蛋白质印迹法明确异鼠李素对口腔鳞癌细胞糖酵解相关信号通路的调控; 最后, 通过异种移植瘤模型验证异鼠李素在体内对肿瘤的影响。体外实验结果显示, 异鼠李素以剂量依赖的方式抑制CAL27和SCC9细胞的增殖与糖酵解, 并且这种抑制作用与糖酵解关键限速酶己糖激酶2 (hexokinase Ⅱ, HK2)而不是磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)和丙酮酸激酶M2 (pyruvate kinase M2, PKM2)的抑制有关。体内结果表明, 异鼠李素抑制了口腔鳞癌在体内的生长, 并降低了肿瘤组织中Ki67和HK2的表达。总的来说, 研究结果表明, 异鼠李素可抑制口腔鳞癌的增殖与糖酵解, 且这种抑制效应与HK2表达降低有关。
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西黄丸抑制肝癌细胞增殖和转移的作用及机制研究

吴迪, 张佳琦, 杨玉婷, 李想, 陈国强

2024, 28(4): 289-295. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.10.0195

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为了考察中药制剂西黄丸(Xihuang Pill)对肝癌细胞的作用及对Yes相关蛋白/具有PDZ结合基序的转录共激活因子(Yes-associated protein/transcriptional co-activator with PDZ-binding motif, YAP/TAZ)信号通路的影响, 在SD大鼠中利用灌胃给药和动脉采血技术, 制备西黄丸含药血清; 利用磺酰罗丹明B (sulforhodamine B, SRB)染色技术, 检测西黄丸含药血清对肝癌细胞增殖能力和克隆形成能力的影响; 利用流式细胞术和原位末端转移酶标记(terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP-biotin nick end labeling, TUNEL)技术, 检测西黄丸含药血清对肝癌细胞凋亡的影响; 利用小室迁移测定实验模型, 检测西黄丸含药血清对肝癌细胞侵袭和迁移能力的影响; 利用小鼠肿瘤细胞异种移植模型, 检测西黄丸对肝癌细胞体内增殖能力的影响; 利用蛋白质印迹技术和荧光定量PCR技术, 检测西黄丸含药血清对YAP/TAZ信号通路相关蛋白质和基因表达的影响。体外结果显示, 西黄丸含药血清显著抑制肝癌细胞的体外增殖、克隆形成、侵袭和迁移能力, 显著促进肝癌细胞的凋亡, 显著抑制YAP/TAZ信号通路相关蛋白质和基因的表达, 且具有剂量依赖性。体内结果显示, 西黄丸显著抑制肝癌细胞的体内增殖能力, 且具有剂量依赖性。研究结果提示, 西黄丸能抑制肝癌细胞的体内外增殖、侵袭和转移能力, 并可能在YAP/TAZ信号通路中发挥作用。
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CARM1在恶性肿瘤中的作用与机制研究进展

刘树义, 马泽方, 肖洒雨, 高璐, 曹明琪, 陈子溦, 张旭东, 李瑜, 赵婷婷

2024, 28(4): 296-304. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.06.0170

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共激活蛋白相关的精氨酸甲基转移酶1 (coactivator-associated arginine methyltransferase 1, CARM1)是蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferase, PRMT)家族的成员, 又称PRMT4。近年来, CARM1作为一种辅助转录调节因子已被广泛研究, 并被发现在肿瘤、炎性疾病、糖尿病等疾病中具有重要作用。一方面, CARM1通过调节翻译后甲基化修饰参与表观遗传调控, 另一方面通过RNA代谢、代谢重编程等形式调控基因表达过程。随着研究的深入, CARM1在恶性肿瘤中的调控作用及分子机制逐步被揭示, 但其在不同肿瘤中的调控效应不尽相同, 目前需进一步探索其在恶性肿瘤中的调控网络机制。本文就近年来恶性肿瘤中CARM1的作用及其分子机制展开综述, 以期为今后的研究提供新思路。

细胞与生理学

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高糖驯化对脐带间充质干细胞抗高糖能力的影响

刘春香, 张天琦, 张怡

2024, 28(4): 305-311. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2024.01.0112

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为了探究高糖驯化后, 人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cell, hUC-MSC)对高糖环境的抵抗能力, 为糖尿病治疗提供高适应性细胞及方法, 利用梯度糖浓度培养基驯化hUC-MSC至P5代, 获得高糖驯化细胞(high glucose acclimated cell, HGAC); 利用1.0 g/L葡萄糖完全培养基培养hUC-MSC至P5代, 获得低糖培养细胞(low glucose cell, LGC); 取1.0×106个融合度80%~90%的LGC, 用4.5 g/L葡萄糖完全培养基培养48 h, 获得高糖培养细胞(high glucose cell, HGC)。取同代次LGC、HGAC及HGC进行细胞大小及增殖情况检测, 同时通过流式细胞术检测细胞表型; 利用黄嘌呤氧化酶法和硫代巴比妥酸比色法测定细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量; 采用qRT-PCR方法、Western-blot方法检测细胞抗衰老及抗氧化基因表达水平。结果显示, HGAC显著小于HGC (P<0.05), 且增殖更快; HGAC的CD73、CD90及CD105表达率均在95%以上, 而CD34和CD45的表达率均小于2%; 与HGC相比, HGAC的SOD活性显著升高(P<0.05), MDA含量显著降低(P<0.05), 同时, 抗衰老基因p21及抗氧化基因Nrf2、HO-1、NQO1的表达水平显著升高(P<0.05)。上述结果表明, 高糖驯化可增加hUC-MSC活性, 使之抵抗高糖环境。
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脂肪干细胞在肥胖症治疗中的研究进展

张全颖, 杨阳, 王艳, 陈玲俐, 刘婉晴, 李祥勇

2024, 28(4): 312-319. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.11.0212

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随着经济的不断发展和生活水平的提高, 肥胖症的患病率正逐年显著升高。肥胖症不仅会引起机体能量代谢失衡, 还会导致脂肪组织组成细胞的功能紊乱。脂肪干细胞(adipose-derived stem cell, ADSC)是形成脂肪组织的起源细胞, 能够改变脂肪组织的重塑和功能, 目前被认为可在肥胖症防治中发挥重要作用。为此, 本文就ADSC的生物学特征、功能以及其在抗肥胖症中的作用机制进行综述, 以期为肥胖症的临床防治研究提供新思路。
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反刍动物瘤胃微生物与机体协同代谢酪氨酸-多巴通路机制研究进展

陈巧庆, 谢海滨, 黄卫东, 丁洛阳, 王梦芝

2024, 28(4): 320-326. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.09.0186

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酪氨酸作为芳香族氨基酸, 目前研究多涉及黑色素, 涉及酪氨酸与反刍动物瘤胃微生物及宿主机体互作的研究报道较少。相关研究认为, 酪氨酸缺乏会导致瘤胃微生物中原虫、细菌(包括瘤胃蛋白质降解菌)的生长受限, 补充酪氨酸则会促进瘤胃微生物的生长并协同机体代谢, 进而通过酪氨酸-多巴通路影响机体行为与健康。本文综述了酪氨酸通过影响反刍动物瘤胃微生物代谢进而影响机体的机制, 以期为养殖生产中通过酪氨酸调控反刍动物瘤胃微生物发酵, 进而改善反刍动物行为与健康提供一定的研究思路。

生物分类

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中国大陆景天属植物新记录种——松叶景天

叶康, 葛斌杰, 肖智勇

2024, 28(4): 327-329. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.05.0161

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报道了发现于安徽省大别山区的中国大陆景天科(Crassulaceae)景天属(Sedum L.)植物新记录种——松叶景天Sedum mexicanum Britt., 提供了其形态特征、彩色照片及分布和应用信息。
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中国园蛛属两新种记述(蜘蛛目: 园蛛科)

秦欣雨, 米小其, 刘萍

2024, 28(4): 330-335. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2024.04.0142

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记述了采自云南高黎贡山的园蛛科园蛛属两新种——二室园蛛Araneus biloculatus sp. nov.和蝶形园蛛Araneus papilioformis sp. nov., 并且提供了两个新种的外部形态以及外生殖器结构照片。标本保存于湖南师范大学生命科学学院。

生物信息学

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基于机器学习方法构建线粒体氧化应激相关肝细胞癌预后风险模型

陈柯宇, 张暕, 伍次春, 蒋川, 彭仕芳, 傅蕾

2024, 28(4): 336-347. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.12.0217

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肝癌是常见的恶性肿瘤之一, 晚期肝癌的预后极差。鉴于线粒体氧化应激在肝癌发生发展中的重要作用, 选用线粒体氧化应激相关基因构建肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)预后风险模型。首先, 结合单因素Cox回归分析与支持向量机、随机森林分析、LASSO回归分析3种机器学习方法筛选预后关键基因, 并基于多因素Cox回归分析构建模型; 其次, 在数据库中对模型的预后价值进行验证; 再次, 利用基因富集分析探讨高低风险组间预后差异的可能机制, 并比较两组间的免疫微环境及治疗反应; 最后, 使用实时荧光定量逆转录PCR (reverse transcription quantitative real-time PCR, RT-qPCR)验证关键基因在HCC组织中的表达。结果共筛选出PDE2A、TREM2、BMP6、NQO1、CPS1、EPO、MAPT、G6PD、SFN、HMOX1十个基因。与低风险组比较, 高风险组HCC患者预后较差(P<0.000 1)。富集分析表明, 过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)信号通路等在高低风险组间存在显著差异。肿瘤免疫分析表明, 肿瘤免疫浸润、免疫检查点相关基因、免疫治疗反应等在高低风险组间也存在显著差异。RT-qPCR的验证结果表明, 相比正常肝组织, HCC组织中CPS1、PDE2A、BMP6的表达显著降低(P<0.05), 而G6PD、SFN的表达显著升高(P<0.05)。总之, 本研究建立的线粒体氧化应激相关HCC预后风险模型具有良好的预测效能及准确度, 可用于HCC的精准治疗, 有较高的临床应用价值。
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利用免疫信息学方法设计基于表位的淋病奈瑟菌亚单位疫苗

黄钰, 胡欣, 李紫玥, 张雷

2024, 28(4): 348-358. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.10.0200

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在淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae, NG) 6种保守外膜蛋白中筛选优势表位, 设计淋病奈瑟菌多表位亚单位疫苗并模拟其免疫效果。首先, 通过C-ImmSim在线服务器对6种外膜蛋白进行计算机免疫模拟, 并分别从细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)、辅助性T细胞(helper T cell, Th cell)及B细胞免疫反应强的外膜蛋白中筛选用于构建多表位亚单位疫苗的优势CTL表位、Th细胞表位和B细胞表位。其次, 在对各优势表位进行抗原性、致敏性和毒性分析后, 将不同排列组合的优势表位与抗菌肽及PADRE序列连接起来, 设计出多表位亚单位疫苗。再次, 对所设计的各种多表位亚单位疫苗进行计算机免疫模拟, 以评价其体液免疫和细胞免疫的效果。最后, 对筛选出的免疫效果较好的候选亚单位疫苗进行抗原性、致敏性、理化性质、溶解性评估以及二级结构分析, 以确保候选亚单位疫苗符合疫苗设计标准。结果显示, 筛选出符合要求的优势候选CTL表位8个、Th细胞表位10个和B细胞表位14个; 共设计出64种多表位亚单位疫苗, 其中3种亚单位疫苗的免疫模拟结果最佳, 均满足抗原性强、对人体无致敏性及无细胞毒性的要求, 且均为亲水性、耐热性较好的稳定蛋白质, 同时能在大肠杆菌中实现可溶性的过表达, 与抗体的亲和性也较强, 符合疫苗设计的标准。研究结果表明, 以C-ImmSim为主的生物信息学预测方法在多表位亚单位疫苗的反向设计及其免疫效果的高通量初步筛选方面具有良好的应用前景。本研究为淋病奈瑟菌疫苗研发提供了一种新的有效途径。

高校教改研究与实践

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制药工程专业课程思政教学改革探索——以制药工程前沿讲座课程为例

王艳东, 张弘立

2024, 28(4): 359-363. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.09.0193

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课程思政是高校理工科教育中的短板, 在课堂教学实践中探索课程思政元素如何融入学科内容是十分必要的。“制药工程前沿讲座”是制药类专业的一门专业课程, 是本科高年级研讨性课程, 对于制药专业人才的培养具有重要作用。本文以制药工程前沿讲座课程为例, 通过分析课程内容的特点, 筛选契合的思政内容, 在开展正常教学活动中, 通过多手段、多层次、跨领域、多角度的方式有机融入德育元素, 为培养新时代特色制药领域的高素质创新型人才提供思路。
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新医科背景下生物安全融入医学微生物学本科实验课程路径研究——以湖南师范大学为例

钟志宏, 廖旻晶, 叶湘漓, 杨畅, 张霞, 田玫, 刘如石, 高佩琪, 郑姣

2024, 28(4): 364-369. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2023.12.0223

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近年来, 生物安全问题尤其是病原微生物的安全问题被社会广泛关注。由于医疗工作面临不同层级的生物安全风险, 因此相关工作者必须具备相应的生物安全知识及应急处理能力。医学微生物学是检验专业学生的必修基础课程, 实验课程内容以病原微生物为主, 由于病原微生物具有一定的不可控性, 所以相关操作必须在生物安全实验室内进行。实践中, 以往课程以符号知识为教学途径, 无法培养学生的安全实验意识及具身体验。因此, 湖南师范大学依据相关法律法规条例建设本科教学的生物安全二级(biosafety level 2, BSL-2)实验室, 并通过将培养学生生物安全意识、完善实验室生物安全制度、加强实验室生物安全管理以及生物安全考核等融入实验教学的日常工作, 提高学生生物安全意识, 确保医学微生物学本科实验教学活动安全, 实现课程育人的新图景。
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“假设-验证”模式在生态监测实验教学中的应用

郭成圆, 张九东, 孟长军

2024, 28(4): 370-376. https://doi.org/10.16605/j.cnki.1007-7847.2024.03.0129

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改革后的实验教学以问题假设为驱动力, 以实践验证为抓手, 结合生物多样性、植物功能性状等科研热点, 调动学生探索身边生态环境的主观能动性, 在有限的实验课程中提升学生解决问题的能力。实验内容包括植物多样性监测、比叶重和叶片相对含水量与土壤含水量的关系、不同生境下叶片气孔性状与光合色素的变化等。该实验教学模式的综合性和实用性强, 可锻炼学生的逻辑思维和团队合作能力, 提升学生的科研素养, 培养学生的生态大局意识, 实现理论知识与动手能力的相互融合。“假设-验证”模式的应用显著提升了生态监测实验教学的效果, 76.06%的学生认为此模式具有活力, 自身学习效果和生态意识都有明显的增强。

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