生命科学研究

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赛步青，徐嘉齐，王路娟，郑乐亮，唐敬群

生命科学研究. 2019, 23(6): 431-436.

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摘要：存在于骨髓中的间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs，也称为间充质基质细胞)可以被募集到肿瘤部位并构成肿瘤微环境。细胞代谢在癌症进展中起重要作用。在癌症微环境中间充质细胞和肿瘤细胞发生代谢方式的转变。然而，尚不清楚肿瘤细胞和BMSCs细胞的相互作用如何影响细胞代谢和肿瘤进展。在本研究中，通过将BMSCs和小鼠肺癌细胞LLC细胞共同注射到C57BL/6小鼠，构建了皮下瘤模型；随后在原位瘤分离BMSCs和LLC细胞，进行RNA测序，以获得肿瘤微环境下BMSCs和LLC细胞的转录组。结果显示BMSCs中上调的基因富集于代谢途径。进一步根据差异表达的分子构建相互作用网路，发现BMSCs网络中的核心预测途径是代谢途径、MAPK信号通路和HIF-1信号通路。然而，在肿瘤微环境中LLC细胞的代谢途径受到抑制。体内动物实验证实抑制糖酵解可以减少荷瘤小鼠肿瘤的生长。以上结果提示，BMSCs增加了糖酵解，通过反式Warburg效应促进癌细胞的生长，在肿瘤微环境下BMSCs的代谢重编程影响肿瘤细胞的转归。

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Fisetin对H2O2诱导细胞内ROS的清除作用及机制探讨

张妍薇, 郑皖, 杨人贵, 陈静芳, 向晓婧, 陈继华

生命科学研究. 2019, 23(6): 437-443.

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摘要: 活性氧(reactive oxygen species, ROS)在非酒精性脂肪肝、心血管疾病、癌症、糖尿病等疾病发生发展的过程中具有重要作用。HepG2细胞是评价抗氧化剂对活细胞氧化损伤保护作用的常用细胞模型。为了探讨非瑟酮(fisetin)对H2O2诱导细胞内ROS的清除作用及其机制, 将HepG2细胞随机分为空白对照组(control)、溶剂对照组(solvent control)、H2O2模型组(H2O2 model group)、fisetin干预组(fisetin+H2O2)、fisetin单独处理组(fisetin), 检测不同干预组细胞存活率大小及细胞内ROS水平, 同时检测核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2- related factor 2, Nrf2)、Kelch样ECH相关蛋白1 (Kelch-like ECH-associated protein 1, Keap1)及Ⅱ相酶血红素氧合酶-1 (heme oxygenase-1, HO-1)、谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚基(glutamate-cysteine ligase catalytic subunit, GCLC)、谷氨酰半胱氨酸连接酶修饰亚基(glutamate-cysteine ligase modifier subunit, GCLM)、醌氧化还原酶1 (NAD(P)H quinone oxidoreductase 1, NQO1)的表达。此外, 通过构建Nrf2敲低细胞系, 进一步明确Nrf2在fisetin清除ROS过程中的作用。研究发现, 与H2O2模型组相比, fisetin干预组细胞存活率显著上升; fisetin可抑制由H2O2引起的HepG2细胞内ROS的增加, 上调Nrf2、HO-1蛋白表达, 并下调Keap1蛋白表达; Nrf2稳定敲低后, 细胞内ROS水平增加。实验结果表明, fisetin可能通过激活Keap1/Nrf2/抗氧化反应元件(antioxidant response element, ARE)通路诱导HO-1的表达, 从而在抗氧化损伤过程中发挥细胞保护作用。

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基于加权网络的卵巢癌可变剪接预后特征分析

顾云婧, 潘以红, 朱东月, 朱平

生命科学研究. 2019, 23(6): 444-451.

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摘要: 可变剪接作为转录调节的调控机制, 对肿瘤的治疗和预后具有重要意义。本文对卵巢癌预后相关的可变剪接事件进行了系统分析, 以挖掘可变剪接在卵巢癌中的预后价值。首先, 从TCGASpliceSeq数据库中下载卵巢癌患者数据, 运用单因素Cox回归分析筛选得到290个与预后相关的剪接事件(prognostic-associated alternative splicing events, PASEs); 其次, 融合PASEs对应基因的蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)数据构建卵巢癌预后加权网络, 同时对网络进行拓扑分析, 对PASEs对应基因进行功能富集分析; 最后, 根据网络中节点的度选出前20个可变剪接事件作为预后特征, 利用Cox比例风险模型建立卵巢癌预后预测模型。结果显示, 这些可变剪接事件作为预后特征可以较好地预测卵巢癌患者的预后情况, 可作为潜在的卵巢癌预后生物标志物。

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脊髓损伤机制研究的生物信息学分析

任恩惠, 张广智, 贺学岗, 高一诚, 杨风光, 杨亮, 马占军, 解琪琪, 汪静

生命科学研究. 2019, 23(6): 452-461.

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摘要: 用生物信息学方法筛选参与脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)发展过程的关键分子和通路, 可为脊髓损伤发展机制的研究提供指导。从GEO数据库下载基因芯片数据, 并将数据集中的样本分为脊髓损伤组(SCI组)和正常组(normal组)。应用R语言处理来自不同数据集样本间的批次效应, 同时对基因芯片的表达数据进行标准化处理, 并通过PCA分析监测标准化处理后数据的质量。应用R语言中的limma包分析标准化后的基因表达矩阵, 以得到差异基因。将差异基因导入DAVID数据库进行GO (gene ontology)分析, 并通过KEGG数据库进行通路分析。然后应用STRING数据库构建PPI网络, 并通过Cytoscape中的cytoHubba插件分析得到10个hub基因。最后应用箱式图监测hub基因在不同样本中的表达, 并用GeneCards数据库查询hub基因的功能。此外, 为了补充差异基因筛选的不足, 通过R语言对基因表达矩阵进行了GSEA (gene set enrichment analysis)分析。结果显示: TYROBP、ITGB2、PTPRC和FCER1G等基因在脊髓损伤发展过程中发挥重要的作用; 细胞外基质的炎症反应、葡糖醛酸基转移酶活性的变化和星形胶质细胞的迁移等与脊髓损伤的发展机制关系密切; TNF信号通路、NF-κB信号通路和p53信号通路在脊髓损伤的发展机制中发挥重要的作用。这些关键的分子和通路在脊髓损伤中的作用值得我们进行更深入的探讨。

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脱细胞生物材料样品的细胞毒控制技术研究

杨利霞, 谢美娜, 王云泽, 于月欣, 樊立涛, 杨国峰, 李晶

生命科学研究. 2019, 23(6): 462-468.

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摘要: 细胞毒控制是脱细胞生物材料制备过程中的关键工艺, 该工艺不稳定是造成脱细胞材料细胞毒性高、生物相容性差的重要原因之一。脱细胞后, 采用酒精振荡清洗的方法优化制备工艺, 可有效降低脱细胞样品的残余细胞毒性, 提高细胞毒等级。试验结果证明, 30%的酒精振荡清洗至少12 h以上可以将脱细胞样品的细胞毒稳定在Ⅰ级水平。这对于降低脱细胞生物材料制备过程的废品率, 提高脱细胞生物材料样品的生物相容性和临床应用安全性具有积极意义。

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水体低氧对香鱼幼鱼生长和消化酶活性的影响

石华洪, 苗亮, 李明云, 徐玉敏, 张浩, 方磐, 陈晓升, 陈政榜, 黄翔晖

生命科学研究. 2019, 23(6): 469-475.

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摘要: 水体溶氧量是影响鱼类的重要环境因子, 本研究检测了不同水平的低溶氧胁迫对香鱼幼鱼生长和消化酶活性的影响。结果显示: 低氧胁迫后香鱼幼鱼生长受到抑制, 溶氧量分别为4.5 mg/L和3.0 mg/L的两组实验鱼在胁迫7 d、14 d和21 d时的体重均显著小于溶氧量为7.5 mg/L的对照组(P<0.05), 其中胁迫21 d时两组实验鱼的体重分别比对照组鱼的体重轻10.89%和20.73%; 胁迫0~7 d期间两个实验组鱼的体重均为负增长(增重率分别为-2.30%、-4.78%), 而对照组鱼的体重为正增长(增重率21.31%); 胁迫7 d后两个实验组的鱼均恢复生长, 且7~14 d期间的体重增重率均大于对照组, 表现为补偿性生长; 胁迫14~21 d期间溶氧4.5 mg/L的实验组的增重率与对照组相当, 溶氧3.0 mg/L的实验组的增重率则略低于对照组。此外, 低氧胁迫下两个实验组的淀粉酶、胃蛋白酶、脂肪酶活性均较对照组显著降低(P<0.05), 而胰蛋白酶活性与对照组差异不显著(P>0.05)。其中, 胃蛋白酶活性受低氧影响最大, 胁迫21 d时两个实验组的胃蛋白酶活性分别仅为对照组的58.40%、62.34%, 而淀粉酶活性已恢复至与对照组相当的水平, 脂肪酶活性也有所恢复。由此表明, 低氧胁迫会降低香鱼幼鱼消化酶活性, 阻碍鱼体生长, 同时鱼体对低氧环境也有一定的适应性, 表现为在低氧环境下生活一段时间后消化酶活性有所恢复, 鱼体出现一定程度的补偿性生长。

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西藏被子植物4种新记录

郝培玉, 阎莹莹, 权红, 兰小中

生命科学研究. 2019, 23(6): 476-478.

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摘要: 基于第四次全国中药资源普查, 在西藏自治区巴青县、丁青县及察隅县的野外调查中, 发现了4种新记录种: 草甸黄堇(Corydalis prattii Franch.)、纤细羽衣草(Alchemilla gracilis Opiz.)、长果茶藨子(Ribes stenocarpum Maxim.)、金阳美登木(Maytenus jinyangensis C. Y. Chang)。凭证标本均保存于西藏高原生态研究所植物标本室(XZE)。

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果蝇神经干细胞研究进展

杨玉琴

生命科学研究. 2019, 23(6): 479-486.

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摘要: 中枢神经系统由数量庞大、类型多样的神经细胞和神经胶质细胞组成, 它调节生物体各种生理活动以及学习、记忆和思维等认知功能。神经细胞和神经胶质细胞由神经干细胞产生, 所以对神经干细胞的研究有十分重要的意义。果蝇作为一种经典模式生物, 长期被用于神经干细胞增殖、分化、凋亡等方面的研究。本文阐述了果蝇神经干细胞的最新研究进展, 包括神经干细胞的类型和起源, 参与神经干细胞不对称分裂的关键蛋白质, 神经干细胞的静息、激活和最终的分化或凋亡, 以及神经元多样性产生的机制, 希望对神经生物学的基础研究有所帮助。

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基质微环境力学与细胞生物学行为

李倩，朱晓嫚，王纪浩，谢岩黎

生命科学研究. 2019, 23(6): 487-493.

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摘要：细胞作为有机体的最小组成单元，广泛参与着一系列的生命活动。细胞甚至单分子层面上的生物化学反应一直是探究机体生理活性的重点。近些年来，越来越多的研究指出，力学微环境广泛地影响着细胞的生物学活性，如细胞内蛋白质的分布和动态变化、信号转导等，同时细胞对外界产生的力学效应在组织的重构中起着重要的作用。理解力学微环境与细胞生物学效应的关系为研究生理病理条件下细胞的变化提供了新的视角，同时为开发支架等仿生材料提供了新的思路。本文总结了基质的硬度、配体浓度如何影响细胞黏附、迁移和分化，可为未来生物力学的研究提供基础和依据。

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心磷脂对细胞凋亡作用的研究进展

张玉姣, 张晶

生命科学研究. 2019, 23(6): 494-500.

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摘要: 心磷脂(cardiolipin, CL)是线粒体特异的一类磷脂, 它不仅可以维持线粒体的结构, 还对电子传递链复合体有影响。在细胞凋亡时, 心磷脂会发生一些重分布, 比如线粒体内膜外小叶中心磷脂含量的增加及细胞表面心磷脂的出现。同时, 凋亡刺激还可以加速心磷脂的代谢循环, 使心磷脂在线粒体内的含量降低。在细胞凋亡发生时, 心磷脂作为一个信号整合体, 对细胞色素c (cytochrome c, CytC)、胱天蛋白酶-8 (caspase-8)和促凋亡蛋白Bid发挥着重要的协调作用。本文主要就心磷脂在细胞凋亡过程中的重要作用及其在癌症中的研究进展进行综述。

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p21亚细胞定位与肿瘤

刘妍, 邓堂刚, 叶茂

生命科学研究. 2019, 23(6): 501-509.

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摘要: p21是一种重要的周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin-dependent-kinase inhibitor, CKI), 主要通过调控细胞周期维持细胞的生长和增殖。此外, p21还参与调控细胞凋亡、细胞衰老以及细胞运动等过程。近年来越来越多的研究表明, p21的功能具有双重性。当p21定位在细胞核时, 其主要通过抑制周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinases, CDKs)的活性介导细胞周期停滞, 抑制细胞增殖; 当定位在细胞质时, p21能够促进细胞增殖。本文主要对p21的生物学功能、亚细胞定位调控机制及其在肿瘤研究中的最新进展予以综述。

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胆汁酸和肠道菌群相互作用对非酒精性脂肪性肝病的影响

杜传德, 张晓晨, 李宗杰

生命科学研究. 2019, 23(6): 510-516.

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摘要: 近年来, 大量研究发现胆汁酸与肠道菌群相互作用对非酒精性脂肪性肝病的发生和发展有重要影响。胆汁酸主要在肝脏中合成, 分泌进入肠道后不仅可以促进脂类物质的消化和吸收, 还具有重要的生理信号和代谢调节作用, 其能通过参与能量代谢和炎症反应影响非酒精性脂肪性肝病的进程。肠道菌群的代谢产物(如胆汁酸、短链脂肪酸、内生性乙醇和三甲胺等)对宿主的代谢表型、免疫稳态、炎症反应和病程进展等都有重要调节作用。本文主要综述了胆汁酸的合成、转运代谢与肠道菌群结构变化之间的互相作用和对话交流机制, 揭示了肠道菌群结构紊乱和胆汁酸代谢异常对非酒精性脂肪性肝病的推动作用, 以期为临床上治疗非酒精性脂肪性肝病提供全新的策略和方法。

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2019年, 第23卷, 第6期　
刊出日期：2019-12-31

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