2020年, 第24卷, 第2期　
刊出日期：2020-04-30

  

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新冠肺炎专栏
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  2019冠状病毒病(COVID-19)实验室诊断方法的应用现状

  杨 杰, 曾凡胜, 秦志强

  生命科学研究. 2020, 24(2): 87-94.

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  摘 要: 严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)系通过分析鉴定2019年武汉不明原因的肺炎病例而被发现。世界卫生组织将该新型冠状病毒感染的肺炎命名为2019冠状病毒病(corona virus disease 2019, COVID-19)。COVID-19的实验室诊断方法主要有基于病毒核酸的病原学检查、通过特异性抗体检测的血清学检测以及一般检查。目前, 实时逆转录PCR是COVID-19确诊的金标准, 但该方法存在漏检和假阴性的问题, 因此, 为了更有效防控COVID-19, 有必要发展高质量、高敏感的诊断方法。本文综述了COVID-19实验室诊断方法的应用现状及最新进展, 以期为快速准确诊断COVID-19提供参考。
研究论文
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  基于寨卡病毒复制子的抗病毒药物筛选系统(英文)

  刘 娜, 胡媛媛, 陈凯丽, 赵 莹, 易文富, 朱春玉, 郑方亮

  生命科学研究. 2020, 24(2): 95-101.

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  摘 要: 寨卡病毒(Zika virus, ZIKV)是引起成人格林巴利综合征(Guillain-Barre syndrome, GBS)以及胎儿和新生儿小头畸形疾病的重要病原体。有效的抗病毒药物筛选系统是防治ZIKV感染的有效工具。本研究构建了以海肾荧光素酶为检测靶标的寨卡病毒复制子Rluc-ZIKV-Rep, 并通过突变NS5蛋白, 构建了非复制型寨卡病毒复制子Rluc-ZIKV-Rep NS5△GDD。为了检测复制子的功能, 将两种复制子转化至Vero细胞, 结果显示随着时间延长, Rluc-ZIKV-Rep荧光素酶活性逐渐增加, 寨卡病毒mRNA拷贝数逐渐增多, 证明以海肾荧光素酶为检测靶标的寨卡病毒复制子构建成功。为了检测该系统是否能够用于抗病毒药物筛选, 用马尼地平和西尼地平两种抗寨卡病毒的药物进行检测, 结果显示Rluc-ZIKV-Rep的复制能力随着药物浓度的增加而逐渐降低, 呈现一种剂量依赖的方式, 说明该系统可以用于抗病毒药物的筛选。综上所述, 本研究构建了一种可以用于抗病毒药物筛选的寨卡病毒复制子, 为筛选有效的抗病毒药物提供了有力工具。
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  GWGS芯片整合分析识别外周血细胞中与骨质疏松症相关的枢纽基因

  黎海霞, 许 阳, 邓凯丽, 李 然, 肖苏妹

  生命科学研究. 2020, 24(2): 102-108.

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  摘 要: 为了对骨质疏松症基因芯片数据集进行整合分析并识别出外周血细胞中与骨质疏松症相关的枢纽基因, 通过检索GEO和ArrayExpress数据库获得骨质疏松症相关的表达谱芯片数据集; 运用GWGS (genome-wide global significance)方法对纳入的数据集进行整合分析, 筛选出差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs); 然后, 运用GO (gene ontology)富集分析和KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析对差异表达基因进行功能注释, 并建立蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络, 筛选出骨质疏松症相关的枢纽基因。公共数据库检索得到3个符合纳入排除标准的研究集, GWGS整合分析筛选出排序前200的DEGs, 这些基因主要富集的GO条目为脂多糖的细胞反应、凋亡过程和炎症反应, 与骨质疏松症相关的KEGG富集通路为破骨细胞分化等。PPI分析进一步检测到与骨质疏松症相关的10个枢纽基因, 其中9个基因已有研究报道和骨质疏松症的发生发展相关, 而ELANE基因还未有研究报道与骨质疏松症有关。ELANE基因同时在人的骨髓组织、小鼠骨髓和骨组织中高表达, 这个基因很可能与骨质疏松症有潜在的联系。本研究的结果将有助于进一步理解骨质疏松症的分子致病机理。
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  衰老细胞染色质开放变化的初步分析

  宋 乔, 王亚琦, 侯玉丽, 刘 静, 张晓敏, 曹 敏, 王培昌

  生命科学研究. 2020, 24(2): 109-117.

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  摘 要: 为研究复制性衰老中表观遗传学的变化, 以年轻代龄(PD26)和年老代龄(PD55)的人胚肺 二倍体成纤维细胞(2BS)为材料, 进行ATAC-seq测序, 并使用Bowtie2、FastQC、MACS、deepTools、phastCons、R语言、HOMER以及基因本体论(Gene Ontology, GO)对测序结果进行深入分析和挖掘。结果显示, 2BS细胞染色质开放区域的保守性较强, 其主要集中于启动子(promoter)区至转录起始位点(transcription start site, TSS), 且年轻细胞与年老细胞的启动子区至转录起始位点的开放程度不同, 细胞随着衰老在启动子区至转录起始位点的开放程度逐渐下降。进一步对年轻和年老细胞之间存在显著差异的靶基因进行GO分析发现, 这些差异基因主要与细胞进程、代谢、生物性调节、结合功能、催化功能相关。本次研究发现衰老过程中染色质开放区减少、转录调控水平下降, 提示复制性衰老与转录调控关系密切。
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  龙胆苦苷生物合成候选调控基因GrbHLH1的挖掘、克隆与表达分析

  李彩霞, 王元忠, 王梅媛, 梁 芳, 张晓东

  生命科学研究. 2020, 24(2): 118-126.

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  摘 要: 为挖掘滇龙胆中调控龙胆苦苷生物合成的bHLH转录因子, 使用长春花中调控环烯醚萜生物合成的转录因子bHLH环烯醚萜类合成1 (CrBIS1)的基因序列比对滇龙胆转录组数据库, 获得一个候选调控基因GrbHLH1, 以该序列为基础, 采用逆转录多聚酶链式反应(reverse transcription PCR, RT-PCR)技术从滇龙胆幼叶克隆GrbHLH1基因, 并对其进行生物信息学分析和组织特异性表达分析。结果表明滇龙胆GrbHLH1基因(GenBank登录号: KF941186.2)的开放阅读框长1 104 bp, 编码367个氨基酸, 主要在叶中表达; GrbHLH1蛋白的相对分子质量为40.60 kD, 理论pI为4.82, 可能定位于细胞核, 无信号肽, 亲水、不稳定, 主要由α-螺旋(18.53%)和环(70.30%)构成; 该蛋白质具有HLH保守结构域, 属于IVa型bHLH转录因子, 与长春花CrBIS1和CtBIS2蛋白的亲缘关系最近。以上数据表明GrbHLH1基因是龙胆苦苷生物合成的候选调控基因, 为进一步研究该基因的调控作用奠定了基础。
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  基于生物信息学分析的非小细胞肺癌诊断预后相关基因的筛选

  杨燕霞, 金 莲, 王 欣, 张 洁, 柳小平

  生命科学研究. 2020, 24(2): 127-135.

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  摘 要: 为了从基因层面探讨非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)发生发展的内在机制, 筛选与NSCLC诊断、预后相关的基因, 为NSCLC分子机制的进一步研究提供生物信息学依据, 利用生物信息学方法对GEO数据库和TCGA数据库的数据集进行合并分析, 筛选NSCLC组织与正常肺组织之间的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs), 并对所取交集的DEGs进行基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)、基因本体论(gene ontology, GO)分析、KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析、蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)分析、ROC曲线诊断效能分析及LASSO生存分析。文中共筛选出240个DEGs, 主要涉及核分裂、染色体分离等生物学过程。GSEA分析结果显示, 富集的通路主要涉及DNA修复和细胞周期。从PPI网络中筛选出20个hub基因, ROC结果显示, UBE2C (AUC=0.939)、TOP2A (AUC=0.927)、RRM2 (AUC=0.927)、CCNB1 (AUC=0.928)、MKI67 (AUC=0.930)、AURKA (AUC=0.931)、MELK (AUC=0.950)相对具有较高的诊断价值, LASSO COX回归结果则显示IL6、KIAA0101、MKI67、TPX2、AURKA、CDKN3及CDCA5与NSCLC患者的预后强相关。本研究结果表明, ZWINT、KIF2C、MELK、CDCA5可能在NSCLC中发挥着重要的作用, 为阐明NSCLC的分子机制提供了新思路。
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  安徽省9种药用植物分布新纪录

  谢 晋, 严安定, 马丽娟, 张群林, 杨 俊

  生命科学研究. 2020, 24(2): 136-140.

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  摘 要: 报道产自安徽省7科8属9种药用植物新分布纪录, 包括毛茛科翠雀属无距还亮草Delphinium ecalcaratum S. Y. Wang et K. F. Zhou, 豆科胡枝子属尖叶铁扫帚Lespedeza juncea (Linn. f.) Pers.、猪屎豆属大猪屎豆Crotalaria assamica Benth., 芸香科花椒属小花花椒Zanthoxylum micranthum Hemsl., 锦葵科黄花稔属黄花稔Sida acuta Burm f.、拔毒散Sida szechuensis Matsuda, 桔梗科异檐花属卵叶异檐花Triodanis biflora (Ruiz et Pavon) Greene, 菊科松香草属串叶松香草Silphium perfoliatum Linnaeus, 百合科黄精属距药黄精Polygonatum franchetii Hua., 新纪录种的发现进一步丰富了安徽省药用植物资源。
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  甘蓝型油菜EMS诱变矮秆突变体分析

  李 昕, 阎晋东, 杨 飘, 向芙江, 张 维, 彭武生, 卓宇红, 李新梅, 赵小英

  生命科学研究. 2020, 24(2): 141-146.

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  摘 要: 本研究分析了甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone, EMS)诱变甘蓝型油菜矮秆突变体Bnd2 (Brassica napus dwarf 2)的农艺性状、矮秆性状遗传特性以及对不同植物激素的响应。农艺性状分析结果显示: 成熟期Bnd2株高、有效分枝高度、伸长节数、节间距、主花序有效长度显著低于诱变亲本2B。矮秆性状遗传分析结果显示: 回交F1代株高偏向亲本2B, 表现为高秆, F2群体高秆与矮秆的分离比符合3∶1的分离规律, 表明Bnd2矮秆性状受单个隐性基因控制。不同植物激素处理结果显示: Bnd2幼苗下胚轴比2B要短, 但Bnd2幼苗下胚轴对赤霉素(gibberellin, GA)的响应减弱, 对油菜素甾醇(brassinosteroid, BR)的响应增强, 且BR处理可恢复Bnd2幼苗的下胚轴表型, 推测Bnd2的矮秆性状可能与GA信号和/或BR合成有关, 这为后期矮秆基因定位提供了线索。
综述
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  骨髓间充质干细胞在肿瘤发生及治疗作用中的研究进展

  胡星遥, 孙慧娟, 朱 静, 张 洁, 尚广彬

  生命科学研究. 2020, 24(2): 147-152.

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  摘 要: 骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)主要存在于骨髓中, 具有多向分化和增殖的能力。BMSCs与肿瘤关系密切, 除了对肿瘤具有趋向性, 还可以影响肿瘤细胞的生长增殖、侵袭转移和血管生成等, 在肿瘤的发生、发展过程中具有重要调节作用。同时BMSCs在肿瘤基因治疗和免疫治疗中的应用也日趋受到重视, 为肿瘤治疗拓展了研究思路。本文主要就BMSCs对肿瘤发生、发展的影响, 及其在肿瘤治疗中的应用进行综述。
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  间充质干细胞来源外泌体促心肌梗死血管新生及其机制研究进展

  张 烨, 肖 轶, 余国龙

  生命科学研究. 2020, 24(2): 153-159.

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  摘 要: 血管新生(angiogenesis)是机体内一个复杂的生理学和病理学过程, 是治疗缺血性疾病的重要措施。大量实验研究已表明间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)等干细胞移植可促进心肌梗死后血管新生, 近期研究证实这一作用可能主要通过分泌外泌体形式介导。外泌体(exosome)通过传递与血管新生相关微RNA (microRNA, miRNA)或蛋白质等生物活性物质, 调控靶器官中与血管新生相关通路的基因表达, 提高内皮细胞在缺血缺氧环境下的存活、迁移、成管能力, 促进心肌梗死区域血管新生。通过基因修饰手段增强外泌体介导的心脏修复作用, 以及将外泌体与生物活性肽结合形成工程外泌体来靶向缺血心肌治疗, 是目前外泌体在心血管领域的热点研究方向。本文结合近年外泌体研究的相关文献, 就MSCs来源外泌体促进心肌梗死血管新生的具体机制及现状研究作一综述。
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  食物奖赏对药物奖赏的作用及神经机制

  陈嘉卉, 刘舒华

  生命科学研究. 2020, 24(2): 160-167.

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  摘 要: 食物奖赏与药物奖赏均能通过奖赏效应刺激个体对奖赏物产生依赖性, 且二者相关的神经环路有着广泛的重叠区域。目前, 已有不少研究表明食物奖赏与药物奖赏之间存在驱力转移现象: 受到某种奖赏刺激的个体, 对其他种类奖赏的寻求动机也会增强。简而言之, 食物奖赏能促进药物奖赏, 增强其奖赏效应, 但在某些条件下也有抑制或无影响的情况出现。本文将从食物奖赏促进药物奖赏、二者共有的解剖学基础、食物奖赏对药物奖赏的其他作用效果及干扰因素这3个方面进行综述, 以期为日后探究二者之间的作用机理及利用食物奖赏干预药物奖赏提供证据, 为药物成瘾的防治提供帮助。
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  表皮生长因子对动物肠道黏蛋白分泌的影响及其作用机制

  汤小朋, 熊康宁

  生命科学研究. 2020, 24(2): 168-172.

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  摘 要: 表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)是一种含有53个氨基酸残基的小分子肽, 在黏膜屏障功能的维持与修复中发挥重要作用。黏液层是动物肠道的第一道屏障, 可阻止有害菌的入侵, 同时也是机体与外部环境交换营养物质、水、气体等物质的重要场所。黏蛋白(mucins, MUCs)是黏液层的主要成分, 它是一种相对分子质量较高的糖蛋白。EGF可通过刺激肠道杯状细胞的增殖促进黏蛋白的分泌以维持肠道黏液的不断更新。本文主要综述了黏蛋白的结构和功能以及EGF对肠道黏蛋白分泌的影响及其调控作用机制, 以期为EGF在动物肠道健康调节中的作用提供参考。