生命科学研究

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周建林

生命科学研究. 2021, 25(3): 189-196.

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摘要: 肿瘤抑制因子p53主要作为转录因子发挥作用。当细胞受到诸如缺氧、DNA损伤等胁迫时, p53蛋白迅速在细胞内积聚并激活, 从而调控一系列基因的转录, 导致细胞周期停顿、凋亡或衰老, 避免细胞癌化。p53功能的失活往往导致癌症发生。编码p53蛋白的TP53基因的突变是p53失活的主要方式。突变型p53不仅失去抑癌作用, 而且还具有显性负效应, 并获得致癌的新功能。其次, 野生型p53的功能还受到相互作用蛋白质或非编码RNA的调控, p53正调控因子的下调或/和负调控因子的上调可以导致野生型p53蛋白功能的失活。p53是一个重要的癌症药物靶点, 许多研究证实可通过恢复突变型p53的正常功能、降解突变型p53蛋白或者增强野生型p53蛋白的稳定性和活性, 达到治疗癌症的目标。本文在对癌症数据库和蛋白质相互作用数据库进行挖掘分析的基础上, 综述了TP53基因的突变、p53相互作用蛋白和非编码RNA对p53功能的影响, 并介绍了靶向p53的抗癌药物开发现状, 可为p53研究和靶向p53的抗癌药物的开发提供参考。

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明胶通过NF-κB信号通路促进RAW264.7细胞形成多细胞聚集体和释放促炎性因子

朱涛, 毛金磊, 刘怡鸣, 赵叶利

生命科学研究. 2021, 25(3): 197-201.

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摘要: 胶原作为细胞外基质中的主要成分, 在创伤或烧伤等病理环境下会降解或变性成明胶(gelatin), 同时激活并募集巨噬细胞游走到病变部位介导炎症反应。胶原的片段能够介导炎症反应的发生, 而明胶作为胶原降解片段或变性产物, 目前关于其介导炎症反应的研究很少。为了考察明胶对巨噬细胞的影响, 以小鼠巨噬细胞RAW264.7为研究对象, 分别考察了其形态学、存活率以及促炎因子释放等指标的变化。结果显示, 明胶以浓度和时间依赖性方式促进小鼠巨噬细胞RAW264.7形成多细胞聚集体, 同时对细胞的存活没有影响; 明胶包被培养促进RAW264.7细胞释放促炎性细胞因子。进一步的研究发现, 明胶通过NF-κB促进多细胞聚集体的形成和促炎性细胞因子的释放。这些结果说明明胶在巨噬细胞介导炎症反应中发挥着重要作用。

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氢水对高脂高糖饲料喂养大鼠主要脏器和肝损伤的调节作用

李卫霞, 陈剑华, 郭旭丽, 王雪玲, 陈天山, 刘晓霞

生命科学研究. 2021, 25(3): 202-208.

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摘要: 为了研究氢水(hydrogen water, HW)对高脂高糖饲料喂养大鼠主要脏器和肝损伤的调节作用, 采用灌胃方式对高脂高糖饲料喂养的大鼠灌服氢水, 观察各组大鼠胸腺、脾脏、肝脏、肾脏、心脏等主要脏器的外观及脏器指数变化, 同时通过伊红-苏木精染色观察肝脏病理变化, 并检测血清转氨酶、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)活力及丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量。结果显示: 相比高脂高糖饲料+ddH2O组大鼠, 高脂高糖饲料+HW组大鼠的脾脏指数提高66.67%, 肝脏指数降低23.31%, 差异具有显著性(P<0.05); 同时, 高脂高糖饲料+ddH2O组大鼠的肝脏组织出现明显空泡样变性, 而其余各组未见异常; 此外, 与高脂高糖饲料+ddH2O组相比, 高脂高糖饲料+HW组大鼠血清谷草转氨酶(glutamic-oxaloacetic transaminase, GOT)和谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase, GPT)的活力分别降低44.10%、27.04%, 差异具有极显著性(P<0.01), 而血清SOD、GSH-Px与CAT的活力分别提高45.07%、61.11%和89.94%, 差异均具有极显著性(P<0.01), MDA含量降低31.00%, 差异具有显著性(P<0.05)。上述结果表明, 氢水可降低高脂高糖饮食对大鼠免疫系统造成的潜在损伤, 并通过提高机体抗氧化作用对高脂高糖饮食造成的大鼠肝损伤起一定的保护作用。

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孤儿核受体小异二聚体伴侣在胆汁酸及糖脂代谢中的作用研究进展

吕秋月, 姜保平, 肖培根

生命科学研究. 2021, 25(3): 209-216.

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摘要: 小异二聚体伴侣(small heterodimer partner, SHP)是一种转录抑制因子, 可与多种核受体及转录因子相互作用形成复杂的调节网络, 参与包括胆汁酸、胆固醇、甘油三酯及葡萄糖等在内的多条代谢通路。SHP在肝脏、脂肪和胰腺等组织中均有表达。在肝脏中, SHP可通过影响一系列与胆固醇降解、胆汁酸生成、葡萄糖异生以及脂肪生成等相关的基因表达调控肝脏代谢途径, 持续表达SHP可造成胆汁酸池耗竭和肝脏甘油三酯水平的积聚, 而敲除SHP则会抑制脂肪肝的发展。在脂肪组织中, 过表达SHP会加重葡萄糖耐受不良和高脂饮食诱导的肥胖。在胰腺内, 调节SHP的表达则可能影响葡萄糖刺激的胰岛素分泌以及内质网应激引起的β细胞功能障碍。此外, SHP遗传突变与肥胖相关, 并可能增加部分人群对2型糖尿病的易感性。本文将重点讨论SHP调控胆汁酸及糖脂代谢的机制, 并总结SHP的主要生理功能及其在2型糖尿病发生发展中的作用。

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THAP8基因可被HIF-1ɑ上调并促进肺癌细胞活力、克隆形成和侵袭

刘顺莲, 宁贻崇, 刘凯丽, 陈思文, 周琳, 李美玲, 张晴, 周建林

生命科学研究. 2021, 25(3): 217-224.

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摘要: 死亡相关蛋白(Thanatos-associated proteins, THAP)家族的许多成员已被证实与细胞增殖、凋亡和癌症密切相关, 而THAP8的功能尚不清楚。为了探究THAP8在癌症中的表达, 对TCGA和Oncomine数据库进行了分析, 发现THAP8 mRNA在肺癌组织的表达显著高于癌旁正常组织; 接着采用荧光定量PCR技术分析了22对肺癌和癌旁正常组织中THAP8的表达差异, 结果与数据库分析一致。为了探讨THAP8在肺癌组织中高表达的原因, 用JASPAR软件预测THAP8启动子上的转录因子结合位点, 发现THAP8基因启动子区含有4个缺氧诱导元件。荧光素酶活性分析实验证明, 缺氧诱导因子-1α (hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)可以结合到THAP8启动子上的缺氧诱导元件并促进THAP8基因的转录。在CoCl2诱导的缺氧模型中, 随着CoCl2浓度的增加, HIF-1α和THAP8蛋白的表达水平升高。此外, 在Beas-2B细胞中, 过表达HIF-1α可以促进THAP8的表达。为了进一步研究THAP8在肺癌细胞中的功能, 用慢病毒介导的shRNA敲低THAP8基因, 分析THAP8基因沉默对肺癌细胞生物学行为的影响。结果表明: 在H460和H1437肺癌细胞中, 敲低THAP8基因可显著降低细胞的活力、克隆形成和侵袭能力。这些结果说明: THAP8可以受缺氧诱导, 并促进肺癌细胞的活力、克隆形成和侵袭, 是一个新的癌基因。

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转录因子在肝癌中调节作用的研究进展

陈辰, 奕天飞, 倪舒静, 王玲琳, 朱婷琰, 徐美倩, 吉米丽古丽·艾尼, 廖奇

生命科学研究. 2021, 25(3): 225-231.

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摘要: 肝癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一, 由于预后不良而具有较高死亡率, 其中, 肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是肝癌最常见的类型。转录因子是在细胞转录过程中通过与基因启动子DNA序列结合而影响靶基因表达的调节因子。研究表明, 转录因子通过多种方式调节肝癌发生发展的各个方面, 起着重要的作用。本文主要围绕转录因子在肝癌发生发展相关过程的功能和作用进行总结与展望, 包括引发肝癌的病毒感染过程, 肝癌细胞的增殖、凋亡、转移和活力, 以及作为肝癌治疗和预后的生物标记物等多个方面。

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水稻内生菌研究进展及展望

刘江苇, 刘颖, 徐婷, 卜志刚, 刘选明, 朱咏华

生命科学研究. 2021, 25(3): 232-239.

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摘要: 内生菌是自然界中与植物存在紧密联系的一类微生物, 其生活史的一定阶段或全部阶段都生活在健康植物的各个组织和器官内部。水稻是世界上最重要的农作物之一, 寄生于其体内的内生菌由于对水稻具有促进生长、缓解胁迫等有利作用, 因此也倍受关注。本文主要对水稻内生菌的多样性、水稻-内生菌的相互作用以及水稻内生菌的应用前景等3个方面的研究进展进行了总结。目前, 关于水稻-内生菌相互作用机制的研究较少, 未来应更进一步挖掘内生菌与水稻互作的分子机理, 让水稻内生菌更好地服务于农业生产。

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哺乳动物毛囊周期性生长调控机制的研究进展

张稳, 刘罗兰, 冯登侦, 李新海

生命科学研究. 2021, 25(3): 240-248.

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摘要: 毛囊是哺乳动物特有的皮肤附属器官, 循环经历着生长期、退行期和休止期, 每个时期都受一系列基因及其他相关因子的调控。目前, 关于毛囊生长发育及调控机制的研究取得了较大的进展, 尤其是在毛囊干细胞的活化、增殖、分化方面。本文简要介绍了毛囊的周期性生长过程, 概括了褪黑素及毛囊相关基因和信号通路在毛囊上的研究进展, 阐述了非编码RNA和其他相关蛋白质/细胞对毛囊周期性生长的调控机制, 期望能够为构建毛囊生长发育的分子调控网络及深入探讨毛囊周期性生长的调控机制提供借鉴, 为利用现代分子生物技术改善毛用动物绒/毛的品质提供理论依据。

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乙型肝炎相关慢加急性肝衰竭患者lncRNA表达谱分析

李小梅, 李荣华, 符小玉, 李颖, 傅蕾

生命科学研究. 2021, 25(3): 249-258.

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摘要: 为了分析乙型肝炎相关慢加急性肝衰竭(hepatitis B virus-related acute-on-chronic liver failure, HBV- ACLF)患者与乙肝携带者(asymptomatic carrier, ASC)间差异表达的长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA), 探究lncRNA在HBV-ACLF中的功能, 选取5例HBV-ACLF患者和5例ASC患者, 应用高通量测序检测其外周血中lncRNA及信使RNA (messenger RNA, mRNA)的表达谱, 筛选出在两组间差异表达的lncRNA及mRNA, 并进一步对差异表达的lncRNA进行生物信息学分析。结果显示, 与ASC组相比, HBV-ACLF组中共发现了131个异常表达的lncRNA, 表达上调的lncRNA有114个, 表达下调的lncRNA有17个, 其中lncRNA PIGC上调最显著。GO分析表明, 差异表达的lncRNA主要参与病毒复制、固有免疫、小分子物质代谢等生物学过程; KEGG分析发现, 差异表达的lncRNA主要参与核黄素代谢、类固醇激素生物合成、果糖和甘露糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、叶酸生物合成、氨基酸和核苷酸代谢等信号通路。Cis预测提示, lncRNA PIGC能调控mRNA ENST00000484368的表达。本研究筛选出了在HBV-ACLF患者中差异表达的lncRNA谱, 并发现lncRNA很可能通过调节肝细胞的小分子代谢及肝脏免疫反应在HBV-ACLF中发挥作用。

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急性髓性白血病预后免疫相关基因的生物信息学分析

郭凤霞, 赵海燕, 王博, 汪梅, 任咏慧, 李洁

生命科学研究. 2021, 25(3): 259-267.

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摘要: 急性髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML)是一种造血干细胞的恶性克隆性疾病, 复发率高, 预后差, 临床缺乏准确而稳健的预后标志物。本研究旨在构建一个免疫相关基因(immune-related genes, IRGs)的拟合模型来预测AML患者的预后。首先, 从TCGA中下载AML样本的基因表达谱数据和临床相关信息矩阵, 从ImmPort数据库获取IRGs列表, 利用R语言提取并筛选IRGs的表达矩阵; 然后, 对IRGs进行单变量Cox回归生存分析, 筛选出预后IRGs; 随后, 对预后IRGs进行GO和KEGG富集分析、PPI网络构建以及关键IRGs的筛选; 最后, 构建AML预后的最优IRGs拟合。经过筛选共得到302个预后IRGs, 这些预后IRGs涉及细胞趋化反应、白细胞黏附以及细胞因子-细胞因子受体相互作用和JAK-STAT等信号通路。最重要的是, 文中通过迭代Lasso的算法构建了由9个IRGs组成的预后风险模型。该模型对AML预后的高低风险具有很高的诊断效能(AUC=0.91)。总之, 本文开发了一种最优IRGs拟合模型, 其能准确预测AML患者的预后, 该模型可能有助于指导临床医生对高风险AML患者进行个性化管理。

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一株鸡源性沙门氏菌的基因组分析

宋晟, 张海韵, 郭焜鹏, 王芳斌

生命科学研究. 2021, 25(3): 268-275.

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摘要: 为研究生鲜鸡肉中沙门氏菌的基因组信息, 了解其耐药机制与致病机制, 从新鲜鸡肉中分离出一株沙门氏菌FC10727, 采用Illumina HiSeq 4000和PacBio对其进行全基因组测序与生物信息学分析。结果表明, FC10727基因组大小为4 638 420 bp, 预测有4 016个基因, GC含量为54.15%。通过注释eggNOG数据库, 对应基因有944个, 按功能可分为20类; 通过比对KEGG数据库, 得到2 981个基因, 共参与24类代谢通路; 通过比对GO数据库, 得到2 901个基因, 按基因功能可分为42类; 通过比对CAZy数据库, 得到96个基因, 共分为5类。此外, 数据库分析结果提示, 该菌株共有耐药基因14个, 具有β-内酰胺类药物耐药性等多种耐药机制; 致病基因27个, 携带系统性红斑狼疮致病基因及多种致病因子。

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关于水生植物的一系列问题——植物学教材质疑(三)

黎维平

生命科学研究. 2021, 25(3): 276-282.

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摘要: 许多植物学教材对水生植物的论述有待修正。关于水生植物, 特别是浮水植物和沉水植物的定义, 有些教材表述不够严谨。同时, 在代表植物的选择及其插入的叶解剖图上, 一些教材也存在不少问题。此外, 水生植物适应综合征是学习的重点, 但一些教材出现错误观点。针对上述问题, 本文提出了一些修改建议; 并且, 在沉水植物的教学中, 设计了探究式教学方案, 独创性地从维持沉水植物低光补偿点的角度引导学生理解沉水植物的适应综合征。

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2021年, 第25卷, 第3期　
刊出日期：2021-06-30

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