生命科学研究

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袁婺洲, 张亚楠

生命科学研究. 2022, 26(1): 1-12.

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摘要: 表观遗传调控机制是后基因组时代的重点研究领域, 当前许多证据表明表观遗传学调控心脏发育进程, 参与多种心脏疾病的调控。本文综述了DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物和microRNAs在心脏发育中的作用, 以及在动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌缺血、心肌纤维化等心脏疾病中表观遗传调控的研究进展, 同时概述了生物活性食品化合物在心脏保护中的作用, 为心脏发育的分子机制研究和心脏疾病的预防与治疗方向提供新的视角。

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巨噬细胞移动抑制因子在牛胚胎早期发育中的表达模式及作用初探

王丽君, 王勇胜, 李楠, 朱虹丽, 庞媛, 张辉

生命科学研究. 2022, 26(1): 13-20.

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摘要: 巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF)在生殖过程中发挥重要作用, 但其在早期胚胎发育中的作用尚未阐明。本研究通过RT-PCR、Western-blot和显微注射的方法对MIF在牛胚胎早期发育中的表达模式和功能进行初探。研究结果显示: MIF基因和MIF蛋白在牛体外受精(in vitro fertilization, IVF)胚胎和体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)胚胎早期发育过程中持续性表达, MIF基因表达量较低, 在SCNT胚胎2细胞、4细胞、8细胞和囊胚期的表达显著高于IVF胚胎, 但MIF蛋白在SCNT胚胎中的表达量显著低于IVF胚胎; 干扰MIF的表达后, 胚胎8细胞期的阻滞率(51.2% vs. 29.5%, P<0.05)显著升高, 囊胚率(17.3% vs. 36.5%, P<0.05)和囊胚细胞数(85.6±9.3 vs. 110.2±10.5, P<0.05)显著降低, 2细胞期和4细胞期胚胎的还原型谷胱甘肽(reduced glutathione, GSH)水平也显著降低, 提高MIF干扰组胚胎GSH水平可以显著改善胚胎的囊胚率和囊胚细胞数(16.9% vs. 32.9%, P<0.05; 85.4±8.6 vs. 102.2±10.4, P<0.05)。研究结果初步表明, MIF蛋白在牛胚胎早期发育中发挥重要作用, 可能通过调控胚胎GSH水平影响胚胎早期发育率及囊胚质量。

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CCDC151基因新无义变异导致Kartagener综合征伴无精症表型

肖敏, 奚燕萍, 雷彩霞

生命科学研究. 2022, 26(1): 21-25.

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摘要: Kartagener综合征是原发性纤毛运动障碍(primary ciliary dyskinesia, PCD)的一种亚型, 是一种罕见先天性的以常染色体隐性遗传为主的疾病, 以纤毛运动障碍为特征。为探索1例PCD伴无精子症患者不孕的遗传学病因, 同时也为其生殖遗传咨询包括后代发生遗传病的风险提供指导, 应用全外显子组测序技术对PCD以及不孕不育相关基因进行生物信息学分析及诊断, 发现患者CCDC151基因第8外显子c. 1059C>A (p.Tyr353*)纯合突变可导致PCD 30型。依据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)指南分类, 该无义突变为致病性变异。该病患者的相关临床表征有反复发作型中耳炎、慢性支气管炎、鼻塞、纤毛清除缺陷所致呼吸功能不全、哮喘、咳嗽、反复呼吸道感染、鼻息肉、纤毛运动异常、支气管扩张, 约50%的患者有完全性内脏反位。目前未见CCDC151基因变异导致男性不育及无精子症表型的报道。本研究发现一个导致PCD的CCDC151基因新突变, 丰富了PCD 罕见病以及CCDC151基因突变谱, 同时首次报道了CCDC151基因突变可导致男性无精子症的不育表型。

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人肝癌组织及小鼠肝损伤组织中KCTD10的表达分析研究

肖轶卉, 樊安方, 王道远, 张浩睿, 任凯群

生命科学研究. 2022, 26(1): 26-33.

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摘要: 为了探讨KCTD10在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)中的临床意义, 本研究使用UALCAN数据库及免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)等方法分析KCTD10在正常组织和肝癌细胞系以及临床肝癌组织中的表达, 并通过3,5-二乙酯基-1,4-二氢三甲基吡啶(3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine, DDC)饮食诱导法建立小鼠肝损伤模型, 对比研究KCTD10的表达变化。结果发现, 相对于癌旁组织, KCTD10在HCC组织中的表达较高, 与临床分期呈正相关, 且在HCC组织细胞质中表达增强, 在细胞核中的表达相对降低。在肝癌细胞系Hep3B、Huh7和MHCC97H中, KCTD10的mRNA和蛋白质水平较高, 且在高转移肝癌细胞株MHCC97H细胞质中最高。DDC处理后, 肝细胞损伤导致KCTD10在肝细胞核中表达降低。上述结果表明, KCTD10的表达与HCC的发生发展呈正相关, KCTD10在肝癌细胞中的表达水平和部位的改变可为肝癌早期临床诊断提供理论依据。

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雷帕霉素诱导SiHa细胞自噬并通过MMP2途径抑制细胞迁移

郭宇微, 王樱槥, 解亦航, 赵春艳

生命科学研究. 2022, 26(1): 34-38.

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摘要: 探讨雷帕霉素诱导宫颈癌SiHa细胞自噬后对细胞迁移的影响及分子机制, 可为宫颈癌治疗新靶点和新方法的发现提供实验依据。本文采用不影响SiHa细胞活性的雷帕霉素最大浓度处理SiHa细胞后, 通过检测细胞中微管相关蛋白轻链3Ⅱ (microtubule-associated protein light chain 3Ⅱ, LC3Ⅱ)/LC3Ⅰ的变化, 观察雷帕霉素对细胞自噬的诱导作用; 通过划痕实验观察雷帕霉素诱导SiHa细胞自噬后细胞迁移能力的变化; 通过免疫印迹法观察雷帕霉素诱导SiHa细胞自噬后细胞中基质金属蛋白酶2 (matrix metalloproteinase 2, MMP2)水平的变化。结果显示: 20 nmol/L雷帕霉素处理SiHa细胞后, 细胞中LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值明显增加, 为未处理组的291.282%±28.463% (P<0.05), 表明成功诱导SiHa细胞自噬; 雷帕霉素诱导SiHa细胞自噬后, 细胞迁移率为29.886%±1.807%, 与未处理组的38.914%±1.422%相比明显降低(P<0.05), 同时细胞中MMP2的相对表达水平明显降低(为未处理组的61.310%±17.843%) (P<0.05)。上述结果表明, 雷帕霉素诱导自噬后可能通过MMP2途径抑制SiHa细胞的迁移。

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虾青素通过激活MAPK信号通路诱导睾丸生殖细胞瘤细胞凋亡和自噬

梁少奎, 阳国梁, 胡慧, 徐越, 肖沛, 罗梓玉, 周畅

生命科学研究. 2022, 26(1): 39-46.

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摘要: 为了研究虾青素对睾丸生殖细胞瘤细胞株NCCIT和NT2细胞凋亡、自噬的影响及可能的作用机制, 用梯度浓度的虾青素对NCCIT和NT2细胞进行处理后, 采用MTT实验、台盼蓝拒染法和细胞克隆实验检测各组细胞的增殖速率; 采用Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术检测细胞凋亡率; 采用Hoechst33258荧光染色法观察各组细胞的形态变化; 采用Western-blot法检测细胞凋亡相关蛋白质(Bcl-2、Bax、caspase-3、PARP)、自噬蛋白(Beclin1、LC3)的表达水平, 以及MAPK信号通路蛋白质细胞外信号调控的激酶(extracellular signal-re-gulated kinase, ERK)、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)、p38的表达及磷酸化水平。结果显示, 与空白对照组比较, 虾青素处理组中NCCIT和NT2细胞的增殖速率明显降低, 细胞凋亡率增加(P<0.05), 细胞出现体积变小、细胞核荧光强度增高、核固缩等凋亡特征, 同时, 抗凋亡蛋白Bcl-2表达下调, 促凋亡蛋白Bax、自噬蛋白Beclin1和LC3Ⅱ表达上调。此外, 虾青素可剂量依赖性地增加ERK、JNK、p38的磷酸化水平。以上结果表明, 虾青素可抑制睾丸生殖细胞瘤细胞系(NCCIT/NT2)生长, 诱导细胞凋亡和自噬, 其机制可能与虾青素激活MAPK信号通路有关。

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多肽K-YFAE对H9C2心肌细胞增殖及缺氧耐受的影响

王靠山, 朱莉

生命科学研究. 2022, 26(1): 47-53.

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摘要: 为了观察多肽K-YFAE对H9C2心肌细胞增殖和缺氧耐受的影响, 体外培养H9C2心肌细胞后, 将其分为对照组和多肽组, 对照组只使用10%的二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)和胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)处理, 多肽组在对照组处理的基础上分别加入浓度为10 μmol/L、20 μmol/L、50 μmol/L的多肽K-YFAE, 7 d后对各组细胞分别行CCK-8检测、细胞周期的流式细胞术检测、细胞周期相关基因的qPCR检测等, 以观察多肽K-YFAE对H9C2心肌细胞增殖的影响; 用三气培养箱对细胞行缺氧处理后分组, 并分别行细胞凋亡的TUNEL检测和流式细胞术检测, 以及细胞凋亡相关基因的qPCR检测等, 以观察多肽K-YFAE对H9C2心肌细胞缺氧耐受的影响。结果显示: 与对照组比较, K-YFAE的干预可促进H9C2心肌细胞进入增殖期, 并且减少其凋亡。实验结果初步表明, 多肽K-YFAE既可以促进H9C2心肌细胞增殖, 又可以增加其缺氧耐受。

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细胞蛇的研究进展

李欣玲, 张樱馨, 李进兰, 潘文鑫, 王彦凤, 杨丽蓉, 王通, 俞晓丽

生命科学研究. 2022, 26(1): 54-58.

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摘要: 细胞蛇是近年来细胞生物学研究的热门方向之一, 由于其在细胞的增殖、代谢和发育上具有一定的生物学功能, 因此, 对一些疾病如癌症等的临床诊断或治疗具有一定的指导意义。细胞蛇是由三磷酸胞苷合成酶(cytidine triphosphate synthetase, CTPS)聚合而成的无膜细胞器, 其形成过程及功能在不同类型的细胞中不尽相同。例如: 细胞蛇能促进癌细胞增殖, 并使患者病情恶化; 过表达的细胞蛇可抑制神经干细胞增殖, 影响大脑皮层发育; 在卵泡细胞中, 细胞蛇相当于CTPS的存储库, 在卵子发生过程起到促进细胞增殖和代谢的作用。本文就细胞蛇的形成过程及其在不同类型细胞中的功能进行阐述, 以期人们进一步认识细胞蛇, 并探索其潜在作用机制和应用价值。

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离子通道对胰岛β细胞中胰岛素分泌的调控作用

孙慧珍, 雷水红, 龚妍春, 姚丽华

生命科学研究. 2022, 26(1): 59-66.

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摘要: 胰岛β细胞是胰岛细胞的一种, 属于内分泌细胞, 主要的生理功能是分泌胰岛素以应对葡萄糖水平的升高, 其在维持葡萄糖稳态中起着重要作用。研究表明, 胰岛素分泌受到多种机制的调控, 其中包括多种离子通道。近年来, 国内外学者越来越关注离子通道调控胰岛素分泌的过程。本文主要就钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道以及3种离子通道之间的相互作用对胰岛素分泌的调控进行简述, 同时, 简单介绍了离子通道抑制剂在糖尿病临床中的应用, 并展望了离子通道研究在未来糖尿病治疗方面的潜在应用价值。

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植物低温响应的分子机制研究进展

吴丹, 毛东海, 赵小英

生命科学研究. 2022, 26(1): 67-75.

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摘要: 低温是限制植物生长发育与植被分布的重要环境因子, 植物在长期的环境适应过程中获得了冷驯化机制。关于低温响应机制的解析, 目前研究最为清楚的信号通路是模式植物拟南芥CBF/DREB1 (C-repeat binding transcription factor/dehydrate responsive element binding factor)依赖型低温响应信号通路。本文围绕CBF/DREB1信号通路, 对低温受体、低温响应信号分子、信号转导途径以及低温与植物激素等信号交叉等方面的研究进展进行了综述, 以期为植物低温响应分子机制的基础研究以及农作物耐低温分子设计育种提供参考。

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舜皇山母猪与长×大二元杂母猪肠道微生物多样性的比较分析

陈丹, 尹业师, 李百元, 陈华海, 胡云霏

生命科学研究. 2022, 26(1): 76-83.

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摘要: 为了解舜皇山母猪耐粗饲与抗病等方面的特性与其肠道微生物组成的关系, 运用16S rDNA高通量测序技术分析同一养殖场舜皇山母猪和长×大二元杂母猪肠道微生物的组成和多样性。结果发现: 舜皇山母猪的肠道微生物多样性高于长×大二元杂母猪。两种品系猪肠道微生物均以厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门为主, 其在舜皇山母猪和长×大二元杂母猪肠道中的总丰度分别为92.86%和94.05%。在属水平上, 两种品系猪肠道微生物均以Muribaculaceae、普雷沃氏菌科、产粪甾醇真细菌、瘤胃球菌科、密螺旋体属、Christensenellaceae等为主, 但它们的相对丰度存在较明显的差异; 另外, 毛螺菌科和链球菌属细菌在舜皇山土猪肠道中的含量显著高于长×大二元杂母猪。Lefse分析显示: 长×大二元杂母猪肠道微生物中差异显著的物种有15种; 舜皇山母猪有28种, 其中10种属于毛螺菌科, 推测毛螺菌科在舜皇山母猪的抗病能力以及耐粗饲方面具有重要作用。此外, 舜皇山母猪肠道中含有稀有细菌, 如红杆菌, 它们可能存在潜在的研究价值。

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湖南种子植物新记录

向晓媚, 向祖恒, 刘冰, 张代贵, 陈功锡

生命科学研究. 2022, 26(1): 84-87.

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摘要: 报道产自湖南的7种新记录植物, 包括春榆Ulmus davidiana var. japonica (Rehd.) Nakai、壶托榕Ficus ischnopoda Miq.、兴山五味子Schisandra incarnata Stapf、叉毛阴山荠Yinshania furcatopilosa (K. C. Kuan) Y. H. Zhang、鳞斑荚蒾Viburnum punctatum Buch.-Ham. ex D. Don、巴东小檗Berberis veitchii Schneid.、峨眉十大功劳Mahonia polyodonta Fedde。本文对这些物种新分布区域的报道, 扩宽了其分布范围, 丰富了湖南省种子植物资源。凭证标本均保存于吉首大学植物标本馆(JIU)。

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一些花序的新定义和一个新的花序分类系统 ——植物学教材质疑(六)

黎维平

生命科学研究. 2022, 26(1): 88-94.

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摘要: 花序是生花的分枝结构或系统, 通常是被子植物科的重要特征, 与传粉密切相关。花序教学的困难可能来自各教材在花序定义和分类上存在的问题。本文重新定义了一些花序类型, 如有限和无限花序、伞房花序、轮伞花序, 也澄清了伞形花序、柔荑花序、头状花序和隐头花序等花序分类上的一些混乱。笔者提议将花簇生和因花序退化而形成的单花列为花序类型。最后, 本文提出了一个新的花序分类系统, 增加了一些分类单元。

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2022年, 第26卷, 第1期　
刊出日期：2022-02-28

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