生命科学研究

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范紫凌, 饶歆旭, 辛欢, 刘晓雯, 万静宇, 闵子谦, 李丹

生命科学研究. 2022, 26(6): 471-478.

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摘要: 核受体在细胞稳态的维持以及疾病的发生发展等方面发挥着重要的作用。为了探究核受体亚家族6A组成员1 (nuclear receptor subfamily 6 group A member 1, NR6A1)在肝癌中的作用及机制, 首先, 分析了癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)等数据库信息, 发现NR6A1在肝癌中异常高表达且与患者预后不良有关; 然后, 通过CCK-8 (Cell Counting Kit-8)、5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(5-ethynyl-2′-deoxyuridine, EdU)、划痕实验发现, 干扰NR6A1使肝癌细胞的增殖明显受到抑制但不影响细胞的迁移; 其次, 通过免疫共沉淀、免疫荧光、RNA干扰和过表达等实验, 鉴定出N-myc下游调控基因1 (N-myc downstream-regulated gene 1, NDRG1)是NR6A1在肝癌中的互作蛋白质, 二者在肝癌中的表达呈正相关, 且NR6A1正调控NDRG1的表达; 最后, 利用功能拯救实验证实, 干扰NDRG1可以抑制NR6A1过表达造成的肝癌细胞增殖增强的现象。综上可知, NR6A1通过与NDRG1相互结合且上调NDRG1的表达来发挥促癌作用。

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R436与6个不育系杂交的F1种子抗老化能力的差异及其与母本的相关性

胡颖倩, 刘建丰, 龚　贤, 肖宇超, 姜孝成

生命科学研究. 2022, 26(6): 479-486.

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摘要: 杂交稻杂种优势利用极大地增加了水稻产量, 但杂交稻种子普遍抗老化能力差、不耐贮藏的问题一直备受关注。为了解杂交稻亲本对F1种子抗老化能力和贮藏耐性的影响及其生理生化机制, 本文通过种子人工老化法、萌发率和相关生理指标的测定及数据统计分析, 对恢复系R436、6个不育系母本(龙S、凤S、中丰S3、中丰S2、株712S和广8A)及其F1种子的抗老化能力和相关生理指标进行了比较和相关性分析。结果表明: 未老化的种子中, R436、龙S、凤S、中丰S3、中丰S2和所有F1种子活力高, 株712S和广8A种子活力低; 除凤S/R436种子外, 其他杂交稻种子在老化8 d后的活力指数均高于亲本, 暗示绝大多数F1种子的抗老化能力优于亲本种子, 表现出超亲优势。多数F1种子老化处理前后的相对电导率皆低于母本种子; 多数F1未老化种子的丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量均高于亲本种子, 而老化后MDA上升幅度与母本种子基本一致。与未老化种子相比, 多数老化种子的过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(peroxidase, POD)的活性上升; 其中, F1种子老化处理前后SOD活性的变化模式与母本种子十分相似。基于种子老化处理前后萌发率与生理指标相关性分析结果推测, 选用种子活力高, 且CAT和POD活性低, 而SOD活性高的不育系和恢复系配组, 可能生产出耐贮藏、抗老化的杂交稻种子。

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性情影响动物应激及抗氧化性能机制的研究进展

金衡宇, 张谨莹, 丁洛阳, 陈培根, 钱姝含, 王梦芝, 陈宁, 杨庆勇

生命科学研究. 2022, 26(6): 487-494.

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摘要: 动物性情是指动物面对应激环境做出的一系列生理行为反馈的总称。它不但对动物的生产性能起着关键调控作用, 对动物在应激环境下的健康状况也有着重要影响。本文主要从性情对动物应激反应、不同层次的抗氧化性能的影响及其潜在作用机制3个层面展开综述, 以期为后续性情影响动物应激及抗氧化性能的研究提供参考。

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阿尔茨海默病的非转基因动物模型概述

邓云松, 邹妙湛, 肖时锋

生命科学研究. 2022, 26(6): 495-500.

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摘要: 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种由多种因素引发、在临床上表现为不可逆认知功能下降的神经退行性疾病。AD是当今世界所有国家均面临的一大挑战, 其包括遗传型和散发型, 其中95%以上的患者为散发型。目前, 关于AD发病机制以及药物靶点的研究多在转基因动物模型上展开, 此类模型大多根据遗传型AD中出现的基因突变发展而来, 只能代表与遗传型AD相关的病例, 忽视了后天因素在疾病发生发展过程中的重要推动作用。本综述基于AD发病假说, 总结了近期发展的一些非转基因AD动物模型, 主要是大、小鼠模型, 并讨论了它们的优缺点及应用前景, 为科研工作者选择合适的动物模型提供参考和依据。

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术后认知功能障碍新机制铁死亡的研究进展

秦晓宇, 王春爱

生命科学研究. 2022, 26(6): 501-508.

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摘要: 铁死亡(ferroptosis)是一种铁依赖性的非凋亡的调节性细胞死亡(regulated cell death, RCD)方式, 其特点是细胞内脂质过氧化产物和活性氧(reactive oxygen species, ROS)堆积。麻醉手术后患者因中枢神经系统损伤出现认知功能障碍的具体机制仍然不清。近些年, 铁死亡在术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)的发病机制中备受关注, 且与神经炎症、线粒体能量代谢、自噬等致病机理密切相关。本文就铁死亡的生物学特征和功能以及在POCD研究中的进展进行综述, 以期为预防和治疗该类神经系统疾病提供最新的有价值的信息。

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PTH单克隆抗体的制备与初步应用

王辉, 徐叶, 汪子力, 彭惠芳, 曾璇, 李明勇, 刘利辉, 王庆林, 刘如石

生命科学研究. 2022, 26(6): 509-514.

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摘要: 甲状旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)是一种只有84个氨基酸(amino acid, aa)的直链多肽激素, 是调节钙磷代谢的主要激素之一。临床上通过测定PTH来评估骨转换、肾脏疾病以及血液透析患者的预后。本研究旨在通过制备抗PTH的单克隆抗体建立一种快速检测PTH的方法。首先, 以化学合成法合成PTH多肽并将多肽偶联至血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin, KLH)上, 通过皮下注射的方式免疫BALB/c小鼠。其次, 经过细胞融合以及杂交瘤细胞的筛选, 共获得5株稳定分泌抗PTH的单克隆抗体, 并对其进行了制备和纯化。再次, 采用方阵棋盘滴定法进行抗体配对筛选, 并以9B6和22E8抗体分别作为捕获抗体与酶标抗体, 建立了检测PTH的双抗体夹心酶联免疫吸附测定(double-antibody sandwich enzyme linked immunosorbent assay, dsELISA)方法。最后, 在保证灵敏度的情况下对所建立的方法进行了工作浓度的优化, 该方法的检测灵敏度可达0.14 ng/mL; 在0.5~8.0 ng/mL的范围内, 其R2达到了0.985 8, 有着较好的线性; 其精密度在10%以下, 保证了批间的稳定性。综上所述, 本研究成功制备了抗PTH的单克隆抗体, 建立了PTH的ELISA检测方法, 该方法具有良好的线性相关性、准确度和精密度, 可用于PTH含量的检测。

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对未知关系个体进行系谱推断的自动分析系统

张文杰, 李彩霞, 于迪, 管珊珊, 童梦洁, 范虹, 刘京

生命科学研究. 2022, 26(6): 515-521.

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摘要: 基于短串联重复序列(short tandem repeat, STR)和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)的亲缘关系推断在群体遗传学、法医学等领域应用广泛, 但目前没有成熟的系统可以实现针对STR数据和SNP数据的自动批量化处理。为弥补这一空白, 项目组开发了一款基于STR数据和SNP数据的DNA系谱推断系统(DNA Genealogy Analyzer Version 1.0, DGA v1.0), 该系统可运用STR和SNP亲缘关系预测算法计算未知亲缘关系群体中的所有亲缘关系。系统核心算法部分基于Python语言实现, 前端部分采用HTML和CSS语言编写, 整体采用Python的Flask框架开发。该系统与已有分析方法相比, 结果一致性为100%, 运算效率提高了800%以上, 在群体遗传学等领域有重要应用价值。

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结核分枝杆菌脂阿拉伯甘露聚糖尿检用于儿童结核病诊断的研究进展

王尉蓉, 范雨鑫, 孔璟, 刘玫肖, 陈晶晶, 高利, 吴新雅, 柳爱华, 宝福凯

生命科学研究. 2022, 26(6): 522-527.

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摘要: 结核病(tuberculosis, TB), 特别是儿童结核病, 仍是影响全球健康的重要因素。由于传统的结核病诊断技术灵敏度、特异度较差, 结核病病例常因为无法得到准确、及时的诊断而被延误治疗。儿童结核病病灶含菌量低, 且患儿常无法咳出痰, 因此, 儿童结核病诊断较成人结核病诊断更具有挑战性。脂阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomannan, LAM)是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)细胞壁上的特异性抗原, 可以在结核患者的尿液标本中检测到, 尿LAM检测有助于快速、准确地诊断结核病。本综述旨在总结LAM检测用于儿童结核病诊断的研究进展。

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抗菌肽LL-37抑制肝癌细胞恶性增殖的转录组分析

吕继龙, 李球棣, 佘东阳, 陈宁, 丁晓慧

生命科学研究. 2022, 26(6): 528-537.

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摘要: 抗菌肽LL-37与肿瘤的发生发展密切相关, 课题组前期研究发现LL-37能够抑制肝癌细胞恶性增殖。为了给其抑制肝癌发生发展的分子机制研究提供更多的生物学依据, 本研究通过高通量RNA测序技术以及生物信息学方法对LL-37作用前后肝癌细胞中的差异表达基因(differentially expressed gene, DEG)进行了分析, 共筛选出753个DEG, 其中上调的DEG 374个, 下调的DEG 379个; 进一步对筛选出的DEG进行基因本体论(Gene Ontology, GO)及京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集分析, 并构建DEG编码蛋白互作网络, 筛选出10个可能参与LL-37抑制肝癌细胞恶性增殖的潜在关键基因。经分析这些基因均表达下调, 且对机体炎症的激活、转运以及肿瘤细胞的增殖、迁移至关重要。以上结果为揭示LL-37在肝癌发生发展中的作用及机制提供了数据基础, 为探索肝癌诊断和治疗手段提供了新的思路。

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基于生物信息学方法筛选和验证肝癌预后标志物

米宁宁, 白明圳, 高龙, 马海东, 付文康, 林延延, 孟文勃

生命科学研究. 2022, 26(6): 538-548.

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摘要: 运用生物信息学方法探究肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)发生发展的核心基因及预后标志物。下载GEO (Gene Expression Omnibus)数据库中的GSE112790芯片数据及癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库中的肝癌数据, 分析得到151个差异表达基因(differentially expressed gene, DEG)并筛选出10个核心基因。生存分析表明, BUB1B、CDC20、ASPM和DLGAP5基因高表达显著影响患者预后。Oncomine数据库分析结果证实, BUB1B、CDC20和DLGAP5的表达水平与肿瘤分级和血管浸润明显相关。HPA数据库及肝癌组织芯片的免疫组织化学实验结果均显示, 相对于正常肝组织, 肝癌组织中CDC20和DLGAP5蛋白高表达。Cox分析结果提示, CDC20和DLGAP5可作为肝癌患者预后的独立危险因素。此外, CDC20甲基化水平是影响其表达水平的重要因素, 并且和多种免疫细胞的表达相关。上述研究结果表明, CDC20可作为肝癌患者预后评估的潜在生物标志物或治疗靶点。

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脓肿分枝杆菌感染THP-1巨噬细胞自噬相关分子的识别

周婷, 肖四方, 石国民, 喻容, 马小华, 周前选, 向延根

生命科学研究. 2022, 26(6): 549-556.

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摘要: 为了探索THP-1巨噬细胞在脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus, MAB)感染后, 与自噬相关的关键分子及其介导的生物学过程, 从GEO和GeneCards数据库中挖掘MAB感染后THP-1巨噬细胞的自噬相关基因; 利用DAVID在线工具对筛选的差异自噬相关基因进行基因本体论(GO)、京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析; 采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法验证筛选的关键基因; 将关键基因与自噬标志分子MAP1LC3A进行Pearson相关性分析。生物信息学分析显示, 与自噬密切相关的差异表达基因共11个, 其中前5个是BNIP3 (Bcl-2/adenovirus E1 B interacting protein 3)、BAMBI (BMP and activin membrane bound inhibitor)、MAP1LC3A (microtubule associated protein 1 light chain 3)、DYSF (Dysferlin)和MYOZ1 (Myozenin1); 功能预测显示, 11个差异表达基因主要和自噬等过程相关; qRT-PCR验证结果显示, BNIP3、MAP1LC3A和MYOZ1在两种表型MAB感染后的THP-1巨噬细胞中的变化与转录组测序(RNA-seq)结果一致, 且BNIP3在RNA-seq和qRT-PCR结果中差异最显著(P<0.05); Pearson相关性分析显示, BNIP3与MAP1LC3A的相关性最强(P<0.05)。综上所述, BNIP3是MAB感染THP-1巨噬细胞后与自噬相关性最强的自噬相关分子, 这可能为MAB感染巨噬细胞后的自噬过程的分子机制研究提供重要的启示。

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植物细胞壁和质体结构之审视——植物学教材质疑(十一)

黎维平

生命科学研究. 2022, 26(6): 557-564.

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摘要: 本文讨论了胞间连丝、初生纹孔场和纹孔等细胞壁结构及其概念, 分析了次生壁和细胞调亡之间的联系; 提出了新名词“壁洞”和“功能纹孔”; 澄清了各教材在木质素亲水性和传递细胞壁结构上的混乱。关于质体, 本文指出了各教材通常过分强调叶绿体而忽视其他质体的现象。特别是, 指出了一些教材误将秋叶变黄解释为叶绿体转化为有色体, 而实际上这是叶绿体衰老所致。

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2022年, 第26卷, 第6期　
刊出日期：2022-12-31

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