2024年, 第28卷, 第2期　
刊出日期：2024-04-30

  

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非编码RNA专栏
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  DLX6-AS1通过竞争性结合miR-15上调Caspase-1诱导巨噬细胞焦亡

  何 琴, 米娅丽, 冯熙熙, 赵国军, 侯连杰

  生命科学研究. 2024, 28(2): 95-102.

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  为探讨长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA) DLX6-AS1在巨噬细胞焦亡中的作用及相关机制, 采用生物信息学分析、实时荧光定量PCR和双荧光素酶报告基因实验等, 在THP-1巨噬细胞中分析并验证lncRNA DLX6-AS1下游微RNA (microRNA, miRNA)及miRNA的下游靶基因; 通过免疫荧光染色等实验检测DLX6-AS1/miR-15/caspase-1轴对巨噬细胞焦亡的影响。结果显示, DLX6-AS1在焦亡巨噬细胞中表达上调, 敲降DLX6-AS1可抑制巨噬细胞焦亡, 但这种抑制作用被miR-15抑制剂逆转; miR-15通过调控其靶基因caspase-1表达, 抑制巨噬细胞焦亡。本研究表明, DLX6-AS1通过竞争性结合miR-15, 解除miR-15对其靶基因caspase-1的抑制作用, 从而诱导巨噬细胞焦亡, 这将丰富lncRNA调控巨噬细胞焦亡的理论基础。
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  miR-484通过SORBS2/MEK-ERK通路调控乳腺癌细胞增殖、转移和自噬

  潘 鑫, 刘析璘, 郭 敏

  生命科学研究. 2024, 28(2): 103-112.

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  为了分析miR-484在乳腺癌组织和细胞中的表达情况, 研究miR-484在乳腺癌细胞增殖、转移和自噬过程中的作用机制, 首先, 采用GEO数据库分析乳腺癌组织中差异表达miRNA谱, 并用实时荧光定量PCR在临床乳腺癌组织及其配对的癌旁组织中检测miR-484的表达情况; 其次, 利用miR-484模拟物、抑制剂检测miR-484对MCF-7乳腺癌细胞增殖、转移和自噬能力的影响; 再次, 预测miR-484的调控基因并进行验证, 同时构建Sorbin和SH3结构域包含蛋白2 (Sorbin and SH3 domain-containing protein 2, SORBS2)过表达载体, 检测SORBS2对乳腺癌细胞增殖、转移和自噬能力的影响; 最后, 用Western-blot分析miR-484调控下MCF-7细胞中丝裂原活化的胞外信号调节激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase, MEK)/p-MEK和胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)/p-ERK的蛋白质含量变化。结果显示, miR-484在乳腺癌组织及细胞中高表达, 具有提高乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力以及降低乳腺癌细胞自噬能力的作用; 而且, miR-484可通过下调SORBS2并激活MEK/ERK通路参与乳腺癌的发生发展。
生物化学与分子生物学
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  高原鼠兔、高原鼢鼠肠道菌群对低压低氧环境下大鼠海马组织Aβ、Tau及BDNF蛋白的影响

  黄灵泉, 李清月, 冯江鹏, 陈 征, 姜欣宇, 王书祥, 靳国恩

  生命科学研究. 2024, 28(2): 113-120.

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  为了探究暴露低压低氧不同时间以及移植高原鼠兔、高原鼢鼠肠道菌群后暴露低压低氧环境是否会影响SD大鼠海马组织β淀粉样蛋白(beta-amyloid protein, Aβ)、tau及脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)的表达水平, 首先将SD大鼠随机分为常氧组、低压低氧组和低压低氧处理组, 低压低氧组根据暴露低压低氧时间又分为第1、3、7、15、28 天组, 低压低氧处理组则根据处理因素分为低压低氧对照组、低压低氧+抗生素处理组、低压低氧+抗生素+鼢鼠菌处理组、低压低氧+抗生素+鼠兔菌处理组、低压低氧+抗生素+SD大鼠菌处理组(10只/组), 共11 组; 然后采用尼氏染色观察常氧组和低压低氧组海马组织神经细胞的形态变化, 采用Western-blot检测各组Aβ、tau及BDNF蛋白表达水平。结果显示, 与常氧组相比, 低压低氧组从第3天开始海马组织CA1区的神经细胞排列疏松紊乱, 细胞核固缩明显, 并具有时间依赖性; Aβ、tau蛋白水平分别从低压低氧暴露第7天、3天开始显著升高, 并随低压低氧暴露时间的延长进一步升高, 其中以tau蛋白升高尤为明显; BDNF蛋白在低压低氧暴露初期显著升高, 而后随低压低氧暴露时间的延长逐渐降低, 与Aβ和tau蛋白水平呈现显著的负相关。此外, 与抗生素处理组相比, 在低压低氧环境下, 移植高原鼠兔肠道菌群的大鼠海马组织中Aβ、tau蛋白的表达显著下降, BDNF的表达明显升高。实验结果初步表明, 低压低氧可上调大鼠海马组织Aβ、tau蛋白表达, 下调BDNF蛋白表达; 肠道菌群移植可上调低压低氧环境下大鼠海马组织BDNF蛋白的表达, 同时影响Aβ、tau蛋白的表达, 其中高原鼠兔肠道菌群移植大鼠海马组织中的Aβ、tau蛋白水平被下调, 高原鼢鼠肠道菌群移植大鼠海马组织中的tau蛋白水平被上调, Aβ蛋白水平被下调。
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  ZCCHC10通过激活P53促进急性髓系白血病细胞中CCL18基因的转录

  刘凯丽, 宁贻崇, 周 昊, 周建林, 夏良娥

  生命科学研究. 2024, 28(2): 121-127.

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  肿瘤抑制因子P53是一种转录因子, 可激活一系列靶基因的转录, 从而调控细胞周期停滞、DNA修复、免疫、炎症和细胞凋亡等多种生理或病理过程。前期研究表明, CCHC型锌指蛋白10 (zinc finger CCHC-type containing 10, ZCCHC10)通过激活P53在肺癌和急性髓系白血病中发挥抑癌作用。为进一步探讨ZCCHC10在急性髓系白血病中的作用机制, 本文通过RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)技术对过表达ZCCHC10或空载体的ML2细胞进行了转录组分析, 一共鉴定到1 284个差异基因[|log2(fold change)|≥1, q值＜0.05], 包括778个上调基因和506个下调基因。其中, 趋化因子CCL18在过表达ZCCHC10的ML2细胞中上调18倍。生物信息学分析显示, CCL18基因启动子上含有两个P53反应元件。生物素标记DNA亲和实验和染色质免疫共沉淀实验证实, P53可结合到CCL18基因启动子上。荧光素酶活性分析表明, P53可以增强CCL18基因启动子的活性。这些研究表明ZCCHC10通过激活P53促进CCL18基因的表达。
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  PPARγ在神经系统发育及相关疾病中的研究进展

  卢淑娴, 祝 远, 贺 丹, 党 琳

  生命科学研究. 2024, 28(2): 128-134.

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  过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)作为配体依赖型核内转录因子, 是经典的脂代谢调控因子, 参与机体脂肪生成、葡萄糖代谢、血管生成和炎症发生等多种生物过程。除了在脂肪酸代谢活跃部位高水平表达, PPARγ在神经系统也大量存在, 近年来越来越多的研究开始关注PPARγ在神经系统中扮演的角色。本文综述了PPARγ在神经系统发育及相关疾病发生发展中的重要作用: PPARγ通过调控机体炎症反应因子参与神经系统炎症过程; 在中枢神经系统或周围神经系统发生外因损伤时, PPARγ通过抑炎或促进再生表现出神经保护功能; 在帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病中, 调控PPARγ的表达可以起到延缓病程或临床治疗的效果; 在视网膜病变中, PPARγ可以通过保护视网膜神经节细胞起到缓解作用。这些总结工作可以为PPARγ在神经系统发育和相关疾病进程中的调控机制研究及配体类药物开发提供参考资料。
技术与应用
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  人C-反应蛋白磁微粒化学发光酶免疫测定法的建立

  罗梦洁, 肖 铎, 曾 璇, 谭楚帆, 徐 叶, 钟志宏, 刘如石, 郑 姣

  生命科学研究. 2024, 28(2): 135-142.

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  人C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP)是炎症以及各种相关疾病如病毒感染、心血管疾病等诊断、治疗和预后的临床检测指标。为了建立一种快速、准确的CRP定量免疫测定方法, 将表达纯化的重组CRP作为抗原免疫小鼠, 获得了5株稳定分泌抗体的单克隆抗体细胞株, 采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定法(double antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay, DAS-ELISA)初步鉴定筛选的抗人CRP单克隆抗体, 并分别选择mAb 9D6和mAb 9G4作为捕获抗体与检测抗体, 建立用于人CRP检测的化学发光酶免疫测定法(chemiluminescence enzyme immunoassay, CLEIA), 最后通过测定分析临床血清CRP样本, 评价CLEIA的性能。结果显示, 基于9D6/9G4-AP单克隆抗体对的CLEIA测定范围为0.176 7~500 μg/L (可扩展至100 mg/L); 所建立的CLEIA与医院采用的免疫散射比浊法(R2: 0.949 6, P<0.000 1)表现出良好的相关性, 且Bland-Altman分析中96.36% (106/110)的点在95%一致性界限范围内显示两种检测方法具有较好的一致性。结果初步表明, 建立的分析方法在临床诊断中具有较好的应用前景。
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  量化肿瘤浸润免疫细胞的分析方法研究进展

  王建平, 霍子天, 秦 钧, 白明泽

  生命科学研究. 2024, 28(2): 143-151.

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  免疫细胞一直被认为是维持机体平衡的重要调节因子, 对肿瘤浸润免疫细胞进行量化分析有望揭示免疫系统在肿瘤中的多方面作用。本文总结了量化肿瘤浸润免疫细胞的计算方法及相关的分析工具, 包括基于标志基因富集分析方法和反卷积分析方法开发的算法模型与工具, 列举了它们在揭示疾病发病机制以及药物治疗反应、确定肿瘤潜在生物标志物、辨别肿瘤免疫分型中的应用, 提出了它们当前存在的局限性, 并针对这些局限性问题进行了分析和展望, 以促进该领域的发展。
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  体外功能性肺组织模型构建、调控及在肺纤维化和COVID-19中的应用

  梁雨桐, 薛子阳, 惠涛涛, 郑东梅, 王 琳

  生命科学研究. 2024, 28(2): 152-158.

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  肺纤维化是很多肺部疾病发生发展过程中出现的病理现象。近年出现的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019, COVID-19)引发的呼吸系统综合征也会出现弥漫性肺泡损伤, 并诱发肺纤维化。因此, 开展肺纤维化和COVID-19体外模型构建与调控研究在肺部疾病治疗和药物筛选方面意义重大。目前, 现有研究已建立了多种体外肺组织二维、三维细胞培养模型, 本文将全面概述这些模型的构建方法, 并结合这些模型在肺纤维化及COVID-19中的应用研究, 对体外肺组织模型在药物传递、高通量药物筛选及发病机制研究等生物医学领域中的应用前景进行综述, 为其进一步研究提供参考。
生物分类
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  湖南省两栖类新记录——桂北琴蛙及其系统发育分析

  马艺涵, 李 辉, 朱乐强, 刘佳昱, 刘五洲, 张荣华, 聂美红, 张志强, 莫小阳

  生命科学研究. 2024, 28(2): 159-164.

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  2023年4月21日, 在湖南南山国家公园开展野生动物多样性调查过程中, 于白云湖(26°18′36.23″N, 110°20′05.43″E; 海拔606 m)采集到2号蛙类标本(1雌1雄), 经初步形态鉴定, 其与桂北琴蛙(Nidirana guibeiensis)特征相似。对采集标本的线粒体16S rRNA进行PCR扩增测序后, 构建琴蛙属(Nidirana)部分物种贝叶斯系统发育树, 结果显示该蛙类标本与桂北琴蛙聚为一支, 且具有较高的支持率(1.00); 基于Kimura双参数模型估算, 该标本与广西兴安县采集的桂北琴蛙标本间的遗传距离为0, 远小于琴蛙属不同种间的遗传距离(3.2%~8.7%)。经形态特征鉴定和系统发育分析, 确定该蛙类标本为无尾目(Anura)蛙科(Ranidae)琴蛙属(Nidirana)桂北琴蛙, 为湖南省两栖动物新记录种。
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  湖南省爬行动物新纪录——华西腹链蛇及其系统发育分析

  黄 杰, 张自亮, 李 辉, 杨鑫宇, 胡小龙, 唐依萍, 刘 昕, 刘 慧, 张佑祥, 吴 涛

  生命科学研究. 2024, 28(2): 165-170.

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  2023年5月24日于湖南省高望界国家级自然保护区(28°41′36″N, 110°09′30″E; 212 m)采集到东亚腹链蛇属(Hebius)一雌性物种标本, 经形态特征比较, 符合华西腹链蛇(Hebius maximus)形态描述; 基于线粒体cytb基因构建的东亚腹链蛇属部分物种的贝叶斯系统发育树显示, 该标本与华西腹链蛇(H. maximus)聚为一支, 其遗传距离为1.7%~2.2%。综合形态数据与系统发育分析, 确定此次采集到的标本为华西腹链蛇。同时, 根据已有研究对华西腹链蛇在中国分布情况的报道, 确定该标本系湖南省分布新纪录。本研究将湖南省东亚腹链蛇属种类提升至8种。
生物信息学
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  基于单细胞ATAC测序数据的乳腺癌上皮细胞转录因子研究

  张雅娜, 牟苑菁, 李苇祥, 赵俊焱, 郭志云

  生命科学研究. 2024, 28(2): 171-178.

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  研究表明, 乳腺肿瘤细胞染色质开放区域上的转录因子显著影响乳腺癌患者的临床表型和预后。然而, 在单细胞层面, 这些调控元件如何调控乳腺癌发生发展尚不明确。为此, 本研究从GEO数据库中下载了45 216个正常和肿瘤乳腺组织的单细胞染色质可及性测序(single-cell ATAC sequencing, scATAC-seq)数据, 并对其进行了分析。根据标记基因在细胞群的基因活性得分进行细胞类型注释后得到7种乳腺细胞类型。皮尔逊相关性分析表明, 肿瘤和正常乳腺样本的上皮细胞存在明显的染色质可及性差异, 且乳腺上皮细胞存在高度样本间异质性(PCC=-0.07), 暗示其是乳腺肿瘤的主要恶性细胞类型。为了探究正常和恶性乳腺上皮细胞的差异可及性区域中转录因子结合基序的富集情况, 在提取上皮细胞群后对4个上皮细胞亚型的特征开放区域进行了转录因子结合基序富集分析。结果表明, 恶性乳腺上皮细胞有194个转录因子显著富集(P<0.001), 它们可能涉及乳腺肿瘤发展和转移等调控过程。对上皮细胞亚型中富集程度较高的转录因子进行活性分数计算及转录组数据验证, 结果进一步显示这些差异调控元件可能与乳腺细胞恶性发展相关。此外, 对转录因子结合基序在不同乳腺癌亚型中的可及性差异进行了分析, 发现SNAI2在三阴性乳腺癌样本中具有显著高的可及性, 提示SNAI2在三阴性乳腺癌中具有潜在的特异性调控作用。
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  基于生物信息学筛选宫颈癌血管生成基因及构建预后模型

  夏娜娜, 杨京蕊, 康 敏, 余敏敏

  生命科学研究. 2024, 28(2): 179-188.

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  利用生物信息学方法筛选与宫颈癌发生、发展和预后相关的血管生成相关基因(angiogenesis related gene, ARG), 并进行相关预后风险模型的构建与验证。首先, 从TCGA数据库中检索宫颈癌患者的表达谱和临床特征, 并提取差异表达的ARG; 其次, 采用Lasso Cox回归筛选预后ARG, 构建相关预后模型; 再次, 使用GSE52903和GSE44001数据集进行外部验证; 最后, 利用基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)探讨宫颈癌预后机制。筛选结果显示, 共获得15个预后ARG, 分别为EFNA1、ITGA5、EPHB4、NRP1、CDH5、PLAU、BMP6、DLL4、JUN、CA9、MMP1、BAIAP2L1、SERPINF1、F2RL1和FGFR2。GSE52903和GSE44001数据集的Kaplan-Meier生存曲线显示, 高风险组的总生存期(overall survival, OS) (P=0.005)和无病生存期(disease-free survival, DFS) (P<0.001)显著低于低风险组。受试者操作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析结果显示, GSE52903验证集在1年、3年和5年的曲线下面积(area under the curve, AUC)值分别为0.84、0.77和0.73, C-指数为0.72; GSE44001验证集在1年、3年和5年的AUC值分别为0.71、0.72和0.70, C-指数为0.70, 说明该模型对患者预后具有很强的预测效能。GSEA分析富集的通路主要涉及DNA复制、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)受体相互作用、补体和凝血级联等, 这些过程与宫颈癌发生、发展紧密相关。以上结果表明, 这15个关键ARG可能是宫颈癌预后潜在的生物标志物。