为探究香叶木素对乳腺癌细胞侵袭和迁移的抑制作用及其分子机制, 首先以不同剂量(5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L)的香叶木素处理MCF7和MDA-MB-231细胞24 h, 通过细胞侵袭实验和细胞划痕愈合实验分别检测乳腺癌细胞的侵袭和迁移能力, 并通过蛋白质印迹法(Western-blot)分析香叶木素对转移相关蛋白质表达的影响; 其次, 基于GEO (Gene Expression Omnibus)数据库分析乳腺癌组织中的差异表达基因, 并通过本草组鉴数据库获得香叶木素的调控靶点; 再次, 通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescent quantitative PCR, qRT-PCR)和Western-blot分析香叶木素对磷脂酰肌醇3-激酶调节亚基1 (phosphatidylinositol 3-kinase, regulatory subunit 1, PIK3R1)表达的影响; 最后, 利用放线菌素D考察香叶木素对PIK3R1 mRNA稳定性的影响。结果显示, 香叶木素能显著抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移能力, 且呈剂量依赖性(P<0.05); 同时, 香叶木素以剂量依赖的形式显著上调上皮钙黏素(E-cadherin)水平, 并显著下调神经钙黏素(N-cadherin)和基质金属蛋白酶2 (matrix metallopeptidase 2, MMP2)水平。此外, PIK3R1既是乳腺癌组织中的差异表达基因也是香叶木素的调控靶点, PIK3R1低水平乳腺癌患者的无病生存效果更差(P<0.05); 而香叶木素处理可显著上调PIK3R1 mRNA和蛋白质水平(P<0.05), 同时能显著提高PIK3R1 mRNA的稳定性。上述结果表明, 香叶木素能抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移能力, 该过程可能通过提高PIK3R1 mRNA的稳定性实现。
E3泛素连接酶作为泛素-蛋白酶体系统的核心组分, 通过介导靶蛋白的泛素化修饰在维持细胞内蛋白质稳态中发挥着关键作用。近年来, E3泛素连接酶在肿瘤发生发展中的异常调控机制成为研究热点, 但不同结构类型的E3泛素连接酶在肿瘤中的具体功能及调控机制仍有待系统解析。因此, 系统梳理不同类型的E3泛素连接酶在肿瘤发生发展中的作用机制, 对于阐释肿瘤的分子病理机制和开发新型靶向治疗策略具有重要的理论与临床价值。本文首先对E3泛素连接酶的分类及结构特征进行阐述, 重点解析HECT (homologous to E6AP carboxyl-terminus)、RING (really interesting new gene)、RBR (RING-between-RING)和U-box家族E3泛素连接酶的结构域组成及转移泛素的作用机制; 其次, 深入探讨一些典型的E3泛素连接酶在4种常见的高发恶性肿瘤(肺癌、肝癌、结直肠癌和乳腺癌)发生发展过程中呈现的双重作用、调控的靶蛋白及相关信号通路, 揭示E3泛素连接酶在肿瘤进展及耐药性调控中的分子机制; 最后, 总结E3泛素连接酶作为肿瘤治疗靶点的最新研究进展及潜在治疗策略, 并探讨靶向E3泛素连接酶治疗策略的疗效和安全性风险等挑战。未来还需进一步整合结构生物学、高通量筛选和人工智能辅助药物设计等多学科交叉手段, 推动E3泛素连接酶在肿瘤诊疗领域的深入发展, 为改善肿瘤患者预后、提升治疗效果带来新的希望。
为了分析肺炎克雷伯菌肝脓肿继发血流感染(secondary bloodstream infection of Klebsiella pneumoniae liver abscess, KPLABSI)患者外周血中自然杀伤细胞(natural killer cell, NK cell)的免疫表型和功能特征, 探究NK细胞在感染免疫应答中的作用及糖尿病对其影响, 纳入2022年10月至2024年5月在北京大学第三医院被诊断为KPLABSI的18名患者, 收集其血液样本及病例信息, 采用流式细胞术检测NK细胞的免疫表型和功能相关分子, 并以同时间段收集的10名健康人的血液样本作为对照, 分析其与实验室检测指标的相关性, 同时对比合并与未合并糖尿病患者的差异。结果显示: KPLABSI患者表现出明显的高炎症反应、肝实质损伤和肝脏合成功能障碍, 且其NK细胞存在显著的免疫表型与功能变化, 其中NK细胞CD158e的表达水平显著低于健康对照组(P<0.000 1); 合并糖尿病的KPLABSI患者NK细胞穿孔素(perforin, PFN)的表达水平较未合并组显著降低(P=0.023)。进一步的相关性分析显示, NK细胞参与KPLABSI发生发展中免疫-代谢的复杂交互作用。本研究初步表明, NK细胞在KPLABSI患者的抗感染免疫中发挥重要作用, 高血糖通过影响NK细胞PFN的表达水平, 促进KPLABSI的发生及进展。
为了探究姜黄素(curcumin, Cur)复合GelMA (Cur/GelMA)水凝胶早期干预对增生性瘢痕的抑制作用, 首先, 制备25 μmol/L Cur/GelMA水凝胶, 通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察其内部结构和平均孔径, 采用药物释放实验评估其姜黄素释放速率, 通过CCK-8实验和活/死染色评估其生物相容性; 然后, 通过RT-qPCR实验分析Cur/GelMA水凝胶对增生性瘢痕成纤维细胞(hypertrophic scar fibroblast, HSFB)中转化生长因子β1 (transforming growth factor-β1, TGF-β1)、Smad2和Smad3基因表达的影响; 最后, 通过建立兔耳瘢痕模型, 于创面早期应用Cur/GelMA水凝胶对增生性瘢痕进行干预治疗, 治疗后7 d、14 d、28 d行大体观察和苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色, 以评估创面愈合和瘢痕增生情况, 治疗后28 d行免疫荧光/组织化学染色, 以评估血小板-内皮细胞黏附分子(CD31)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)表达水平。结果显示: 本研究制备的Cur/GelMA水凝胶呈现多孔结构且孔径适宜, 具有合适的姜黄素缓释速率, 同时具有良好的生物相容性; Cur/GelMA水凝胶可显著降低HSFB的TGF-β1、Smad2和Smad3基因表达水平, 明显改善兔耳瘢痕模型中再生皮肤的颜色、质地、平整度及创面愈合速率, 抑制成纤维细胞增殖和胶原过度沉积, 且Cur/GelMA组的胶原纤维排列相对规整, CD31、α-SMA的表达水平显著降低。综上所述, 早期应用Cur/GelMA水凝胶可有效抑制兔耳增生性瘢痕的形成, 其作用机制与抑制成纤维细胞过度增殖和新生血管生成、促进肌成纤维细胞凋亡相关。
糖脂代谢性疾病(glucolipid metabolic disorders, GLMD)是一类由糖代谢和(或)脂质代谢紊乱引发的疾病, 主要包括糖尿病、高脂血症、肥胖等。这些疾病相互影响, 且发病群体庞大, 严重危害人类健康。GLMD发病机制复杂, 现有治疗手段仍以控制症状、延缓进展为核心, 缺乏有效的早期诊断及治疗策略。多项研究表明, 缺氧参与多种GLMD的发生和发展。本文基于国内外文献调研, 深度剖析了缺氧与GLMD的关系, 以期深入了解不同类型GLMD的发病机制, 为预防GLMD、改进现有治疗方法乃至发明新的治疗措施提供参考。
荧光成像分析是生物医学领域中用于研究目的蛋白亚细胞定位及蛋白质相互作用的常用手段, 但很多模式细胞的荧光成像效果不佳, 其成像分辨率提升受限于细胞的自身厚度和体积。膨胀显微成像是解决此问题的技术手段之一, 但现有方法操作复杂、稳定性差且对免疫荧光抗体的浓度要求较高。笔者团队在前期研究中发现, 拟缺香茶菜的分离提取物Reniformin A对肿瘤细胞有放大作用。基于上述背景, 本研究旨在探索低成本且操作便捷的提升荧光成像分辨率的方法。首先, 考察了不同质量浓度及不同处理时间下, 拟缺香茶菜水提物对A549、MDA-MB-231和HeLa 3种肿瘤细胞的影响, 结果显示: 拟缺香茶菜水提物对A549和MDA-MB-231细胞有显著的体积放大作用, 且能有效提高荧光成像分辨率, 其最佳处理时间和质量浓度分别为24 h和8 mg/mL; 同时, 拟缺香茶菜水提物对HeLa细胞无显著放大效果, 提示其作用具有细胞特异性。随后, 对关键细胞器及细胞骨架进行了形态学分析, 结果显示, 拟缺香茶菜水提物并不影响A549和MDA-MB-231细胞的基本骨架结构(α-tubulin、F-actin)及关键细胞器(溶酶体、线粒体)的形态和分布特性。接下来, 以A549细胞为模型, 用已知定位信息的3个蛋白质(METTL6、SLC38A7和MYH9)进行了亚细胞定位验证, 结果显示, 拟缺香茶菜水提物处理没有改变3个蛋白质的原有定位特性, 且没有引发非特异性共定位现象。最后, 以A549细胞为模型, 通过免疫荧光实验初步探究了拟缺香茶菜水提物提升肿瘤细胞荧光成像分辨率的潜在机制, 推测拟缺香茶菜水提物可能是通过增强整合素功能、稳定黏着斑、优化黏着斑动态, 进而为细胞体积增大提供更好的支撑作用。以上结果表明: 高质量浓度(8 mg/mL)拟缺香茶菜水提物对部分肿瘤细胞有放大效应, 可有效提升荧光成像分析的便利度和分辨率, 且不影响原有细胞结构的形态及分布特性, 未来具有较大的应用前景和进一步开发价值。
脓毒症是一种由感染引起的全身性炎症反应综合征, 患者常并发器官功能障碍, 这是导致重症感染患者死亡的关键因素。肝素结合蛋白(heparin-binding protein, HBP)是一种源自中性粒细胞的多功能介质, 其水平与脓毒症的严重程度密切相关, 在脓毒症早期诊断和预后评估方面具有作为生物标志物的巨大潜力。本研究经载体构建、原核表达, 将纯化的重组HBP作为免疫原免疫小鼠; 随后, 通过细胞融合等技术筛选了4株稳定分泌抗HBP抗体的细胞株, 并通过间接酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)分析了抗体性质; 最后, 选择mAb 11为标记抗体, mAb 18为捕获抗体, 建立了针对HBP的胶体金免疫层析法。本研究利用重组HBP成功制备了抗HBP的单克隆抗体, 并初步建立了HBP的快速检测方法, 该方法在资源有限地区或需要快速判断感染严重程度的场景中具有重要意义。
通过文献查阅和植物形态学比较研究, 确定了新疆十字花科2新记录种, 分别为双袋荠属(Didymophysa)的双袋荠(D. aucheri Boiss.)和疣果荠属(Bunias)的疣果荠(B. orientalis L.), 其中双袋荠为中国新记录种, 疣果荠属为新疆新记录属, 疣果荠为检疫性杂草。本文对2种新记录植物进行了形态描述, 提供了彩色植物图片和分布信息, 同时讨论了其发现的生物地理学意义以及分布区植物的多样性和特殊性, 并提出了进一步开展调查和保护工作的建议。凭证标本保存于新疆维吾尔自治区草原总站标本馆(XJCYZZ)。
通过野外调查、标本鉴定和相关文献查阅, 确定了江苏省9种新记录被子植物, 即龙爪茅Dactyloctenium aegyptium (L.) Willd.、南荻Miscanthus lutarioriparius L.Liu ex Renvoize & S.L.Chen、矮冷水花Pilea peploides (Gaudich.) Hook. & Arn.、野韭Allium ramosum L.、线叶水芹Oenanthe linearis Wall. ex DC.、厚藤Ipomoea pes-caprae (L.) R. Br.、海刀豆Canavalia rosea (Sw.) DC.、北美苍耳Xanthium chinense Mill.和白接骨Asystasia neesiana (Wall.) Nees。其中, 龙爪茅属Dactyloctenium Willd.为江苏省新记录属, 北美苍耳为江苏省外来归化植物新记录。凭证标本均保存于江苏省中国科学院植物研究所标本馆(NAS)。
在加快推进农业强国建设的战略部署背景下, 生物技术作为现代农业发展的核心驱动力, 正催生着对复合型专业人才的迫切需求。面对基因编辑、合成生物学、人工智能等领域知识的快速涌现和迭代, 传统人才培养模式亟待革新。该文聚焦湖南大学生物技术专业的育人改革实践, 以细胞信号转导课程教学建设为切入点, 探讨在新农科建设背景下其育人体系的优化实施策略, 助力兼具创新能力、实践能力和家国情怀的复合型农业生物技术人才的培养。
该文分析了我国生命科学类研究生培养所面临的共性问题及北京理工大学生命科学学科面对的较为突出的个性问题, 提出了需求引领-交叉创新-文化赋能-产研结合“四位一体”培养生物医药拔尖人才的应对策略, 主要操作有: 1) 通过课程夯实理论基础, 借助学科交叉孕育创新; 2) 培养过程彰显文化赋能, 强在产研结合; 3) 开展深入教育教学研究, 大胆教学改革。该“四位一体”培养模式具有相对扎实的理论基础, 四个层面逐步递进, 逻辑完整; 同时, 具有强的实操性和可推广性。其既可增强研究生创新能力和服务意识, 又可启蒙本科生科研意识。该文提出的研究生培养思路对于其他专业或高校的特色人才培养具有一定参考价值。
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