利用激光AFM和TEM探索肌动蛋白体外自装配聚合结构

细胞内肌动蛋白(actin)通过与actin结合蛋白(actin binding proteins,ABPs)相互作用,形成以F-actin为基础多种ABPs参与装配的高度有序的超分子聚合结构,行使各种重要生理功能。在体外聚合条件下,不存在F-actin稳定剂时纯化的actin主要通过自装配形成大尺度的聚集堆积结构;这种表观无序的结构体系由于被认为不具备细胞功能活性而受到忽视。利用激光原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)技术,对actin体外通过自装配过程形成的大尺度聚集结构进行了细致的观察和分析。研究发现,actin在体外通过自装配过程除了形成无序的蛋白堆积物之外,还能够聚合形成复杂的离散结构,包括树状分支的纤维丛、无规卷曲的纤维簇以及具有不同直径的长纤维等;这些大尺度纤维复合物明显不同于在ABPs或过量F-actin稳定剂参与下形成的由单根微丝和微丝束构成的聚合结构。表明无ABPs或F-actin稳定剂存在的情况下,体外聚合的F-actin在一定条件下可进一步聚集缠绕形成复杂的纤维结构或无序的蛋白堆积物。事实上,actin自装配过程反映了其固有的聚合热力学特性,深入探索将有助于理解ABPs在体内actin超分子聚合结构体系装配中的调控作用及其分子机制。     

细叶远志皂苷在Aβ23-35诱导SH-SY5Y 细胞氧化损伤中的作用及机制研究

为研究细叶远志皂苷(tenuifolin,TEN)在Aβ25-35诱导SH-SY5Y细胞氧化损伤中的作用,并探讨其作用机制。建立Aβ25-35诱导的细胞损伤模型,细叶远志皂苷以及自噬抑制剂3-MA进行干预,显微镜观察细胞形态变化,试剂盒检测细胞氧化应激水平,RT-qPCR和Westernblot检测细叶远志皂苷以及自噬抑制剂干预前后Beclin-1、LC3、mTOR、AMPK和ULK1mRNA及蛋白水平变化。结果发现,TEN改善Aβ25-35诱导的SH-SY5Y细胞形态损伤和细胞活力下降;降低ROS和MDA浓度,并提高SOD、GSH-Px及过氧化氢酶的活性;增加AMPK和ULK1的表达,减少mTOR的表达及增加Beclin-1和LC3-Ⅱ/Ⅰ的表达水平。而加入3-MA会拮抗TEN的作用。总之,TEN可能通过调控AMPK/mTOR/ULK1通路,增加Beclin-1及LC3-Ⅱ/Ⅰ蛋白水平激活自噬,进而改善Aβ25-35诱导的细胞形态损伤和细胞活力下降,提高细胞抗氧化应激能力,发挥神经保护作用。     

泛素与自噬

泛素调节的蛋白质降解过程和细胞的自噬现象都是细胞自我调节的基本机制。其中,泛素可能作为一种普遍的识别信号参与了白噬过程;而自噬的诱导又能促进泛素化作用,从而增强对底物的降解。本文着重探讨这两者间的关系及可能存在的相互调节作用,并兼及两者共同涉及的细胞程序性死亡现象。     

斑马鱼用于病原菌感染与免疫及自噬的研究进展

斑马鱼作为一种脊椎动物模型,是研究病原菌感染与免疫的理想对象,目前已成功构建了多种细菌感染斑马鱼模型。由于其在通体透明的幼鱼阶段只有天然免疫系统发育完善,因此利用斑马鱼研究天然免疫具有许多优势,且能避免获得性免疫的干扰。自噬作为一种高度保守的胞内降解过程,是天然免疫的重要部分,可通过Toll样受体或黏膜免疫系统等参与对细菌的应答。目前,对斑马鱼自身发育需要及清除母体残留物所进行的自噬已进行了初步研究。最近细菌感染斑马鱼的体内自噬研究模型已成功构建,这对体内异源自噬机制的研究意义重大。本文就近年来利用斑马鱼模型研究病原菌感染与免疫及自噬的进展作一综述。     

基于自相关模式的动态心电图RR间期数据处理方法的研究

目的：在动态心电图分析过程中,确定RR间期,对于分析心电信息起着非常重要的作用。但是,临床上,实际检测的记录中,不可避免地受到外界很多的干扰,由于这些干扰信息的存在,使得准确定位RR间期变得非常困难。本课题拟在干扰情况下,提取心电表达的最大信息,达到准确定位RR间期的目的。方法：本研究运用自相关模式数据处理方法有效地提升了主峰、次峰强度间的差别,从而为更好地判断RR间期以及埋藏在噪音之中的QRS波信息提供了可能的方法。结果：我们用了自相关模式数据处理的方法获得了以下信息：（1）对于干扰小的心电信息,主峰与次峰间的强度比值由2.7倍提升到7.7倍。（2）对于干扰大的心电信息,即那些主峰已经被现有Holter处理软件及医生人工判断都认为不可以使用的数据,因为这些数据主峰强度明显小于次峰强度（主峰/次峰〈1）,经过我们的方法处理后,可以使主峰强度与次峰强度之比提升到1.5（主峰/次峰〉1.5）,从而使得RR间期可以进行清晰分辨。结论：在心电信息受到干扰的情况下,它的RR间期很难判断,运用本研究使用的自相关模式数据处理方法,能够提升动态心电图中主峰与次峰的强度比值,提高人工判断RR间期的准确性。所以,基于自相关模式的动态心电图RR间期数据处理方法是行之有效的。     

鳞翅目昆虫中自噬相关分子Atg8的研究进展

自噬是细胞通过溶酶体自主降解以实现细胞内物质循环利用的过程,在昆虫细胞分化和个体发育中起着重要作用。鳞翅目昆虫属于完全变态昆虫,会通过自噬和凋亡完成蜕变重建过程,是研究自噬机制的模式生物。自噬相关蛋白Atg8是哺乳动物微管相关蛋白1轻链3的同系物,是自噬相关蛋白的核心蛋白家族,对自噬小体形成、膜的延伸、特定物质识别等具有重要意义。文中就鳞翅目昆虫Atg8在自噬信号通路中的作用、Atg8结构特点、Atg8表达分布及Atg8-PE/Atg8水平与自噬活性关系进行了综述。Atg8-PE是自噬信号通路中两个类泛素结合系统之一,在自噬中起着关键作用。序列分析表明,鳞翅目昆虫Atg8与其他真核生物同源蛋白的整体结构相似,尤其与其他昆虫同源蛋白的氨基酸序列高度一致,体现了Atg8的高度保守性。鳞翅目昆虫发育不同阶段,Atg8在中肠、唾液腺、卵巢、脂肪体、丝腺等器官中的表达分布各不相同。并且,Atg8在核质中分布也存在差异,Atg8在细胞核与细胞质之间的穿梭可能存在蛹化前阶段的某些细胞中。通过检测Atg8-PE在细胞内的表达水平或Atg8含量的变化,可以评价细胞自噬的发生程度。     

自噬在病原真菌生殖中的作用

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。     

系统比较方法的原理及应用

物种的大部分性状与其系统进化过程相联系,亲缘关系近的物种,其性状差异通常较小.因此在种间或更高分类单元层次研究性状之间的关系,或性状与环境间关系时需要考虑系统进化的影响,以满足常规统计分析对于样本独立性的要求.自20世纪80年代以来国际上已经陆续推出一系列的系统比较方法,其共同原理是:在推断物种间系统关系的基础上,在种间水平上比较,将原本不符合样本独立性的物种性状或环境变量数据,将其转化为适用于常规统计分析方法的彼此独立的数据,然后运用常规统计方法分析,得到排除了系统进化历史影响的物种性状间或者物种性状与环境变量间的关系.首先简单介绍了运用系统比较方法之前的建立系统关系和数据诊断这两个步骤,在此基础上阐述简单独立对比分析、Felsenstein的独立比较方法和自回归方法这3种常用的系统比较方法的基本原理、各自的特点以及它们在生态学、进化生物学等领域的应用.系统比较方法已经获得广泛的应用和认可,发现了应用常规统计分析所没有能发现的问题和规律,但在构建准确反映系统进化过程的系统关系、进化模型的选择等方面仍具有一定的局限性;而生物信息学、生物系统学的发展,以及各种相关软件的开发为系统比较方法的进一步完善发展和更为广泛的应用创造了条件.     

miR-21对缺血/再灌注后血脑屏障保护作用

目的:研究miR-21在脑缺血/再灌注(cerebral ischemia-reperfusion,I/R)损伤过程中对血脑屏障(Blood Brain Barrier)的保护作用。方法:采用线栓法构建SD大鼠脑缺血/再灌注模型。实验随机分为空白质粒组,miR-2l-mimic组和miR-21 inhibitor组。利用Western Blot检测大鼠大脑皮层组织中Bax蛋白的表达变化,透射电镜观察大鼠大脑皮层组织中细胞形态和血脑屏障的完整性,免疫荧光检测大脑皮层组织中自噬相关蛋白LC-3的分布情况。结果:Western Blot实验结果显示:与空白质粒相比,给予miR-2l-mimic的大鼠脑组织中Bax蛋白的表达显著降低,而给予miR-21 inhibitor的大鼠脑组织中Bax蛋白的表达升高;透射电镜结果显示:与空白质粒组相比较,miR-2l-mimic组中内皮细胞周围星形胶质细胞的板层突基本完整,而miR-21 inhibitor组中明显可见自噬小体、溶酶体,并有吞噬物存在;免疫荧光结果显示:与空白质粒组比较,miR-21-mimic组中自噬相关蛋白LC-3表达降低,而miR-21 inhibitor组中LC3蛋白的分布增加。结论:miR-2l可能通过下调Bax蛋白的表达抑制凋亡或通过抑制自噬保护血脑屏障。     

一类自催化反应扩散模型正解的唯一性与稳定性

主要考虑了一类三分子自催化反应扩散系统．在齐次Dirichlet和Robin边界条件下,当反应率c适当小,系统没有共存态;当c适当大,系统至少有一个共存态;当c充分大,系统有唯一渐近稳定的共存态．特别地,在一维空间上共存态是唯一的．在齐次Neumann边界条件下系统是一个简单系统．