乙醛脱氢酶2可减少氧化损伤诱导的心肌细胞凋亡

乙醛脱氢酶2 (aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)是线粒体特异性酶,已被证明参与氧化应激诱导的细胞凋亡,而在心肌细胞中的作用知之甚少。本研究旨在通过用特异性ALDH2抑制剂大豆苷抑制ALDH2活性来研究ALDH2在抗霉素A诱导的心肌细胞凋亡中的作用。应用抗霉素A和大豆苷诱导小鼠心肌细胞,然后测定ALDH2酶活性、细胞内活性氧(reactive oxy gen species, ROS)含量和细胞凋亡,应用RT-PCR和蛋白质印迹法(Western blotting)检测ALDH2 m RNA和蛋白表达。结果表明,抗霉素A (40μg/mL)可诱导新生心肌细胞凋亡,而大豆苷(50μmol/L)能有效地抑制ALDH2活性而对细胞凋亡没有影响,并且可显著增强抗霉素A诱导的心肌细胞凋亡(53.72%～71.33%, p<0.05)。与单独用抗霉素A处理的细胞相比,抗霉素A和大豆苷共处理的心肌细胞中活化的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号传导途径(p38-MAPK)的磷酸化也显著增加。本研究初步表明,改变线粒体ALDH2活性可能是减少氧化损伤诱导的心肌细胞凋亡的潜在选择。     

CAFs调控MAPK/ERK5通路抑制结直肠癌HT-29细胞凋亡

为探讨肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)对结直肠癌细胞增殖和凋亡的影响及分子机制,本研究通过组织贴壁法从结直肠癌组织中分离CAFs,并验证CAFs中α-SMA的表达;通过Transwell建立CAFs和结直肠癌细胞系HT-29共培养系统,CCK8检测结直肠癌HT-29细胞活力;流式细胞术检测HT-29细胞凋亡率;通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测结直肠癌细胞中VEGF的mRNA和蛋白表达以及ERK5磷酸化水平。与对照NFs相比,α-SMA在结CAFs中表达显著增加(p0.01)。CCK8结果表明CAFs促进结直肠癌细胞的增殖;流式结果显示CAFs能抑制细胞凋亡;Real-time RT-PCR和Western blotting结果显示CAFs促进结直肠癌细胞内VEGF的mRNA和蛋白表达,并促进ERK5磷酸化。本研究初步表明,CAFs激活MAPK/ERK5通路和VEGF的表达,可促进结直肠癌HT-29细胞增殖。     

心肌纤维化的信号转导机制及新型抑制剂的研究进展

心肌纤维化(myocardial fibrosis, MF)是心肌重构发生的重要病理过程,能够引起心脏衰竭甚至死亡。心肌组织中成纤维细胞异常增殖并转化为肌成纤维细胞以及心肌细胞外基质代谢紊乱导致沉积是心肌纤维化形成的主要病理基础。心肌纤维化发生的分子机制较复杂,已发现多种信号通路参与了心肌纤维化的发生。该文主要对参与调控心肌纤维化的信号转导机制进行了综述,并对新型信号抑制剂的研究进展进行了小结。     

氰酸盐诱导氧化应激促进肾小管上皮细胞上皮–间充质转化

该研究探讨氰酸盐(cyanate)诱导肾小管上皮细胞氧化应激损伤和促进肾纤维化的作用。氰酸盐作用HK-2肾小管上皮细胞后, CCK8法检测其对细胞活力的影响;倒置显微镜观察细胞形态的改变; DCFH-DA法检测细胞ROS水平;细胞免疫荧光和Western blot分别检测E-cadherin、Fibronectin、α-SMA的表达; Western blot检测TGF-β的表达水平。结果显示, 2 mmol/L氰酸盐明显下调HK-2细胞的活力(P<0.05),细胞形态变为长梭形。氰酸盐作用24 h后, HK-2细胞内ROS水平呈浓度依赖性升高。免疫荧光和Western blot结果均显示,氰酸盐作用24 h后, HK-2的Fibronectin、α-SMA表达升高, E-cadherin表达下降; TGF-β的表达水平随氰酸盐浓度升高而上调(P<0.05)。以上结果表明,氰酸盐诱导肾小管上皮细胞产生过量ROS,上调TGF-β水平促进细胞上皮–间充质细胞转化(epithelia-mesenchymal transition, EMT)。     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

玛曲县植被覆被变化及其对环境要素的响应

植被覆被变化是气象要素和人类活动综合作用的结果,能够反映区域内生态系统的演替趋势。玛曲高寒生态区作为黄河上游重要的水源涵养和补给区,具有维持区域生物多样性和生态安全,保障经济社会健康发展的重要作用,因此厘清该区域植被变化与气候及人类活动等环境要素的相互关系有助于为玛曲县生态治理与恢复提供科学参考。鉴于此,以2000-2015年MODIS/NDVI数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用趋势分析法、相关分析以及通径分析等方法,分析了玛曲县植被NDVI的时空变化规律,并详细探讨了气象要素和人类活动对植被覆被变化的影响。结果表明：（1）2000-2015年玛曲县NDVI呈波动上升趋势,上升速率为0.01015/10a;各土地利用/覆被类型中,增加幅度由大到小依次为高山稀疏植被、湿地、沙化草甸、山地疏林地、高寒草甸、亚高山硬叶灌丛、亚高山阔叶灌丛和高寒草原;增加面积占相应地类总面积比例由大到小分别是高山稀疏植被（75.57%）、山地疏林地（71.45%）、沙化草甸（71.18%）、湿地（70.66%）、高寒草甸（68.15%）、亚高山硬叶灌丛（66.96%）、亚高山阔叶灌丛（66.24%）和高寒草原（66.05%）;（2）气象要素中,气温与NDVI间具有显著正相关（P < 0.05）,是影响植被覆被的决定性因子,利于植被的生长与发育;降水与NDVI间相关不显著（P > 0.05）,对植被覆被的影响较小;（3）人类活动要素中,与放牧强度密切相关的大牲畜存栏数和羊存栏数是植被生长的主控因子,其中大牲畜存栏数呈显著的抑制作用（P < 0.05）,羊存栏数具有较强的促进作用（P < 0.05）;（4）通径分析发现,气温、大牲畜存栏数和羊存栏数的决定系数依次为0.3005,-0.0563和0.0128,说明气温对NDVI的综合作用强度最高、大牲畜存栏数次之,羊存栏数最低;此外,剩余通径系数为0.53。该数值较大,表明仍有部分对NDVI增加存在影响的环境要素未考虑到,需在今后的研究中给予关注。     

稳定性氮肥配合秸秆还田对水稻产量及N2O和CH4排放的影响

以中国科学院辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站连续两年的试验平台为依托,以潮棕壤为供试土壤,开展了稳定性氮肥配合秸秆还田对水稻产量及N₂O和CH₄排放的影响研究,设置对照(CK)、尿素(U)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+I)、秸秆还田(S)、秸秆还田+尿素(S+U)、秸秆还田+尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(S+U+I)6个处理.结果表明: 与CK相比,尿素显著提高了水稻产量、N₂O和CH₄累积排放及全球增温潜势.硝化抑制剂和脲酶抑制剂与尿素配施可显著减缓N₂O的累积排放.秸秆还田显著增加了N₂O和CH₄累积排放、全球增温潜势和温室气体排放强度.S+U+I处理水稻产量最高,但温室气体排放强度也显著高于其他处理;U+I处理产量略低于S+U+I,但温室气体排放强度最小.秸秆单独还田处理作物产量与对照相比无显著差异.在东北潮棕壤发育的水田中,S+U+I和U+I是相对较优的施肥模式.     

加气灌溉对不同施氮水平的设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的影响

为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO₂和N₂O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO₂和N₂O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO₂和N₂O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N₁)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm^-2,N₂)和传统施氮量(225 kg·hm^-2,N₃)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO₂和N₂O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO₂和N₂O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO₂和N₂O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N₂O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO₂排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm^-2下降到9340.72 kg·hm^-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的.     

马铃薯硝态氮转运蛋白基因的克隆及表达分析

该研究以马铃薯双单倍体‘DM’为材料,克隆到高亲和性硝态氮转运蛋白基因StNRT2.1的全长cDNA(JGI登录号PGSC0003DMT400002924),并对其进行表达模式和生物信息学分析,为深入探索StNRT2.1基因的生物学功能以及提高马铃薯对氮素的利用效率奠定理论基础。结果表明:(1)通过同源克隆与PCR扩增获得StNRT2.1基因cDNA全长片段,并构建pCEGFP-StNRT2.1表达载体;测序结果显示其实际所编码的蛋白质序列与数据库中目的基因蛋白质序列完全一致,表明成功克隆到StNRT2.1基因且未出现错义突变。(2)StNRT2.1基因位于马铃薯第11号染色体,cDNA序列全长1 593 bp,编码530个氨基酸,预测蛋白相对分子质量约为57.60 kD,理论等电点为9.36。(3)生物信息学分析显示,StNRT2.1由20种氨基酸组成,其中甘氨酸(Gly)所占比例最多,达到10.8%,并且主要由228个α-螺旋、27个β-折叠、87个延伸链和188个无规则卷曲构成;StNRT2.1存在功能保守结构MFS_1(PF07690)和12个跨膜螺旋结构域,且N端和C端均位于细胞膜内; StNRT2.1位于质膜上且不具有信号肽,可能为非分泌型膜蛋白。(4)以氮充足(7.5 mmol/L)水平作为对照,马铃薯幼苗经无氮(0 mmol/L)和低氮(0.75 mmol/L)处理3周后呈现出叶片发黄及植株矮化等明显表型差异。(5)qRT-PCR结果显示,在无氮条件下,马铃薯根组织中StNRT2.1基因表达量升高3.98倍,说明StNRT2.1可能为诱导型高亲和转运蛋白。     

杨芽黄素对前列腺癌细胞凋亡的影响及其机制

目的:探讨杨芽黄素对前列腺癌细胞22Rv.1的作用及机制。方法:将0~20μg/ml杨芽黄素作用于22Rv.1细胞和正常前列腺细胞RWPE-1,适时采用MTS法检测细胞的增殖活性,采用流式细胞仪、hoechst染色、LDH释放实验分别检测22Rv.1细胞凋亡、死亡、周期、核型变化和药物的细胞毒作用,利用qPCR和Westernblot分析22Rv.1细胞内基因转录和蛋白表达的改变,并通过抑瘤实验证实该药的抑癌作用。结果:杨芽黄素可显著抑制22Rv.1细胞增殖、诱导其凋亡,促进22Rv.1细胞凋亡相关基因dr4、dr5、trail、p53、caspase-3、caspase-8、caspase-9、bid、bax、foxo3的表达,并抑制抗凋亡基因akt、pi3k和bcl-2的表达。结论:杨芽黄素可通过影响TRAIL和PI3K/AKT信号通路诱导前列腺癌细胞凋亡,具有抗前列腺癌的作用。