线粒体DNA靶向治疗

线粒体(mitochondrion)是真核生物细胞中的一种非常重要的细胞器,含有独立于细胞核染色体外的遗传物质,通过氧化磷酸化产生ATP,是细胞的能量工厂,与细胞分化、信号转导、代谢稳态等过程密切联系。线粒体功能的紊乱与癌症、神经退行性疾病、糖尿病等许多疾病的发生、发展及治疗息息相关。线粒体在细胞命运中扮演的关键角色,使对线粒体这一特殊细胞器的探索成为生命科学研究热点之一。人线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是一相对保守且仅16 kb的环状双链DNA分子,只含37个基因,但这些基因都是维持线粒体功能稳定必不可少的部分。随着对线粒体功能认识的不断深入,研究人员发现mtDNA突变,会导致活性氧自由基过量产生,从而引起细胞衰老,甚至引发诸多疾病,例如遗传性视神经病变、线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征等。但是,目前针对这些线粒体基因疾病尚无非常有效的治疗手段。为了进一步了解这一关键细胞器,研究人员开发了一些有效的方法来突破线粒体的复杂屏障。本文将重点介绍并讨论近几年靶向mtDNA的研究进展,主要从药物修饰、材料递送、基因编辑等方面进行了总结,希望能为推动线粒体的研究提供一些新的思路。     

同型半胱氨酸对孕鼠糖代谢的影响与机制分析

目的:探讨同型半胱氨酸(homocysteine,HCY)摄入后对孕鼠糖代谢的影响以及生物学机制分析。方法:孕鼠妊娠10 d后,将实验动物随机分为3组,每组12只,妊娠对照组(Ctrl)腹腔注射生理盐水,同型半胱氨酸高剂量组(HCYH)和同型半胱氨酸低剂量组(HCYL)腹腔注射HCY溶液,注射浓度分别为200 mg/kg·d和100 mg/kg·d,持续20 d(即为HCY20 d)后,利用血糖含量检测试剂盒和胰岛素试剂盒分别检测孕鼠空腹血糖水平、胰岛素水平;葡萄糖检测试剂盒对孕鼠葡萄糖耐量和胰岛素抵抗进行检测;蛋白免疫印迹法检测孕鼠目的蛋白过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)、蛋白激酶B(AKT)、磷酸化AKT蛋白(P-AKT)的表达。结果:与Ctrl组比较,在孕鼠注射HCY后,空腹血糖水平升高、血清中胰岛素浓度下降、HOMA-β指数下降、HOMA-IR指数升高(P<0.05);摄入葡萄糖后,孕鼠血糖随时间的变化而下降,葡萄糖曲线下面积升高(P<0.05);摄入胰岛素后,孕鼠血糖随时间的变化而升高,胰岛素曲线下面积升高(P<0.05);PPARγ、P-AKT、GLUT4蛋白表达水平下降,HCYH组降低水平更为显著(P<0.05)。结论:孕鼠HCY摄入后,生物体糖代谢紊乱,AKT磷酸化表达水平抑制,HCY可能通过降低PPARγ的表达减少AKT磷酸化,导致胰岛素受体的活化,进而激活了PI3K/AKT通路,减少了脂肪组织中的GLUT4表达,增加了对于葡萄糖的摄取能力。     

小麦抗赤霉病外源种质的创制和育种利用

小麦赤霉病是危害小麦安全生产的重要病害之一,种植抗病品种是防治赤霉病最经济有效的手段。目前在生产上应用的抗源很少,越来越多的研究者将目光转移到小麦的近缘属种,寻找新的抗源以及寻求新的育种突破。携带抗性基因的外源染色体可以通过染色体工程手段以附加系、代换系和易位系等形式导入小麦。综述了将大赖草等多个小麦近缘种的抗赤霉病基因导入普通小麦、创制抗病外源种质和育种利用的最新研究进展,以期为小麦抗赤霉病育种提供参考信息。     

探寻肝再生磷酸酶3在膀胱癌细胞T24中的作用

目的：已经有研究证明肝再生磷酸酶3（PhosphataseofRegeneratingLiver-3,PRL-3）在消化道肿瘤的发生发展过程中起到重要作用,但其在膀胱癌中发挥何种作用尚不清楚,本次研究主要探寻PRL-3在膀胱癌细胞T24中作用,以求为膀胱癌的治疗提供新思路。方法：采用siRNA干涉的方法下调T24中PRL-3蛋白表达水平,通过westernblot方法检测干涉效果,绘制细胞生长曲线、构建裸鼠种植瘤模型,检测PRL-3下调对细胞体外及体内增殖的影响。结果：我们所设计的siRNA能够下调PRL-3在A498细胞中的表达（F=7．26,P〈0．05）,细胞生长曲线显示下调PRL-3能够抑制细胞的增殖,这种作用从干涉后的第60h开始,随时间增加作用愈加明显（F≥8．35,P〈0．05）;动物实验表明,siRNA下调PRL-3能够抑制T24细胞在活体内的增殖,从干涉后第21天开始这种作用开始体现出来（F≥10．46,P〈0．05）,并且干涉组的肿瘤肿瘤明显低于两个对照组（F=13．63,P〈0．05）。结论：我们构建的siRNA能够在T24细胞中实现对PRL．3蛋白的下调,siRNA介导的PRL-3蛋白下调能够明显抑制T24细胞在活体外及活体内的增殖,这初步证明PRL-3在膀胱癌中发挥重要的作用。随着我们对PRL-3分子进一步深入的了解,揭示其发挥作用的具体机制,PRL-3很可能成为膀胱癌基因治疗的新靶点。     

五月季竹开花及复壮过程中DNA甲基化的MSAP分析

以五月季竹为材料,采用MSAP技术对其开花及花后无性复壮过程中的DNA甲基化状况进行检测,分析其开花前后的甲基化动态,以揭示竹子开花及复壮过程中的表观遗传变化规律。结果显示:（1）五月季竹开花时其叶片甲基化水平降低,而在无性复壮产生不再开花新竹的过程中其叶片甲基化水平又逐渐回升;（2）与未开花竹株相比,五月季竹开花时有29.09%的甲基化位点发生了变异,其中有17.88%的位点在开花植株中发生了完全的去甲基化,远高于发生甲基化位点的比率;（3）复壮竹株与未开花竹株之间发生变异的位点数和所占比率,尤其是发生去甲基化的位点数和比率,低于开花竹株;（4）开花五月季竹花器官的甲基化水平低于叶片,同时有28.58%的位点发生了甲基化状态的改变,且同样以去甲基化为主。     

胭脂红景天引种至西藏日喀则其渗透调节物质及保护酶活性的变化

胭脂红景天叶片呈胭脂红色,花开红色,具有极强的耐寒性和耐旱性,是优良的城市绿化植物。为了扩大胭脂红景天的应用范围,丰富恶劣生境的绿化材料,本试验对从哈尔滨引种到西藏日喀则表现良好的胭脂红景天进行了生理适应性研究。结果表明,随着栽植时间的延长,胭脂红景天叶片中丙二醛含量逐渐升高,但增加的幅度较小,脯氨酸含量先降低后升高,SOD、POD、CAT等保护酶的活性均呈先升高后降低的趋势。胭脂红景天可以通过增加体内渗透调节物质含量和提高保护酶活性来调节自身的生理代谢,适应日喀则地区高辐射、干旱等条件。     

好氧反硝化生物脱氮技术的研究进展

好氧反硝化生物脱氮技术自提出以来,凭借能实现同步硝化反硝化、节省基建投资及运行费用等诸多优点,受到国内外环境领域学者的广泛关注。本文首先总结了近年来好氧反硝化菌种的筛选分离情况,以及环境因子对好氧反硝化菌脱氮效能的影响,包括溶解氧(dissolved oxygen,DO)、碳氮比(C/N)、温度等。然后深入探讨了好氧反硝化生物脱氮技术的原理,好氧反硝化过程中的关键功能基因及酶,同时介绍了分子生物技术在好氧反硝化研究过程中的应用,以及好氧反硝化生物脱氮技术在实际应用方面的研究现状。最后,基于目前的研究瓶颈问题,对未来好氧反硝化生物脱氮技术的研究方向提出了科学展望。     

百里香酚联合苯唑西林对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物被膜的影响

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)能以生物被膜的状态存在,从而产生多重耐药性和持续性感染。【目的】通过研究百里香酚和苯唑西林单用和联用对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物被膜的形成抑制和清除作用,探究联合用药对MRSA生物被膜的影响,为临床联合应用抗MRSA药物提供理论依据。【方法】采用微量肉汤稀释法测定苯唑西林对MRSA标准菌株USA300的最低抑菌浓度;采用结晶紫染色法和菌落计数法评估百里香酚和苯唑西林单用和联用对USA300生物被膜形成抑制和清除作用。【结果】百里香酚和苯唑西林在亚抑菌浓度下对USA300生物被膜的形成具有一定的抑制作用。在较高浓度下,百里香酚对其24 h和72 h形成的生物被膜有良好的清除作用,而苯唑西林无清除作用。两药联用对生物被膜的抑制和清除作用进一步增强,在较低浓度下有较好的抑制和清除效果。【结论】百里香酚和苯唑西林联合用药与单独用药相比,对USA300的生物被膜的抑制和清除作用增强,两药联合有协同抗菌作用。     

基于超高效液相色谱-电喷雾-质谱、天然产物词典和活性筛选的艾纳香内生真菌次生代谢产物

【背景】植物内生真菌是天然活性小分子的重要来源,但由于种类繁多,导致寻找结构新颖、活性强的化合物非常困难,重复分离已成为制约新型药源小分子发掘的瓶颈。【目的】综合各种技术,快速寻找目标活性次生代谢产物。【方法】通过对菌株分子鉴定、天然产物词典(dictionaryofnatural products,DNP)数据库检索、超高效液相色谱-电喷雾-质谱(ultraperformanceliquidchromatographyquadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-QTof-MS)分析、滤纸片法抑菌实验和色谱技术跟踪获得活性单体化合物。运用质谱和单晶衍射技术对化合物结构进行鉴定,96孔板法对单体化合物进行活性评价。【结果】分离鉴定出11株艾纳香内生真菌,筛选出一株各方面表现良好的艾纳香内生菌菌株Diaporthe sp.,从其大米培养基中获得一个单体化合物Cytochalasin H,活性评价显示其对枯草芽孢杆菌具有很好的抑制活性,MIC值为32μg/mL。【结论】将多种筛选技术相结合的方法应用于艾纳香内生真菌活性代谢产物的发掘,为快速寻找活性先导化合物提供了很好的借鉴。