PI3K/Akt信号通路相关的生物学调控机制研究进展

PI3K/Akt信号通路是由酶联受体介导的信号转导通路,该通路不仅参与多种生长因子、细胞因子和细胞外基质等的信号转导,同时还参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节,特别是在细胞凋亡、细胞存活以及调控细胞糖代谢等方面具有重要作用。本研究综述了PI3K-Akt信号通路的结构组成、通路活化、通信过程、调控机制及其生物学功能等方面的研究进展,为进一步研究PI3K/Akt信号通路的生物学调控作用机制提供启示。     

TGF-β1/Smads通路在哮喘气道重塑中的表达及意义

为了探讨TGF-β1/Smads通路在哮喘气道重塑中的表达及意义,本研究选取清洁级雄性SD大鼠40只,将大鼠随机分为4组,正常对照组,哮喘2周组,哮喘4周组和哮喘8周组,每组10只。其中哮喘2周组、哮喘4周组和哮喘8组大鼠制作哮喘模型,分别在激发哮喘2周、4周和8周后处死,采用HE染色观察各组气道重塑,同时测量气道形态学参数,采用免疫组化染色检测TGF-β1、Smad2和Smad7蛋白表达。结果表明与哮喘2周组和哮喘4周组相比,哮喘8周组气道支气管壁周围有大量细胞浸润,气道平滑肌增厚,管腔狭窄;哮喘各组总管壁面积、内壁面积和平滑肌面积均明显高于正常对照组(p<0.05),其中哮喘8周组总管壁面积、内壁面积和平滑肌面积分别为(42.26±1.61)μm^2、(34.40±1.22)μm^2和(8.22±1.12)μm2,明显高于哮喘2周组和哮喘4周组(p<0.05);哮喘8周组TGF-β1和Smad2蛋白表达分别为1.562±0.122和1.613±0.121,明显高于哮喘2周组和哮喘4周组(p<0.05),而Smad7蛋白表达为0.251±0.081,明显低于哮喘2周组和哮喘4周组(p<0.05)。本研究初步推测TGF-β1/Smads通路在哮喘气道重塑中有重要作用,其中TGF-β1和Smads可能有促进气道重塑的作用,而Smad7可能有抑制气道重塑作用,值得进一步研究。     

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。     

林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

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。     

新疆东部托克逊马鞍桥剖面桑树园组刺毛-珊瑚礁的时代

新疆东部托克逊马鞍桥剖面桑树园组下部灰岩段的顶部发育了刺毛-珊瑚礁,通过对礁体及其上下地层的■类和牙形刺研究,可识别出■类3属14种,以属Eostaffella-Eostaffellina-Pseudostaffella组合为特征;牙形刺2属2种:Idiognathoides corrugatus和Idiognathodus sp.。■类Pseudostaffella antiqua,P.conspecta和P.paracompressa extensa的出现指示桑树园组灰岩段顶部相当于上石炭统滑石板阶上部,属于■类Pseudostaffella composite-P.paracompressa带。牙形刺Idiognathoides corrugatus和Idiognathodus sp.是晚石炭世巴什基尔期常见分子,对应上石炭统罗苏阶上部至滑石板阶上部。综合上述■类和牙形刺生物地层,可以确定桑树园组刺毛-珊瑚礁的时代为巴什基尔期中期(滑石板阶上部)。本文刺毛-珊瑚礁时代的确定可以为石炭纪中期生物灭绝/更替事件之后后生动物礁的复苏演化提供新认识。     

华北板块西缘甘肃平凉上奥陶统平凉组灰岩微相和沉积环境

甘肃平凉官庄剖面为上奥陶统平凉组的建组剖面,出露其完整的地层序列,主要由细砂、粉砂级颗粒的碎屑岩和灰岩构成。该地区在平凉组沉积时期的构造背景属华北板块西部,位于鄂尔多斯古陆西缘。对官庄剖面平凉组灰岩夹层开展的微相分析显示其中含有丰富的泥状灰岩砂屑,生屑种类含量偏低且破碎程度高,无浅海区特有的沉积构造,海水深度不利于底栖生态群落栖居。灰岩的沉积学机制指示鄂尔多斯古陆西南海区存在较陡的海底地貌,这些内碎屑不是原地或近原地沉积的,它们最初产生于浅海碳酸盐岩台地,经重力流、等深流长距离搬运后到达接近秦岭-祁连海槽的深水区沉积。     

人工锌指蛋白介导调控的里氏木霉纤维素酶生产

里氏木霉Trichoderma reesei Rut-C30是目前研究最广泛的纤维素酶生产菌,选育高产纤维素酶的里氏木霉菌株有助于提高木质纤维素资源生物炼制的经济性。利用人工锌指蛋白文库转化T.reeseiRut-C30,筛选获得了两株高产纤维素酶的突变株T. reesei M1和M2,与出发菌株比较,突变株M1和M2滤纸酶活分别提高100%和53%,且M1突变株外泌蛋白量提高69%,M2内切纤维素酶活提高64%。实时定量PCR分析结果表明,与对照菌株相比,突变株M1和M2中主要纤维素酶基因转录均上调,但不同酶基因在两株菌中有不同的变化特征。此外,纤维素酶抑制转录因子基因ace1在两株突变株中都转录下调,而纤维素酶正调控转录因子基因xyr1仅在M1突变株中上调。以上结果表明,不同人工锌指蛋白对纤维素酶活性的影响具有多样性。对这些突变体中人工锌指蛋白靶基因进行深入分析,为进一步深入探究里氏木霉纤维素酶合成调控的机理,以及利用代谢工程选育更高效的产酶菌株提供了基础。     

北极狐β-防御素103基因 (CBD103) 启动子活性及转录调控元件分析

本研究旨在筛选调控北极狐毛色基因CBD103的启动子活性区域及转录因子结合位点,为揭示CBD103基因调控北极狐毛色形成的分子遗传机制提供依据。克隆获得了北极狐CBD103基因5′侧翼区2 123 bp的片段,并构建了4个不同长度的启动子缺失片段表达载体,通过双荧光素酶检测系统对启动子活性进行检测。对启动子活性最高区域预测出的3个特异性蛋白1 (Sp1)转录因子结合位点分别进行点突变并构建3个突变载体,利用双荧光素酶检测系统测定其活性。结果显示,在构建的4个不同长度启动子缺失片段中1 656 (-1 604/+51)区域活性最高,在此区域构建的3个突变载体的启动子活性较野生型(片段1 656)均显著降低,说明-1 604/+51区域为北极狐CBD103基因的核心启动子区,-1 552/-1 564、-1 439/-1 454和-329/-339区域为正调控区域。文中成功获得了北极狐CBD103基因的核心启动子区域和正调控区域,这为进一步研究该基因调控北极狐被毛颜色分子遗传机制奠定了基础。     

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。