新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

全球中华鲎资源保护现状及对策建议

鲎是古老的海洋节肢动物。中华鲎(Tachypleus tridentatus)是世界现存4种鲎中体型最大的一种, 是河口生态系统的标志物种, 同时其血液被用于生产医用检验试剂――鲎试剂。中华鲎的自然地理分布范围相当狭窄, 仅局限于日本濑户内海向南延伸至印度尼西亚爪哇岛北岸以北的太平洋西岸海域, 其中在中国东岸和日本南部海域的历史产量较高。自20世纪50年代以来中华鲎种群数量出现了显著减少, 2019年中华鲎在IUCN红色名录中的濒危等级正式更新为濒危(EN), 明确了中华鲎资源呈现全球性衰退的状态, 究其原因可归纳为鲎生境破坏和过度捕捞两个方面。在开展鲎资源保护的实践工作中, 作者深刻反思当前鲎资源保护在海洋保护区划定、增殖放流及科普和野生动物保护法宣传中存在的问题并提出相应建议, 包括加快完善种群基线数据, 制定标准化种群和生境基线监测指南, 构建科学放流体系等, 以期推进全球范围内的中华鲎资源保护与科学管理。     

宫颈病变患者阴道微生态与高危型HPV感染及宫颈癌相关增殖基因表达的相关性

目的探讨宫颈病变患者阴道微生态与高危型HPV感染及宫颈癌相关增殖基因表达的相关性。方法选择2018年1月至2019年1月间在我院确诊为原发性宫颈癌的患者50例作为宫颈癌组,在我院诊断为宫颈糜烂的患者78例作为宫颈糜烂组,同期在我院进行体检的健康女性100例作为正常对照组。对比3组研究对象的阴道微生态失调率、高危型HPV感染率以及宫颈癌组、宫颈糜烂组患者宫颈病灶组织中宫颈癌相关增殖基因(Prdx4、Nek2、Fhit、BLCAP)mRNA表达量的差异。采用Pearson检验分析宫颈癌患者阴道微生态失调率与高危型HPV感染及宫颈癌相关增殖基因表达的相关性。结果宫颈癌组、宫颈糜烂组患者的阴道微生态失调率、高危型HPV感染率高于正常对照组,其中宫颈癌组患者这两项指标水平高于宫颈糜烂组(均P0.05)。宫颈癌组患者宫颈病灶组织中Prdx4、Nek2 mRNA表达量高于宫颈糜烂组,Fhit、BLCAP mRNA表达量低于宫颈糜烂组(均P0.05)。相关性分析发现,宫颈癌患者阴道微生态失调率与高危型HPV感染率呈正相关,与癌基因(Prdx4、Nek2)mRNA表达量呈正相关,与抑癌基因(Fhit、BLCAP)mRNA表达量呈负相关(均P0.05)。结论宫颈癌患者阴道微生态失调率较高,可能与高危型HPV感染及癌细胞增殖旺盛密切相关。     

轻度支气管哮喘儿童的诱导痰菌群特征

目的探讨轻度支气管哮喘儿童的诱导痰菌群特征及临床意义。方法纳入年龄为6~12周岁于2018年11月至2019年1月在深圳市儿童医院呼吸科门诊定期复诊的轻度支气管哮喘患儿51例(哮喘组),留取诱导痰,匹配同年龄段97例健康无过敏儿童的口咽拭子作为对照。诱导痰及口咽拭子提取总DNA并扩增,对16S rRNA基因进行高通量测序并对测序结果进行生物信息学分析。结果NMDS分析结果显示哮喘组与健康对照组研究对象菌群结构存在差异;哮喘组的诱导痰菌群多样性指数(Shannon index)高于健康对照组(2.34±0.53 vs 1.87±0.50,P<0.05)。门水平分析显示,哮喘组与健康对照组的菌群均主要为厚壁菌门(38.34%vs 44.74%,P<0.05)、变形杆菌门(31.14%vs 19.78%,P<0.05)、拟杆菌门(14.59%vs 20.52%,P<0.05)、放线菌门(10.41%vs 7.85%,P<0.05)和梭杆菌门(2.82%vs 6.67%,P<0.05),但两组之间的构成比有明显差异。与健康对照组相比,在属水平上哮喘组韦荣球菌属(5.27%vs 8.96%)、普雷沃菌属(8.38%vs 17.35%)、罗斯菌属(1.50%vs 5.46%)、纤毛菌属(1.37%vs 4.39%)等非条件致病菌属比例明显下降(均P<0.05),而嗜血杆菌属(9.83%vs 6.17%)、卟啉单胞菌属(2.48%vs 1.41%)、莫拉菌属(5.66%vs 0.42%)、诺卡菌属(3.40%vs 0.00%)等条件致病菌属比例明显上升(均P<0.05)。结论尽管轻度支气管哮喘患儿已临床控制,但诱导痰内菌群仍存在结构紊乱。气道菌群紊乱可能是儿童支气管哮喘的发病机制之一。除了致病菌属外,非致病菌菌属的构成变化可能也是儿童哮喘的一个发生机制。     

miR-106a-5p调控 PTEN对鼻咽癌细胞SUNE2增殖和迁移的抑制作用研究

目的研究miR-106a-5p对鼻咽癌细胞SUNE2增殖和迁移的影响。 方法将体外培养的鼻咽癌细胞SUNE2分成对照组（细胞未做任何处理）、Anti-NC组（转染阴性对照抑制剂）、Anti-miR-106a-5p组（转染miR-106a-5p抑制剂）、后期实验另设Anti-miR-106a-5p-inhibitor+si-NC组（转染miR-106a-5p抑制剂、siRNA阴性对照）、Anti-miR-106a-5p-inhibitor+si-PTEN组（转染miR-106a-5p抑制剂、PTEN siRNA）,采用Realtime PCR测定miR-106a-5p表达,MTT法检测增殖,Transwell小室检测细胞侵袭和迁移能力变化,用Western blot方法测定vimentin、E-cadherin蛋白表达。在线靶基因预测软件预测miR-106a-5p的靶基因可能为PTEN,双荧光素酶报告系统鉴定miR-106a-5p和PTEN的靶向关系。两组间比较用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。 结果与正常鼻咽上皮细胞NP69比较,鼻咽癌细胞CNE-2、HK1、SUNE2中miR-106a-5p水平（1.00±0.11比1.84±0.13、2.19±0.14、2.87±0.25）升高,差异具有统计学意义（P < 0.05）。与对照组、Anti-NC组比较,Anti-miR-106a-5p组鼻咽癌细胞miR-106a-5p水平（1.00±0.10、0.99±0.12比0.76±0.08）降低,OD值（0.56±0.05、0.57±0.04比0.32±0.02）,细胞侵袭数[（128.47±11.65）个、（129.84±10.93）个比（85.12±6.75）个],迁移数[（182.51±14.81）个、（180.68±17.64）个比（122.01±11.62）个],vimentin蛋白表达水平（0.84±0.09、0.82±0.07比0.30±0.05）降低,E-cadherin蛋白表达水平（0.29±0.04、0.28±0.05比0.76±0.08）升高,差异具有统计学意义（P均< 0.05）。与Anti-miR-106a-inhibitor+si-NC组比较,Anti-miR-106a-inhibitor+si-PTEN组细胞OD值（0.33±0.03比0.52±0.05）、侵袭数[（84.16±5.91）个比（105.79±8.63）个]、迁移数[（118.42±10.25）个比（164.28±12.05）个]、vimentin蛋白表达水平（0.34±0.06比0.68±0.05）均升高,E-cadherin蛋白表达水平（0.72±0.06比0.29±0.05）降低,差异具有统计学意义（P均< 0.05）。 结论miR-106a-5p可通过靶向调控PTEN抑制鼻咽癌细胞SUNE2增殖和迁移潜能。     

解纤维梭菌脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统构建

【背景】解纤维梭菌是发酵木质纤维素生产乙醇的中温模式菌株,构建可控诱导的基因打靶技术是研究解纤维梭菌遗传调控的重要手段。【目的】在解纤维梭菌中构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统。【方法】首先,分析解纤维梭菌对脱水四环素的敏感性,筛选合适的诱导剂浓度,并以β-葡萄糖苷酶为报告基因,检测其在解纤维梭菌中的诱导效果。然后,将脱水四环素诱导型操纵子与II型内含子元件组合,构建脱水四环素诱导的ClosTron质粒。最后,以解纤维梭菌mspI、ldh和ack为例,检测其在解纤维梭菌中的打靶效率。【结果】脱水四环素诱导系统在解纤维梭菌中能够诱导ClosTron元件表达,在mspI、ldh和ack这3个基因位点的打靶效率分别为29.48%±15.51%、23.61%±7.08%和28.09%±6.97%。【结论】在解纤维梭菌中成功构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统,为梭菌基因工程改造奠定了基础。     

替米沙坦在糖尿病防治中的应用

替米沙坦是经典的抗血压病药物。近年来人们发现替米沙坦除可以抑制血管紧张素Ⅱ-1型受体外,还可以部分激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ。得益于其双靶点的作用机制,替米沙坦可以通过改善糖脂代谢紊乱和缓解糖尿病带来的并发症而使糖尿病或糖尿病高危病人获益。本文就替米沙坦在糖尿病预防和治疗中的作用及相关的机制研究作一阐述。     

子宫内膜异位细胞改良体外培养技术的研究进展

体外细胞培养是子宫内膜异位性疾病研究的重要工具。本文回顾了细胞体外培养技术在分离、纯化环节的改良以及子宫内膜异位性疾病永生化细胞系改造中的研究进展,并总结了近几年来激素及细胞因子诱导培养、细胞共培养及三维培养技术在该疾病体外机制研究中的应用,并对其发展前景进行了展望。     

阿魏酸钠对增生性瘢痕成纤维细胞增殖及胶原合成的影响

探讨阿魏酸钠(SF)对增生性瘢痕成纤维细胞(HSFb)增殖及胶原合成的影响。体外培养HSFb,MTT法计算SF的LC50及最佳药物时间后,分为空白对照组、SF干预组(高、中、低浓度分别为0.3、0.03、0.003 mg/mL),培养72 h后,在倒置显微镜和透射电镜下观察HSFb微观形态学变化;MTT法、Western blot法检测SF对HSFb细胞增殖和I、Ⅲ胶原蛋白表达的影响。结果显示,与空白对照组相比,倒置显微镜下HSFb细胞明显减少,电镜下见核固缩,线粒体轻度肿胀,粗面内质网扩张呈囊泡状,有较多空泡、自噬的产生;MTT法显示各浓度SF干预组对HSFb增殖均有明显抑制作用(P<0.01);Western blot法检测显示低浓度SF对I胶原蛋白表达有一定的抑制作用(P<0.05),高、中浓度SF能明显抑制HSFb的I、Ⅲ胶原蛋白的表达(P<0.01)。本研究结果表明,SF能改变HSFb的微观形态,抑制HSFb的细胞增殖及Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的表达。     

敲低去泛素化酶USP13抑制K562细胞的增殖*

目的:研究去泛素化酶USP13对人慢性髓系白血病细胞系K562增殖和凋亡的影响,并进行初步的机制探究。方法:构建pLKO.1-shUSP13-GFP慢病毒干涉载体,慢病毒包装后感染并建立稳定敲低USP13的K562细胞株。免疫印迹检测K562细胞中USP13蛋白的敲低效率。流式细胞术分析敲低USP13对K562细胞增殖和凋亡的影响。免疫共沉淀和蛋白质泛素化实验探究USP13调控K562细胞的分子机制。结果:成功构建pLKO.1-shUSP13-GFP慢病毒干涉载体,同时利用慢病毒体系获得稳定敲低USP13的K562细胞株。流式细胞术结果显示,敲低USP13促进K562细胞凋亡、抑制细胞增殖。分子机制研究发现,敲低USP13通过增强c-Myc泛素化进而导致其蛋白质水平降低。结论:初步揭示了USP13调控K562细胞增殖和凋亡的分子机制,为治疗慢性髓系白血病提供了潜在的靶点。