脑细胞的基因及其表达与衰老

概述了脑与衰老在神经分子生物学方面的研究进展 ,包括 :细胞衰老分子机制的主要进展 ,衰老脑在基因及其表达水平的研究进展 ;阿尔茨海默病 (AlzheimerDisease ,AD)相关基因研究进展 ,帕金森病 (porkinsondisease ,PD)相关基因研究进展[7] 。这些研究成果对脑与衰老的关系、对脑在基因及其表达水平上衰老机制认识的加深乃至对衰老脑的基因治疗均具有理论意义和应用价值。     

PC12细胞的PSI诱导性包含体富集了真核细胞翻译因子

路易小体(Lewy body, LB),位于神经细胞核周(perikaryon)的嗜酸性包含体(eosinophilic inclusion),含有广泛的蛋白质组分,其中一部分是组成型蛋白质(consistent organization),另外一部分则是选择型蛋白质(selective composition).为了在体外获得LB中未知蛋白质的新线索,通过人工合成蛋白酶体抑制剂PSI（proteasomal inhibitor, 10 μmol/L）作用PC 12细胞48 h,使其产生嗜酸性（staining for eosin）和抗α-synuclein阳性（immunostaining for α- synuclein）的PSI诱导性包含体（PSI-induced inclusion）,通过成功的分级分离（fractionation）纯化了完整、纯净的包含体,通过有效的双向电泳（two-dimensional electrophoresis,2-DE）分离了包含体蛋白质,通过无偏差的基质辅助激光解析 离子化飞行时间质谱（matrix- assisted laser desorption/ionization time-of-flight massspectrometry,MALDI-TOF MS）鉴定了真核细胞翻译起始因子-3亚单位5（eukaryotic translation initiation factor 3 subunit 5, eIF-3ε）、真核细胞延伸因子-2（eukaryotic elongation factor 2, eEF-2）和线粒体延伸因子-Tu（mitochondrial elongation factor Tu, EF-Tumt）等真核细胞翻译因子(eukaryotic translation factors).这一结果提示,当蛋白酶体受到抑制时真核细胞翻译因子被富集到PSI诱导性包含体中,并且可能影响其形成过程.     

用于蜜蜂和熊蜂肠道微生物分类的细菌16S rRNA数据库优化

蜜蜂和熊蜂是重要的传粉昆虫, 对农业生产及生态平衡的维持具有重要作用。近年来, 研究发现蜜蜂及熊蜂肠道内含有大量微生物, 其组成简单、特异。正常的肠道微生物群落对蜜蜂的生长、激素调节、致病菌抵抗等具有重要作用。随着高通量测序的发展, 研究者们也可快速获得传粉蜂肠道微生物组成, 这给生物多样性和物种保护及蜂类健康等的研究带来了便捷。但是由于蜜蜂和熊蜂肠道微生物群落均由特殊菌种组成, 目前的细菌16S rRNA数据库无法对其进行准确的分类, 并且部分东方蜜蜂(Apis cerana)特有的肠道微生物菌种缺乏16S rRNA序列信息。本文从来源于5个不同省份的东方蜜蜂肠道中分离得到在东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter菌属纯菌, 获取其全长16S rRNA序列, 并对目前蜜蜂和熊蜂肠道的5个核心菌种的分类进行了综述, 对其分类和命名进行了修正。根据蜜蜂肠道微生物的明确分类, 在目前常用的SILVA细菌分类数据库基础之上对其进行了命名及分类优化, 并加入东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter序列, 从而获得了优化数据库Bee Gut Microbiota-Database (BGM-Db)。通过1组东方蜜峰及1组西方蜜蜂(Apis mellifera)的肠道菌群高通量测序结果, 分析不同数据库的表现, 我们发现相比于SILVA和Ribosomal Database Project (RDP), BGM-Db对蜜蜂肠道16S rRNA高通量测序短序列实现了菌种级别的分类, 分辨率更高。     

质谱鉴定PC12细胞蛋白酶体抑制剂PSI-诱导性包含体中的LBs蛋白质

路易(小)体(Lewy body, LB）构成特征的蛋白质组份（protein content）在体外形成的路易(小)体样包含体（Lewy body-like inclusion）或聚集体（aggresome）中能够获得鉴定．通过蛋白质组学方法鉴定LB蛋白质组分是一种新的途径.10 µmol/L人工合成蛋白酶体抑制剂PSI（proteasomal inhibitor）作用PC12细胞48 h使其产生PSI诱导性包含体（PSI-induced inclusions）. 为了在体外指明可能的LB蛋白质组分,通过生物化学分级分离、双向电泳（two-dimensional electrophoresis,2-D）和肽质量指纹鉴定（identification via peptide mass fingerprints,PMF）的蛋白质组学方法,鉴定了2个涉及突触递质合成的蛋白质、6个26 S蛋白酶体亚基、2个细胞骨架蛋白、2个线粒体蛋白、1个抗氧化蛋白和7个分子伴侣蛋白和（或）分子伴侣样蛋白等20个LB蛋白质组分.结果提示,当PC12细胞发生蛋白酶体抑制时,这20个LB蛋白质组分可能被富集到PSI诱导性包含体中．     

帕金森病路易(小)体的蛋白质生物信息学数据分析

原发性帕金森病(idiopathic Parkinson's disease,PD)的主要病理特征之一是出现于中脑特定脑区黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)多巴胺能神经元的路易(小)体(Lewy bodies,LBs),PD病人LBs和/或路易轴突也出现于脑内其他脑区非多巴胺能神经元,比如蓝斑(locus coeruleus,LC)等脑干个别脑区去甲肾上腺素能神经元、额前叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、颞叶皮层(temporal cortex,TC)等大脑多个脑区胆碱能神经元．为了明确LBs的蛋白质构成,本文通过蛋白质生物信息学数据分析,就LBs的蛋白质构成归纳了5个方面的要点：a．LBs的组织结构单元是α-突触核蛋白(α-synuclein,α-SYN)表征的2类纤维状聚集物和6类非纤维状聚集物(通常被称为寡聚物);b．病理性α-SYN在LBs内存在5种化学修饰形式;c．19个α-SYN相关蛋白质分别与α-SYN共定位于LBs;d．117个LBs的已知蛋白质被划分为10组不同蛋白质功能群组;e．LBs的蛋白质组学鉴定数据库包含了分别在LC、SNpc和PFC脑区组织水平鉴定的84、124和120个候选蛋白质,在TC脑区细胞水平鉴定的108个候选蛋白质,以及在TC脑区亚细胞水平鉴定的29个候选蛋白质．上述要点广泛、深入地概括了LBs的蛋白质构成．     

散发性帕金森病蛋白酶体功能障碍及其所致的路易(小)体形成

散发性帕金森病(sporadic Parkinson's disease, sPD)的主要病理特征之一是中脑黑质致密部(substantia nigra pars compacta, SNpc)残存多巴胺能神经元内核周路易(小)体(Lewy body, LB)形成.LB发生的具体原因和确切过程有待进一步阐释.来自遗传学、尸体解剖和实验科学的报道提示,蛋白酶体功能障碍及其所致的LB形成可能是按照聚集体形成途径(process of aggresomes)进行的.在聚集体形成途径过程中,异常蛋白质聚集基本上经历了非纤维化分子聚集过程(molecular crowding)以及后续的纤维化聚集过程(fibrilation of aggregation).其间,蛋白酶体功能障碍(dysfunction of proteasome)、内质网相关降解丧失(loss of endoplasmic reticulum associated degradation)、非纤维化聚集物(nonfibrilar aggregates)、聚集体(aggresomes)及至纤维化LB (fibrilar LB)等构成了sPD病变过程的主要事件.这提示在sPD病变过程中,蛋白酶体功能障碍及其所致的LB形成过程实质上是细胞信号的转导过程,其间涉及了众多的蛋白质分子.