革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运机制研究进展

革兰氏阴性细菌的外膜由脂多糖、磷脂、外膜蛋白和脂蛋白等成分组成,是细菌抵御外界有害物质的首要物理屏障,与细菌致病性和耐药性密切相关.外膜各组分依赖特定的系统进行跨膜转运,包括脂多糖转运系统(lipopolysaccharide transport, Lpt)、脂质不对称维持系统(maintenance of lipid asymmetry, Mla)、β-桶状装配机器(β-barrel assembly machinery,Bam)以及脂蛋白定位系统(localization of lipoprotein,Lol).这些系统能够保证细菌外膜的完整与稳定,被视为维持细菌生命活动的"命门".因此,本文系统地综述革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运系统结构与功能,并对其未来研究方向进行展望,为新型靶向抗菌类药物研发提供新的思路.     

MRP1活性与其NBDs结构域构象变化的相关性

用专一性标记蛋白分子中半胱氨酸(Cys)的荧光探针MIANS标记MRP1(multidrug resistance protein)的实验结果表明, MIANS与MRP1中的2个Cys结合, 结合后不仅荧光强度增加, 而且发射波长蓝移, 表明所标记的位点处于相对疏水的环境. 荧光共振能量转移实验进一步表明, MIANS标记的Cys与MRP1核苷酸结合结构域(NBDs)很接近, 其中１分子MIANS标记在NBD1附近, 另一分子标记在NBD2附近. ATP, ADP以及化疗药物能阻止MIANS对MRP1的标记. 猝灭剂丙烯酰胺、Cs⁺和I^−对MIANS-MRP1荧光猝灭实验又表明, MIANS标记的Cys位点处于一个带正点电荷的区域. 同时, 巯基结合试剂MIANS和NEM对MRP1 ATP酶的活性具有明显的抑制, 而化疗药物却有明显的激活作用. 上述实验结果提示, 核苷酸和化疗药物都能引起MRP1的NBDs的构象变化, 核苷酸可直接与NBDs结合, 而化疗药物可能通过改变MRP1的跨膜结构域(TMDs)的构象进而影响NBDs的构象, 从而调控MRP1 ATP酶的活性并影响对化疗药物的转运. 结果对于深入揭示MRP1的ATP的结合和水解与其转运化疗药物之间的偶联提供了较直接的实验证据.     

三角褐指藻在磷营养限制胁迫下的补偿生长效应

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,设置了5个磷营养限制处理:磷营养分量分别设为f/2培养基的1/20(P₁)、1/10(P₂)、1/8(P₃)、1/4(P₄)、1/2(P₅),以f/2为对照(P_ck),在磷限制胁迫下培养10d,然后均以相同密度(2.5×10⁵cells·mL^-1)接种在f/2条件下恢复培养16d,测定了三角褐指藻在磷限制胁迫下和恢复培养阶段的生长状况。结果表明,三角褐指藻在受到磷限制胁迫后,细胞密度、蛋白质和可溶性糖含量都显著低于对照(p<0.05);恢复阶段,P₁、P₂和P₃处理组的细胞密度、平均相对生长率及生物量在恢复培养的中前期显著高于对照(p<0.05),最高平均相对生长率分别为0.73、0.70、0.68d^-1,显著高于对照(0.55d^-1)(p<0.05);P₄处理组的细胞密度和生物量与对照无显著差异;P₅处理组的细胞密度和生物量在恢复培养的中前期显著低于对照(p<0.05);随着培养时间的推移,各处理组与对照之间的差异逐渐缩小,处理组和对照的细胞密度、生物量、蛋白质和可溶性糖含量等均无显著差异。     

可口革囊星虫对Cd2+和Hg2+的富集及其影响

采用原子吸收、原子荧光等分析检测技术,探讨了Cd2+、Hg2+在可口革囊星虫中的富集规律及其对生长与主要营养成分的影响.结果表明:在试验设定的胁迫浓度内,可口革囊星虫体壁肌肉对Cd2+、Hg2+的富集均随胁迫时间的延长而增加,最终达到饱和浓度;环境中Cd2+、Hg2+浓度越高,富集速度越快,达到饱和的时间越短,饱和浓度也越高.可口革囊星虫体质量增长随着重金属胁迫浓度的升高而减慢,且联合胁迫的影响程度大于单一胁迫.体壁肌肉蛋白质含量随重金属胁迫浓度的增加而升高,Cd2+、Hg2+分别在0.05和0.02 mg·L-1胁迫浓度下达到最高,然后开始降低.联合胁迫也呈同样的规律,且影响程度更大.体壁肌肉脂肪含量随重金属胁迫浓度的增加而降低,联合胁迫下降低程度更大.     

肺腺癌A549/DDP细胞周期变化及其多药耐药性

用Fura-2/AM标记药物敏感的肺腺癌细胞A₅₄₉和抗顺铂药物的肺腺癌细胞A₅₄₉/DDP两种细胞胞内游离Ca²⁺,用碘化丙锭(PI)标记细胞DNA,检测其胞内Ca²⁺的变化及两种细胞增殖能力和细胞周期.实验结果表明,抗药性细胞株A₅₄₉/DDP胞浆内游离Ca²⁺的浓度仅为药物敏感细胞株A₅₄₉的1/3左右,同时前者的细胞增殖能力较后者明显增强,而且细胞周期也明显缩短.当用BAPTA-AM和EGTA或A₂₃₁₈₇和Thapsigargin处理细胞以降低或升高其胞内自由Ca²⁺浓度时可改变细胞的生长周期,二者也呈现明显差别.这些结果表明,对顺铂产生耐药性的人肺腺癌A₅₄₉/DDP细胞胞内Ca²⁺浓度的降低,可能影响细胞的增殖,缩短细胞的生长周期,特别是影响起决定作用的G1期,从而有利于肿瘤细胞多药耐药特性的维持.     

酶制剂清除食源性致病菌生物被膜的研究进展

食源性致病菌对人类健康与公众安全造成了极大的危害,形成生物被膜加剧了它们的致病与耐药风险。酶具有高度专一性,可靶向作用于生物被膜中的特殊物质,从而清除食源性致病菌的生物被膜,具有重要的科研价值和广泛的应用前景。因此,文中系统地综述了相关酶制剂清除食源性致病菌生物被膜的研究进展。根据酶制剂的不同作用靶点,着重介绍了群体感应抑制酶、环二鸟苷酸代谢酶、胞外基质水解酶等酶制剂的研究现状。文中还针对抗生物被膜酶制剂的未来研究方向进行了展望,旨在为食源性致病菌生物被膜的有效控制提供新的技术与策略。     

可口革囊星虫对Cd2+和Hg2+的富集及其影响

采用原子吸收、原子荧光等分析检测技术,探讨了Cd²⁺、Hg²⁺在可口革囊星虫中的富集规律及其对生长与主要营养成分的影响.结果表明: 在试验设定的胁迫浓度内,可口革囊星虫体壁肌肉对Cd²⁺、Hg²⁺的富集均随胁迫时间的延长而增加,最终达到饱和浓度;环境中Cd²⁺、Hg²⁺浓度越高,富集速度越快,达到饱和的时间越短,饱和浓度也越高.可口革囊星虫体质量增长随着重金属胁迫浓度的升高而减慢,且联合胁迫的影响程度大于单一胁迫.体壁肌肉蛋白质含量随重金属胁迫浓度的增加而升高,Cd²⁺、Hg²⁺分别在0.05和0.02 mg·L^-1胁迫浓度下达到最高,然后开始降低.联合胁迫也呈同样的规律,且影响程度更大.体壁肌肉脂肪含量随重金属胁迫浓度的增加而降低,联合胁迫下降低程度更大.     

A549/DDP细胞的抗凋亡特性与其pHi和［Ca2+］i变化相关

以临床用药剂量(30 μmol/L)的顺铂处理敏感的人肺腺癌细胞A549和抗顺铂的A549/DDP细胞,在相同条件下培养.对培养不同时间的两株细胞DNA琼脂糖凝胶电泳分析的结果表明，前者在培养12 h后即呈现DNA梯子，而后者在培养48 h后却未见凋亡特征.用流式细胞计检测其凋亡峰也获得相似的结果.当测定与凋亡相关的生物化学和生物物理变化时发现对顺铂敏感的A549细胞的线粒体膜电势显著降低，胞内更加酸化且胞内钙离子浓度升高；而抗顺铂药物的A549/DDP细胞的线粒体膜电势和pH值却维持在相对较高的水平，而其胞内钙离子浓度随培养时间的延长下降.这些结果表明，抗顺铂的人肺腺癌A549/DDP细胞的抗凋亡特性与其胞内的相对碱化和较高的线粒体膜电势,以及胞内钙离子浓度的降低相关.这些特性可能参与了A549/DDP的顺铂耐药性的调节.     

湛江等鞭金藻对抗生素的反应及无菌化培养

研究了5种抗生素在不同浓度下对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)生长的影响,采用混合添加抗生素法获得无菌藻株.结果表明,(1)不同抗生素对湛江等鞭金藻生长的影响存在差异,湛江等鞭金藻对氯霉素最敏感,浓度为50 μg·mL-1时抑制率为27.02%,浓度＞50 μg·mL-1时抑制率达80%,湛江等鞭金藻对青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素不敏感,后3种抗生素在低浓度时对藻细胞生长有促进作用;(2)除50 μg·mL-1青霉素处理外,青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素其它浓度处理均有明显的抑菌作用;(3)采用500 μg·mL-1链霉素,1000 μg·mL-1卡那霉素和50 μg·mL-1庆大霉素的4个组合混合添加抗生素,均获得了无菌藻株,且对生长有促进作用.     

动物模型在细菌生物被膜研究中的应用与展望

细菌生物被膜的形成与其致病性、耐药性密切相关,在许多由细菌导致的慢性、亚慢性感染中发挥着重要作用。动物模型广泛应用于细菌生物被膜相关感染的研究中,为其致病机理和控制策略的探究提供了强有力的科学工具。因此,本文系统阐述了哺乳类(鼠、兔、猪等)和非哺乳类(黑腹果蝇、斑马鱼、秀丽隐杆线虫等)动物模型在细菌生物被膜相关研究中的应用,并对动物模型在细菌生物被膜研究中的应用前景进行了展望,以期为研究由生物被膜导致的相关感染而选择理想动物模型提供理论支撑,从而对生物被膜感染导致的潜在危害进行防控。