一碳代谢路径通路在癌症发生中作用研究进展

我国癌症发病群体不断年轻化,发病率不断增加。最近科学研究表明,细胞代谢相关调控基因已成为新的癌症诊断标记和治疗靶点。一碳代谢对于细胞代谢必不可少,一碳代谢需要叶酸、丝氨酸和蛋氨酸等细胞必需的生物代谢物质参与,同时也产生嘌呤、腺苷和胸苷酸等生物代谢物质。一碳代谢包括三类关键反应:叶酸循环、蛋氨酸循环、反硫化途径。在叶酸循环中,叶酸及叶酸循环中间产物可以通过产生嘌呤和胸苷酸调控癌症细胞的生长和增殖。在蛋氨酸循环中产生的多胺和甲基等中间产物也能调控癌症细胞的生长和增值。反硫化途径是谷胱甘肽合成的重要途径,谷胱甘肽能够生成与肿瘤细胞密切相关的活性氧。该研究将简要综述一碳代谢在癌症发生中的作用,概况了近年来一碳代谢通路重要因子及中间产物作为靶点对癌症治疗的意义。     

偏头痛相关酶和KEGG通路分析

搜集与偏头痛相关的编码酶的基因,利用KEGG通路分析目标基因的分布和功能,促进偏头痛遗传学研究和新药靶点研究。以＂gene name＂AND migraine检索PUBMED数据库,从原始文献中搜集并整理偏头痛相关酶基因数据,用DAVID在线分析工具对数据进行处理。搜索得到31个偏头痛酶基因,对7条KEGG代谢通路进行了分析：色氨酸代谢通路、酪氨酸代谢通路、精氨酸和脯氨酸代谢通路、叶酸一碳单位循环代谢通路、药物代谢通路、外源物质细胞色素P450代谢通路、肾素血管紧张素代谢通路。其中药物代谢通路包括9个药物,又以高选择性5-羟色胺重摄取抑制剂西酞普兰的应用前景最大。DDC、DBH、MTHFD1等6个偏头痛相关基因需要完善多态性研究。CYP450和单胺氧化酶在偏头痛的病理和治疗中都占有重要的地位。通过分析疾病相关酶基因的代谢通路,有助于了解疾病的分子病理基础,并为新药设计提供可靠靶点。     

从第八届国际肿瘤会议看肿瘤生化的进展

在这次会上有关肿瘤生化论文的主要内容包括肿瘤代谢特点,化学致癌物的代谢,抗肿瘤药物的作用机制,以及临床生化等。其中以肿瘤代谢特点的论文最多,内容涉及到蛋白质、酶、核酸、脂质、糖及氧化磷酸化等方面。而成就较为突出的是比较肝癌的研究。近年来发现有两类移植性动物肝癌:一类的生长较快,其形态(包括细胞亚细微结构)和代谢(如酶型、能代谢等)都与正常肝有显著差别,如 Novikoff 肝癌、3’-甲基奶油黄诱发的大鼠     

叶酸-阿霉素连接物的制备及其抗肿瘤活性研究

目的:合成具有酸敏特性的叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物,并观察其抗肿瘤活性以及对肿瘤细胞的靶向性。方法:首先将叶酸与氨基己酸连接,然后利用腙键与阿霉素连接,采用核磁共振、质谱等方法鉴定其结构;采用MTT法观察连接物对叶酸受体表达阳性的口腔表皮样癌细胞KB细胞及叶酸受体表达阴性肺癌A549细胞的毒性作用。结果:在氮羟基琥珀酰亚胺和二环己基碳二亚胺的催化作用下,合成了叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物,波谱分析提示为目标产物。与游离阿霉素相比,连接物对KB细胞具有更强的细胞毒性,而且细胞毒性作用可被外源性叶酸抑制;而连接物对A549细胞的毒性弱于游离阿霉素,而且外源性游离叶酸对其细胞毒性没有显著影响。结论:叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物能经叶酸受体介导靶向于叶酸受体丰富的肿瘤细胞,是一种潜在的新型抗肿瘤药物。     

小议核酸合成的抑制物与防癌

当今,许多种病毒性疾病如乙肝、丙肝及肿瘤等严重威胁着人们的健康,然而对这些疾病还缺乏有效而可靠的治疗药物和防治方法。近年来为寻找选择性抑制病毒的药物,对病毒的复制规律及其宿主核酸代谢的差异发现,某些核酸代谢的桔抗物的抗菌素能与核酸或核酸合成有关的酶结合,从而抑制核酸的合成。其中有些可作为抗病毒和抗肿瘤药物,而在临床上得到广泛应用,对病毒和癌细胞化疗的研究有着重要的启示,也给患者带来了极大的希望。根据核酸合成的抑制物的结构和作用不同,可分为以下几类：（1）碱基类似物碱基类似物在体内作用主要有两方面…     

叶酸-阿霉素连接物的制备及其抗肿瘤活性研究

目的:合成具有酸敏特性的叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物,并观察其抗肿瘤活性以及对肿瘤细胞的靶向性.方法:首先将叶酸与氨基己酸连接,然后利用腙键与阿霉素连接,采用核磁共振、质谱等方法鉴定其结构;采用MTT法观察连接物对叶酸受体袁达阳性的口腔表皮样癌细胞KB细胞及叶酸受体表达阴性肺癌A549细胞的毒性作用.结果:在氮羟基琥珀酰亚胺和二环己基碳二亚胺的催化作用下,合成了叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物,波谱分析提示为目标产物.与游离阿霉素相比,连接物对KB细胞具有更强的细胞毒性,而且细胞毒性作用可被外源性叶酸抑制;而连接物对A549细胞的毒性弱于游离阿霉素,而且外源性游离叶酸对其细胞毒性没有显著影响.结论:叶酸-氨基己酸-阿霉素连接物能经叶酸受体介导靶向于叶酸受体丰富的肿瘤细胞,是一种潜在的新型抗肿瘤药物.     

肿瘤中甲硫氨酸代谢及其相关基因的表达调控

甲硫氨酸(methionine)作为人体必需氨基酸,生理功能多样,在肿瘤代谢重编程过程中具有重要意义。研究发现,多种肿瘤细胞对外源性甲硫氨酸存在依赖性,该效应被称为Hoffman效应。在人体内,甲硫氨酸经甲硫氨酸循环代谢,参与一碳单位代谢、叶酸循环,以及多胺、谷胱甘肽、半胱氨酸和核苷酸等多种物质的合成。肿瘤中常出现甲硫氨酸代谢的改变,并伴随甲硫氨酸代谢相关酶基因表达的异常,其中以甲硫氨酸腺苷转移酶(methionine adenosyltransferase, MAT)相关基因表达改变及甲硫腺苷磷酸化酶(methylthioadenosine phosphorylase,MTAP)基因的缺失最为常见,二者可分别引起甲硫氨酸循环及甲硫氨酸补救合成途径的异常,进而导致甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)的生成减少和甲硫腺苷(methylthioadenosine, MTA)的堆积,其与肿瘤的发生、发展和转移等活动密切相关。由甲硫氨酸的代谢改变和代谢酶的基因表达异常,分别衍生出2种不同的治疗策略,即甲硫氨酸限制疗法和靶向治疗。本文将从甲硫氨酸代谢出发,阐述肿瘤中甲硫氨酸依懒性、肿瘤细胞MAT和MTAP相关基因的表达调控,并概述甲硫氨酸相关肿瘤治疗方案的新进展与新问题,为肿瘤治疗方案的进一步探索提供新思路。     

光合碳代谢研究的展望

自50年代Calvin循环发现以来,经历厂长期考验,迄今仍公认它是植物光合碳代谢中的基本或中心的途径。60年代和70年代相继发现和完成的C1循环,CAM途径和光呼吸途径则可以说是对Calvin循环的一种补充。Calvin循环中产生的糖磷酯经过一系列酶反应最终产生淀粉（在叶绿体内）或蔗糖（在细胞质中）现在这些代谢途径已研究得比较详尽。70年代乃至80年代则着重于对代谢途径调节控制的研究。从最近几年光合碳代谢的研究状况来盾,有如下几方面将得到进一步重视和加强。1代谢途径中关键酶的研究将继续深入现在普遍认为R0biSCO是植物光合作用中…     

谷氨酸棒杆菌SYPS-062合成L-丝氨酸的代谢通量分析

以一株由自然界筛选获得的能够利用糖质原料直接产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum SYPS-062为研究对象,考察了一碳单元循环中的辅因子—叶酸和维生素B12对菌株生长、蔗糖消耗及L-丝氨酸生成的影响,同时对处于对数生长期的菌株进行了代谢流量分析。结果发现,添加扰动因子叶酸和维生素B12对磷酸戊糖途径(HMP)碳流影响较大,碳源主要用于细胞生长及合成能量,而流向目的产物L-丝氨酸的碳流减少。同时在添加维生素B12时,增大了G3P节点的L-丝氨酸合成途径的分流比,但造成三羧酸循环(TCA)的流量不足,需要大量回补,从而限制了产物合成速率的进一步提高。     

巴洛沙星胁迫下大肠杆菌的比较蛋白质组学研究

随着全球细菌耐药形势的日益严峻,细菌耐药机制已成为热点内容。利用iTRAQ标记的定量蛋白质组学方法,比较大肠杆菌K12 BW25113菌株在1/4 MIC巴洛沙星浓度胁迫下蛋白表达的差异。结果表明,质谱分析法共鉴定到118个差异蛋白,其中52个蛋白表达上升,66个表达下降;经生物信息学分析发现,细菌可能通过降低TCA循环、丙酮酸循环以及碳代谢等能量代谢来调整细菌的耐药状态;并通过提高核酸代谢等相关蛋白表达,减少巴洛沙星的杀菌压力,促进细菌存活。同时,利用qPCR技术验证碳代谢和嘧啶代谢途径的相关基因在mRNA水平的表达变化,表明大部分基因转录水平表达变化与蛋白水平一致。以上结果为深入研究细菌的耐药过程提供了理论依据,也为更好地控制和防治耐药细菌提供了药物作用靶点。     

光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶系生理作用

摘要：【目的】研究α-酮戊二酸脱氢酶系在光滑球拟酵母碳代谢流、能量代谢和氨基酸代谢中的生理作用。【方法】通过敲除光滑球拟酵母中编码α-酮戊二酸脱氢酶系中E1酶的基因kgd1,构建α-酮戊二酸脱氢酶活性缺失菌株T. glabrata kgd1::kan,并考察KGDH缺失引起TCA循环关键酶活性,碳代谢流量以及胞内氨基酸和能荷水平等方面的变化。【结果】光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶活性的缺失导致：(1)细胞启动乙醛酸途径,通过形成TCA-乙醛酸循环实现TCA循环的正常代谢;(2)胞内NADH/NAD+水平     

病毒感染影响宿主细胞代谢研究进展

作为专性的细胞内寄生物,病毒没有独立代谢的能力,因此完全依赖于宿主细胞的代谢机制。病毒利用宿主细胞代谢网络提供的能量和生物合成前体物质来驱动其复制、装配和释放。因此,病毒挟持宿主细胞代谢以实现自身的复制和增殖。此外,病毒还可以通过编码辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)调控宿主的细胞代谢,影响碳、氮、磷、硫循环,参与微生物驱动的生物地球化学循环。本文主要从细胞葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢、脂肪酸代谢、病毒AMGs调控宿主代谢影响生物地球化学循环4个方面总结病毒感染对宿主核心代谢途径影响的研究,以期为深入理解病毒-宿主相互作用提供参考,也将为通过代谢干预治疗病毒性疾病提供一定的理论依据。     

亚甲基四氢叶酸还原酶(C677/T)基因的单核苷酸多态性

亚甲基四氢叶酸还原酶(methylene tetrahydrofolatucte redase,MTHFR)是叶酸代谢过程中的关键酶,对叶酸和同型半胱氨酸的代谢以及DNA的合成、修复与甲基化均有重要作用。MTHFR基因变异导致酶热稳定性及活性降低,引起相关代谢及DNA甲基化异常,进而发生相关疾病。MTHFR具有多种变异型,本文对其中常见的一种C677T的多态性及其与疾病的相关性的研究进展做一综述。     

氨基酸转运体在肿瘤代谢中的研究进展

代谢重编程是肿瘤的重要特征,是指肿瘤细胞为满足其快速增殖的生物合成与能量需求,对其糖代谢、脂代谢以及氨基酸代谢等代谢路径进行的重编程,以维持增长速度以及补偿能量代谢所造成的氧化还原压力。虽然不同的癌症代谢变化不同,但有些特征是所有癌症共有的,氨基酸代谢重编程是其中一个重要的特征。氨基酸进出细胞需要氨基酸转运体的协助,因而在肿瘤细胞中多种特定的氨基酸转运体均过表达。靶向氨基酸转运体通过影响肿瘤细胞的氨基酸代谢从而达到抗肿瘤的目的,是目前抗肿瘤药物的研究热点之一。主要介绍了几种在肿瘤代谢中发挥重要作用的氨基酸转运体以及靶向氨基酸转运体抗肿瘤治疗的研究进展及相关作用机制,旨在了解氨基酸转运体在抗肿瘤研究中的作用,以期促进靶向氨基酸转运体抗肿瘤药物的发展。     

普利昂蛋白质

目前生物——医学界对感染性微生物分类学是根据其形态、组成成分及生理特性进行认识的;最小的是介于生命与非生命之间的病毒。病毒虽然由核酸组成,但由于缺乏酶,故本身不能代谢;只能在进入活细胞后,引起宿主的代谢途径的改变才能导致病毒核酸和病毒蛋白的生成。细胞被病毒控制而以产生病毒成分来代替产生细胞成分,并在此过程中提供复制病毒的材料和能源,核酸则是关键所在。因此,有人说“核酸是生命俱乐部的创始人”。     

从三羧酸循环代谢异常中探寻癌症进展与治疗新思路

三羧酸循环是有氧生物获得生命活动所需能量的主要途径。整个三羧酸循环的过程需要多种酶的协同作用,产生多种中间代谢产物,以此来维持细胞稳定的生存环境。在众多参与三羧酸循环的酶中,当其中某一种或多种酶的活性发生改变时,就会有新的代谢产物生成,从而改变细胞的命运。该文以三羧酸循环中异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和延胡索酸酶的突变所引起的一系列致癌代谢物的积累为切入点,就三羧酸循环中间酶突变引起的表观遗传学改变与肿瘤发生发展的关系进行综述,以期从三羧酸循环代谢异常中,探寻癌症进展与治疗的新思路。     

代谢酶与RNA相互作用的研究进展

细胞代谢重编程对维持细胞稳态、细胞生长与增殖等细胞过程发挥着重要作用,并广泛参与恶性转化等病理过程。随着高通量分子检测技术的发展,人们发现有些代谢酶不仅能通过催化细胞内各种生化反应参与细胞代谢调控,同时还能结合RNA分子。这些代谢酶不具备经典的RNA结合域。已有研究显示它们可能通过一种负反馈机制调控其结合mRNA的运输、稳定性或翻译,从而将基因表达调控与细胞代谢联系起来。除此之外,酶的代谢产物也可能参与RNA与代谢酶相互作用的调控。重点从近年来发现的具备RNA结合能力的代谢酶、代谢酶与RNA的相互作用方式、RNA结合蛋白的鉴定与验证、代谢调控机制以及这些代谢酶与RNA相互作用如何调控复杂的细胞活动和疾病的发生发展过程进行综述。     

亲和色谱和反相高效液相色谱测定菠菜和拟南芥中四氢叶酸代谢物及叶酸的含量(英文)

植物中来源于甘氨酸和丝氨酸的一碳单位转移给四氢叶酸用于四氢叶酸代谢物的生物合成.由于含量低、成份复杂以及稳定性差,植物组织中四氢叶酸代谢物和叶酸的定量分析一度是一个挑战性很强的课题.本研究旨在建立一种可靠方法测定对甲基基团要求不同的植物(例如累积甘氨酸甜菜碱的菠菜与不累积甘氨酸甜菜碱的拟南芥)中四氢叶酸代谢物和叶酸的含量,用于研究这些植物中通过叶酸途径的一碳单位通量.菠菜和拟南芥叶片在金色荧光灯下加液氮研磨,加入大鼠血浆轭合酶粗提物处理,提取物经叶酸结合蛋白琼脂糖亲和色谱柱纯化,用附有荧光和紫外检测器的高效液相色谱仪分离并测定四氢叶酸代谢物和叶酸的含量.菠菜和拟南芥叶片中单谷氨酸型N5-甲基四氢叶酸含量分别是252ng/g和64ng/g,而总N5-甲基四氢叶酸的含量分别是370ng/g和199ng/g.两种植物均检测到少量的四氢叶酸和N5-醛基四氢叶酸,但只在拟南芥叶片而非菠菜叶片中检测到叶酸.实验结果显示,菠菜中单谷氨酸型和多谷氨酸型N5-甲基四氢叶酸的含量均比拟南芥显著增多.这种样品制备和高效液相色谱方法适于测定植物中四氢叶酸代谢物和叶酸的含量.     

叶酸受体介导的硼中子俘获疗法治疗无功能垂体腺瘤细胞

侵袭性无功能垂体腺瘤手术很难全部切除,且术后经常复发.目前临床上尚无有效药物能控制肿瘤生长.虽然放疗对肿瘤生长有一定抑制作用,但常常导致严重的并发症.硼中子俘获疗法是一种新型的二元靶向放射疗法,能最大程度杀伤肿瘤细胞而对正常组织损伤较小.叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒是一种新型的硼携带剂,能通过叶酸受体介导的细胞内吞作用被表达叶酸受体的细胞选择性摄取.本实验中,叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒能选择性地被表达叶酸受体的无功能垂体腺瘤细胞摄取,而无叶酸受体表达的其他类型垂体腺瘤细胞不能摄取这些碳纳米颗粒.叶酸受体介导的硼中子俘获疗法治疗后,无功能垂体腺瘤细胞的细胞活力显著下降,同时凋亡细胞显著增加.而单独的碳纳米颗粒孵育,或单独的热中子照射,并不能抑制肿瘤细胞活力或促进细胞凋亡.同时,叶酸受体介导的硼中子俘获治疗能导致肿瘤细胞中Bcl-2的表达显著下降和Bax的表达显著增强.综上所述,叶酸受体靶向的含硼碳纳米颗粒为无功能垂体腺瘤的BNCT治疗提供了比较理想的硼携带剂.本研究也为侵袭性无功能垂体腺瘤的治疗提供了新的思路,同时拓展了BNCT的应用,尤其是在良性肿瘤中的应用.     

基于NF-κB荧光蛋白报告基因抗肿瘤药物筛选平台的建立

采用基因工程技术构建绿色荧光蛋白（GFP）报告基因质粒,有利于活细胞成像、蛋白质印迹（WB）、细胞流式分析及活细胞示踪等,从而对抗肿瘤药物进行筛选。利用聚合酶链反应（PCR）扩增NF-κB基因的启动子序列以及GFP基因片段,将其克隆到pGL6-Enhancer载体中,通过菌落PCR检测、酶切鉴定和测序证明了质粒构建成功。然后,将构建的质粒转染到HEK-293T细胞中,根据活细胞荧光成像、WB及流式细胞分析验证,构建的报告基因质粒在细胞内可正常表达。选择抗肿瘤药物雷帕霉素、紫杉醇、吉西他滨,以及本实验室正在研究开发的多肽类抗肿瘤药物M1-20、M1-21验证报告基因体系试验,发现构建的报告基因质粒可以响应药物对细胞的影响。该药物筛选平台的建立为研究抗肿瘤药物对供试细胞的影响提供了良好的试验技术体系,同时,也为构建活细胞示踪体系提供了材料。