综述与专论：ABCA7与阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种严重的中枢神经系统退行性疾病,也是老年人痴呆最常见的原因,其病因目前尚未阐明。三磷酸腺苷结合盒转运体A7 (ATP-binding cassette transporter A7,ABCA7)在脑中有较高的表达水平,参与脑内脂质代谢、吞噬作用以及免疫反应等过程。自从全基因组关联研究将ABCA7确定为AD的风险基因以后,越来越多的来自体内外和基于人的研究证实,ABCA7是早发和迟发型AD最重要的风险基因之一。本文对ABCA7在AD发生发展中的作用进行综述,以期为AD的防治提供新的治疗靶点和途径。     

ABCA1结构对胆固醇流出的影响

正三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)作为介导细胞内脂质流出,维持细胞脂质代谢平衡的重要跨膜蛋白,对动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的防治具有重要意义[1].近日,清华大学结构生物学高精尖创新中心的颜宁教授与龚欣博士组成的研究团队(Cell,2017,169:1228-1239)采用冷冻电子显微镜技术,经过重组人全长ABCA1蛋白制备、透射电子显微     

ABCA1与NPC1在细胞内胆固醇转运中的作用

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白A1（ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1）是血浆高密度脂蛋白（high-density lipoprotein,HDL）颗粒形成之初的限速步骤。ABCA1通过膜泡运输脂质至细胞表面的HDL载脂蛋白的作用机制尚未完全阐明。C型尼曼-匹克病（Niemann-Pick disease type C,NPC）主要由NPC1基因突变引起,NPC1蛋白能促进胆固醇和其他脂质从晚期胞内体/溶酶体流入其他细胞结构。ABCA1和NPC1相互作用保持细胞内脂质平衡,与Tangier病和N C P病等病理过程密切相关。     

三磷酸腺苷结合盒转运体A1在脑疾病发生发展中的作用

三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)在脑组织中广泛表达,它将脑细胞内胆固醇转运给载脂蛋白E(apolipoprotein E,apoE)及载脂蛋白A1(apolipoprotein A1,apoA-Ⅰ)形成高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL),从而调控脑内胆固醇平衡.研究表明,ABCA1与胆固醇代谢相关脑疾病存在密切联系,包括阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)及脑梗死.虽然近来在ABCA1与相关脑疾病的研究取得了一些进展,但仍存在许多问题尚未阐明.本文对ABCA1在各种相关脑疾病发生发展中的作用做一综述,期望为相关脑疾病的治疗寻找新的靶点和方法.     

ABCA1对代谢综合征的调控作用

三磷酸腺苷结合盒转运体A1 (ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)是一种膜整合蛋白质,在真核细胞中分布广泛,具有多种生物学功能.目前,ABCA1与心血管疾病发生发展的关系已经研究得比较清楚;除此之外,越来越多的研究表明ABCA1与其他代谢性疾病关系密切.本文综述了ABCA...     

ABCA1在动脉粥样硬化发生与发展中的作用

腺苷三磷酸结合盒转运体A1(ATP binding cassette transporter A1 ,ABCA1)是一种整合膜蛋白,它以ATP为能源,促进细胞内游离胆固醇和磷脂的流出,在胆固醇逆转运(RCT)和HDL生成的起始步骤中起重要作用,被称作RCT守门人。核受体PPARs、LXRs和FXR对ABCA1蛋白的表达具有调控作用。人体50种组织中存在有ABCA1 mRNA,在胰、肝、肺、肾上腺和胎儿组织中ABCAl表达水平最高,ABCAl功能障碍将导致巨噬细胞内大量的胆固醇沉积而成为泡沫细胞,继而漫润血管壁,促进As的发生发展。     

脂联素经肝X受体α途径对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响

泡沫细胞形成是动脉粥样硬化发生的关键环节,胆固醇逆转运可以防止泡沫细胞形成,ATP结合盒转运体G1(ATP-binding cassette transporter G1,ABCG1)在胆固醇逆转运中起着很重要的作用,可将细胞内胆固醇转运至高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL).肝X受体α(liver X receptorα,LXRα)可通过调节其靶基因ABCG1的表达来调控胆固醇逆转运.脂联素有很广泛的心血管保护作用,但对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响尚不清楚.为了研究脂联素对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响及其机制,采用实时荧光定量PCR、蛋白质印迹法检测ABCG1和LXRα的表达,使用液体闪烁计数仪检测胆固醇流出率,并利用siRNA干扰技术抑制LXRα的表达来研究LXRα在脂联素调节ABCG1中的作用.结果表明,脂联素浓度依赖性和时间依赖性地上调ABCG1和LXRα的mRNA和蛋白质的表达,促进巨噬细胞胆固醇流出.经LXRα siRNA处理后,脂联素上调ABCG1的作用消失,胆固醇流出率也相应减少.上述结果提示,脂联素经LXRα途径促进RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达和胆固醇流出,防止泡沫细胞形成,减轻动脉粥样硬化.     

研究: 脂联素经肝X受体α途径对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响

泡沫细胞形成是动脉粥样硬化发生的关键环节,胆固醇逆转运可以防止泡沫细胞形成,ATP结合盒转运体G1(ATP-binding cassette transporter G1,ABCG1)在胆固醇逆转运中起着很重要的作用,可将细胞内胆固醇转运至高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)．肝X受体α (liver X receptor α,LXRα)可通过调节其靶基因ABCG1的表达来调控胆固醇逆转运．脂联素有很广泛的心血管保护作用,但对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响尚不清楚．为了研究脂联素对RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达的影响及其机制,采用实时荧光定量PCR、蛋白质印迹法检测ABCG1和LXRα的表达,使用液体闪烁计数仪检测胆固醇流出率,并利用siRNA干扰技术抑制LXRα的表达来研究LXRα在脂联素调节ABCG1中的作用．结果表明,脂联素浓度依赖性和时间依赖性地上调ABCG1和LXRα的mRNA和蛋白质的表达,促进巨噬细胞胆固醇流出．经LXRα siRNA处理后,脂联素上调ABCG1的作用消失,胆固醇流出率也相应减少．上述结果提示,脂联素经LXRα途径促进RAW 264.7巨噬细胞ABCG1表达和胆固醇流出,防止泡沫细胞形成,减轻动脉粥样硬化．     

ATF6调节ABCA1基因的表达

ATP结合盒式运载蛋白A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)是近年来发现的极其重要的脂质转运大分子膜蛋白,它可将过量胆固醇从细胞内向细胞外输送到载脂蛋白并包装成高密度脂蛋白(HDL)的膜蛋白,促进胆固醇的逆转运.初步研究转录因子ATF6对ABCA1的表达调控,结果发现,ATF6在人胚胎肾细胞HEK293内剂量依赖性地调节ABCA1基因转录及蛋白质表达. ATF6调节ABCA1与内质网应激信号通路无关. 启动子序列缺失与突变分析表明ATF6作用区位于ABCA1启动子上游-156～-928bp之间, 可能需要E-box的参与,但不需要DR4元件.进而,动物试验结果显示用腺病毒在C57小鼠肝脏过表达ATF6,在mRNA水平上调ABCA1. 本文的研究发现了ATF6新的功能以及调控ABCA1的新机制.     

c-Myc通过调控ATP结合盒转运蛋白表达对CD133~+肠癌干细胞耐药性的影响

本文旨在探讨c-Myc通过调控ATP结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白表达对CD133~+肠癌干细胞耐药性的影响及机制。以人肠癌HT29细胞系为模型,通过流式细胞分选术获得CD133~+肠癌干细胞,以核心基因c-Myc为靶点设计小干扰RNA(siRNA),靶向抑制CD133~+细胞中c-Myc基因表达;免疫印迹法检测c-Myc沉默后ABC转运蛋白家族成员(ABCG2、MDR-1和ABCB5)表达水平变化;药敏实验检测肠癌干细胞对化疗药物(5-FU或/和奥沙利铂)的耐药性。结果显示,CD133~+细胞高表达核心基因c-Myc,si RNA显著抑制肠癌干细胞中c-Myc的表达水平;CD133~+肠癌干细胞对化疗药物(5-FU或/和奥沙利铂)具有耐药性;si RNA通过抑制c-Myc下调CD133~+肠癌干细胞ABC转运蛋白(ABCG2、MDR-1和ABCB5)的表达水平;靶向抑制c-Myc表达提高CD133~+肠癌干细胞对化疗药物的敏感性(P0.05)。以上结果表明,c-Myc通过调控ABC转运蛋白表达水平参与肿瘤干细胞的耐药机理,靶向抑制c-Myc能提高CD133~+肠癌干细胞对化疗药物的敏感性。     

Effects of increasing the number of players and memory size in the iterated Prisoner's Dilemma: a numerical approach

The Prisoner''s Dilemma has become a paradigm for the evolution of altruistic behaviour. Here we present results of numerical simulations of the infinitely iterated stochastic simultaneous Prisoner''s Dilemma considering players with longer memory, encounters of more than two players as well as different pay-off values. This provides us with a better foundation to compare theoretical results to experimental data. We show that the success of the strategy Pavlov, regardless of its simplicity, is far more general by having an outstanding role in the iterated N-player N-memory Prisoner''s Dilemma. Besides, we study influences of increased memory sizes in the iterated two-player Prisoner''s Dilemma, and present comparisons to results of experiments with first-year students.     

Loss of Yme1L perturbates mitochondrial dynamics

Yme1L is an AAA protease that is embedded in the mitochondrial inner membrane with its catalytic domain facing the mitochondrial inner-membrane space. However, how Yme1L regulates mammalian mitochondrial function is still obscure. We find that endogenous Yme1L locates at punctate structures of mitochondria, and that loss of Yme1L in mouse embryonic fibroblast (MEF) cells results in mitochondrial fragmentation and leads to significant increased ‘kiss-and-run'' type of mitochondrial fusion; however, Yme1L knockdown (shYme1L (short hairpin-mediated RNA interference of Yme1L)) cells still remain normal mitochondrial fusion although shYme1L mitochondria have a little bit less fusion and fission rates, and the shYme1L-induced fragmentation is due to a little bit more mitochondrial fission than fusion in cells. Furthermore, shYme1L-induced mitochondrial fragmentation is independent on optic atrophy 1 (OPA1) S1 or S2 processing, and shYme1L results in the stabilization of OPA1 long form (L-OPA1); in addition, the exogenous expression of OPA1 or L-OPA1 facilitates the shYme1L-induced mitochondrial fragmentation, thus this fragmentation induced by shYme1L appears to be associated with L-OPA1''s stability. ShYme1L also causes a slight increase of mitochondrial dynamics proteins of 49 kDa and mitochondrial fission factor (Mff), which recruit mitochondrial key fission factor dynamin-related protein 1 (Drp1) into mitochondria in MEF cells, and loss of Drp1 or Mff inhibits the shYme1L-induced mitochondrial fragmentation. In addition, there is interaction between SLP-2 with Yme1L and shYme1L cells retain stress-induced mitochondrial hyperfusion. Taken together, our results clarify how Yme1L regulates mitochondrial morphology.     

斜纹夜蛾核多角体病毒(SpltNPV)基因组EcoR I-G片段的序列分析

斜纹夜蛾核多角体病毒(SpltNPV)基因组EcoR I-G片段全长7 450bp,包括7个开放读码框vp39、lef-4、cg30、p91、vp33、tlp20、AcMNPV ORF81同源基因和一个同源区(hr).基因组排列比较分析发现,这些基因在基因组中的排列,在所有已知序列的杆状病毒中都比较保守.     

巨噬细胞特异性启动子/抗菌肽PR39基因腺病毒载体的构建及其表达

旨在构建由巨噬细胞特异性启动子调控的抗菌肽PR39基因腺病毒表达载体,检测目的基因在小鼠巨噬细胞RAW264.7中的表达。PCR扩增巨噬细胞启动子/抗菌肽PR39成熟肽基因序列,插入腺病毒穿梭载体pAdTrack中,重组穿梭质粒(pAdTrack-SP/PR39)与腺病毒骨架(pAdEasy-1)共转化大肠杆菌BJ5183,通过细菌内同源重组产生重组腺病毒载体(pAd-SP/PR39)。pAd-SP/PR39经PacI线性化后转染293细胞,包装出重组腺病毒(Ad-SP/PR39)。Ad-SP/PR39感染小鼠巨噬细胞RAW264.7,经RT-PCR和免疫细胞化学检测PR39的靶向表达特异性。成功构建了由巨噬细胞特异性启动子调控的抗菌肽PR39基因腺病毒表达载体。包装出的重组腺病毒仍然能感染小鼠巨噬细胞且高效表达抗菌肽PR39。构建的重组腺病毒能够在巨噬细胞中表达抗菌肽PR39基因,为靶向表达抗菌肽在胞内菌感染治疗中的应用奠定了基础。     

城市小尺度生态基础设施的设计方法——以雄安新区启动区为例

高速的城市化进程带来一系列生态破坏和环境污染等可持续发展挑战,需要在城市规划阶段尽量规避这些风险。生态基础设施建设倡导生态系统修复和环境协同治理的理念,是新兴城市化背景下指导城市规划的一种有效手段。目前,国内外生态基础设施建设在宏观尺度研究比较系统,而在小尺度的研究相对欠缺。我国社区等小尺度生态基础设施建设,由于规模较小,缺乏网络化构建,导致了建设后雨水内涝、面源污染问题仍层出不穷。构建了一种城市小尺度生态基础设施的设计方法和技术流程,以雄安新区启动区为研究区开展生态基础设施设计：（1）基于实际调研与理论研究分析场地现状,综合考虑自然要素、物理感知、心理感知、生态过程等相关因素构建"廊道为骨,斑块为节"的生态基础设施体系;（2）辨识区域主要动物活动、迁徙以及保护植物多样性等功能生态斑块,构建串联全城提供多种功能的系统性廊道、增加城市内部生态系统服务的结构性廊道、将生态系统服务渗入城市肌理的局部功能性廊道;（3）从景感满意度和年径流总量控制率2个方面进行生态基础设施建设预期效果评估。研究结果有助于缓解雄安新区建设所面临生态环境问题,保障人居生活环境品质,并为今后城市建设工作提供参考。     

斜纹夜蛾核多角体病毒VP39-GST融合蛋白的原核表达

用PCR的方法扩增得到斜纹夜蛾核多角体病毒（Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus,SpltMNPV）vp39全长基因。将其克隆至原核表达载体pGEX-4T-1上,构建重组表达质粒pGEX-4T-vp39,转化大肠杆菌BL21（DE3）,在1 mmol/L异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下超量表达了与理论预测值相符的一个约60 kD的VP39-GST融合蛋白。VP39-GST融合蛋白的成功表达为进一步研究VP39在病毒侵染过程中与宿主细胞成分或病毒粒子蛋白间的相互作用奠定了基础。     

操纵茶树类黄酮3′-羟基化酶生物合成B环-3′,4′-二羟基黄酮类化合物

【目的】操纵茶树类黄酮3′-羟基化酶,生物合成B环-3′,4′-二羟基黄酮类化合物圣草酚、二氢槲皮素和槲皮素。【方法】构建了4个茶树类黄酮3′-羟基化酶基因(CsF3′H)和拟南芥的P450还原酶基因(ATR)融合表达质粒:SUMO-CsF3'H[7-517]::ATR1[49-688]3 AA、SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR1[49-688]3 AA、SUMO-CsF3'H[7-517]::ATR2[75-711]3 AA和SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR2[75-711]3 AA,分别转化大肠杆菌菌株TOP10、DH5α和BL21,获得12个转化菌株S1–S12;构建了茶树类黄酮3′-羟基化酶基因CsF3′H表达质粒p YES-Dest52-CsF3′H,转化酵母菌株WAT11,得到转化菌株S13;构建了茶树类黄酮3′-羟基化酶基因CsF3′H表达质粒pES-URA-CsF3′H,及茶树黄烷酮3-羟基化酶基因CsF3H与拟南芥黄酮醇合成酶基因At FLS的融合表达质粒pES-HIS-CsF3H::At FLS 9AA,二者共转化酵母菌株WAT11,获得转化菌株S14。【结果】转化SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR1[49-688]3 AA质粒的TOP10菌株S6在25°C条件下发酵,转化效率最高,能将1000μmol/L柚皮素、二氢山奈酚和山奈酚,分别转化生成287.93μmol/L圣草酚、131.76μmol/L二氢槲皮素和188.62μmol/L槲皮素。发酵菌株S13能分别将1000μmol/L柚皮素、二氢山奈酚和山奈酚,最多能转化生成734.32μmol/L圣草酚、446.07μmol/L二氢槲皮素和594.64μmol/L槲皮素。喂食S14发酵菌株5 mmol/L的底物柚皮素,在发酵36–48 h中,最多能生成1412.16μmol/L圣草酚、490.25μmol/L山奈酚、445.75μmol/L槲皮素、66.75μmol/L二氢槲皮素和73.50μmol/L二氢山奈酚。【结论】本研究首次将茶树类黄酮3′-羟基化酶基因应用于B环-3′,4′-二羟基黄酮类化合物圣草酚、二氢槲皮素和槲皮素的生物合成。     

两湖泊轮虫群落结构的时空动态对水体氮磷含量及“下行效应”的响应

为探讨氮和磷、"上行效应"和"下行效应"在轮虫群落结构时空变动调控中的相对重要性,于2011年7月至2012年6月每月两次采集了芜湖市九莲塘和汀棠湖中的轮虫样品,利用相关分析法和典范对应分析法(CCA)分析了轮虫群落结构的时空变动与水体理化因子及其潜在捕食者密度间的关系。卡尔森营养状态指数表明,两湖均处在富营养化初期。除了总氮和硝态氮的年均浓度、晶囊轮虫(Asplanchna)和剑水蚤(Cyclopoidea)无节幼体的年均密度存在显著差异外(P0.05),两湖泊的其他水环境因子间并未表现出明显的差异(P0.05)。实验室鉴定发现九莲塘中共有轮虫48种,隶属于15科21属;汀棠湖中共有轮虫55种,隶属于15科24属。两湖泊中,疣毛轮虫(Synchaeta)、臂尾轮虫(Brachionus)和异尾轮虫(Trichocerca)均是主要轮虫类群,而密度优势种分别有7种和4种。相关分析结果显示,P含量与九莲塘轮虫群落的均匀度和物种多样性指数间均呈现显著的负相关(P0.05),而N含量却与汀棠湖轮虫群落的物种多样性指数呈现显著的正相关(P0.05);两湖泊中的轮虫物种多样性指数均与水体中的TN∶TP(质量比)间呈现显著的正相关(P0.05)。CCA分析结果显示,九莲塘中桡足类和其无节幼体密度显著高于其他采样批次时的轮虫群落聚成Ⅰ类,汀棠湖中晶囊轮虫密度显著高于其他批次时的轮虫群落聚成Ⅱ类,而其他的轮虫潜在捕食者密度很低或未出现时的轮虫群落聚成Ⅲ类。研究结果表明,湖泊中的TN∶TP(质量比)可能是反映N和P含量对轮虫群落物种多样性影响程度的较为合适的指标。当水体中的轮虫潜在捕食者密度较高时,两湖泊轮虫群落结构的变动均主要取决于"下行效应";而当轮虫潜在捕食者密度很低时,"上行效应"可能是调控两湖泊轮虫群落结构变动的主要因素。     

Effect of amyloids on the vesicular machinery: implications for somatic neurotransmission

Certain neurodegenerative diseases are thought to be initiated by the aggregation of amyloidogenic proteins. However, the mechanism underlying toxicity remains obscure. Most of the suggested mechanisms are generic in nature and do not directly explain the neuron-type specific lesions observed in many of these diseases. Some recent reports suggest that the toxic aggregates impair the synaptic vesicular machinery. This may lead to an understanding of the neuron-type specificity observed in these diseases. A disruption of the vesicular machinery can also be deleterious for extra-synaptic, especially somatic, neurotransmission (common in serotonergic and dopaminergic systems which are specifically affected in Alzheimer''s disease (AD) and Parkinson''s disease (PD), respectively), though this relationship has remained unexplored. In this review, we discuss amyloid-induced damage to the neurotransmitter vesicular machinery, with an eye on the possible implications for somatic exocytosis. We argue that the larger size of the system, and the availability of multi-photon microscopy techniques for directly visualizing monoamines, make the somatic exocytosis machinery a more tractable model for understanding the effect of amyloids on all types of vesicular neurotransmission. Indeed, exploring this neglected connection may not just be important, it may be a more fruitful route for understanding AD and PD.     

Hamilton's rule meets the Hamiltonian: kin selection on dynamic characters

Many biological characters of interest are temporal sequences of decisions. The evolution of such characters is often modelled using dynamic optimization methods such as the maximum principle. A quantity central to these analyses is the ''Hamiltonian'' function, named after the mathematician William R. Hamilton. On the other hand, evolutionary models in which individuals interact with relatives are usually based on Hamilton''s rule, named after the evolutionary biologist William D. Hamilton. In this article we present a generalized maximum principle that includes the effects of interactions among relatives and we show that a time-dependent (dynamic) version of Hamilton''s rule holds involving the Hamiltonian. This result brings together the power and generality of both the maximum principle and Hamilton''s rule thereby providing a natural framework for understanding the evolution of ''dynamic'' characters under kin selection.