植物性别分化的遗传基础与标记物研究

性别分化是植物个体发育的重要阶段,其分化机理的阐明不仅在发育生物学中具有重要的理论意义,而且具有极为重要的实践价值。遗传标记,尤其是近年来快速发展起来的蛋白质、分子标记等技术,在揭示植物性别分化机理的研究中起着越来越重要的作用。本文在比较不同开花系统植物性别分化的遗传基础上,综述了各类遗传标记在植物性别分化中的研究和应用,包括形态标记、蛋白质标记、同工酶标记和分子标记等,并对各种遗传标记在性别分化研究应用中的优缺点进行了分析。     

植物性别分化的遗传基础与标记物研究

性别分化是植物个体发育的重要阶段 ,其分化机理的阐明不仅在发育生物学中具有重要的理论意义 ,而且具有极为重要的实践价值。遗传标记 ,尤其是近年来快速发展起来的蛋白质、分子标记等技术 ,在揭示植物性别分化机理的研究中起着越来越重要的作用。本文在比较不同开花系统植物性别分化的遗传基础上 ,综述了各类遗传标记在植物性别分化中的研究和应用 ,包括形态标记、蛋白质标记、同工酶标记和分子标记等 ,并对各种遗传标记在性别分化研究应用中的优缺点进行了分析。     

第二信使系统与消化道平滑肌收缩活动的调节

本主要从三方面介绍了第二信使系统对消化道平滑肌运动的调节作用：（１）ｃＡＭＰ、ｃＧＭＰ作用机制和某些胃肠激素经受体活化后的信息传递机制;（２）ＩＰ３、ＤＡＧ对肌收缩的作用特点和双向调节作用;（３）胞内信使间在调控活动中的相互关系。     

血管平滑肌细胞的分化与血管内壁的构建

血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的发育与血管壁的构建是目前相关领域中的重要学科前沿．国内外同行的工作多集中在血管发育初始阶段内皮细胞及其前体细胞在血管新生中的作用、调节因素及生物学机制．VSMCs参与血管壁早期构建,特别是VSMCs的募集与分化机制已经成为血管新生研究中的一个新领域． 本期发表的《 抑制Rac1蛋白活化阻碍胚胎发育早期血管新生 》(见696～701页)报道了韩雅玲教授及其合作者在这一领域取得的最新研究结果．Rac1是真核细胞内重要的一类信号传递分子,在细胞信号传递过程中发挥分子开关作用．他们采用胚胎干细胞(ESCs)为模型,建立稳定表达持续型Rac1和显性失活型Rac1编码序列的小鼠ESCs并制备胚胎小体,诱导分化后观察其对内皮细胞分化和迁移的影响,发现抑制Rac1可以干扰血管内皮细胞连接成血管网状结构,细胞骨架F-actin排列紊乱,细胞的迁移受到明显抑制,表明Rac1在胚胎早期血管发育过程中与内皮细胞的迁移有关[1]． 近年来,韩雅玲教授及其研究集体在VSMCs发育与血管构建、胚胎干细胞来源的拟胚体血管平滑肌发育与血管新生机制以及胚胎主动脉VSMCs起源等方面开展了研究,取得了一系列有价值的成果[2～11],可能为闭塞性和增生性血管病的发生及防治提供理论依据和候选基因．详见“相关链接”．     

血清饥饿可诱导人血管平滑肌细胞再分化

体外培养的分化型血管平滑肌细胞 (vascularsmoothmusclecells ,VSMC)以特异性标志基因表达、长梭形外观及对兴奋剂刺激产生收缩反应为其表型特征 .以血清饥饿法培养处于超汇合 (overconfluence)状态的人VSMC ,观察其分化型标志基因表达活性及其与细胞形态特征和收缩反应性之间的关系 ,探讨细胞生存环境对VSMC基因表达及表型的影响 .研究显示 ,生长至超汇合的VSMC由含血清培养转为血清饥饿后 ,收缩蛋白如SMα肌动蛋白 (SMα actin)、SM2 2α、h1 calponin、肌球蛋白重链 (MHC)SM1和SM2亚型的表达活性明显上调 ,证实血清饥饿诱导的收缩蛋白基因表达和血清应答因子 (serumresponsefactor ,SRF)与CArG顺式元件结合活性的增强有关 .同时 ,血清饥饿还可激活参与VSMC分化调节的转录调控因子SmLIM、Gax和分化相关蛋白HRG 1基因的转录 .随着血清饥饿培养时间的延长 ,VSMC逐渐形成多层、束状、成极性排列的形式 ,对兴奋剂刺激产生的收缩反应明显增强 .结果表明 ,超汇合状态的去分化型VSMC脱离血清刺激后 ,可以再分化成熟并重新获得收缩能力     

血管外膜成纤维细胞诱导BMSCs向平滑肌细胞定向分化

观察大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)与血管外膜成纤维细胞(ad-ventitial fibroblasts,AF)直接接触培养后,BMSCs向血管成分细胞分化的情况.将BMSCs(DAPI标记)与外膜成纤维细胞按一定的比例混合培养7 d,BMSCs单独培养作对照,显微镜下观察细胞形态变化;用免疫荧光染色检测BMSCs的血管平滑肌细胞表型标志物肌动蛋白(SMα-actin)表达的情况;RT-PCR检测SMα-actin mRNA表达的情况.BMSCs与血管外膜成纤维细胞共培养后可见细胞核蓝染的BMSCs与SMα-actin表达阳性(红色)的双标细胞出现,且随培养时间的延长,BMSCs的SMα-actin表达阳性率增高.结果可见:与血管外膜成纤维细胞直接接触有诱导BMSCs向血管平滑肌细胞分化的趋势.     

小麦异交群体选择分化的RAPD分析

用RAPD分子标记技术及数量遗传分析手段对小麦异交群体趋异选择4代得到的各子群体的遗传关系进行了分析,并对两种结果进行了相关分析。采用11个引物扩增出134个位点,RAPD分析结果表明,群体具有丰富的遗传变异,整个群体的多态位点百分率达0.8134,杂合度达0.3006;子群体间遗传分化较小,相对基因分化系数Gst为0.2310,固定指数平均0.2120,标准遗传距离为0.1044±0.048,表明遗传变异多数来自群体之内。而数量遗传分析发现,选择性状进展都与预期方向相符,主成分遗传距离大部分达显著水平,说明选择使群体发生了相当程度的分化。对两种遗传距离进行聚类分析表明,二种信息间关系各类群成员多不一致。其原因可能在于：数量性状是人工选择的目标,RAPD是基因组随机序列的扩增,二者之间的相关与引物选择有关。 Abstract：The genetic relations of some subpopulations in the fourth generation of selection in outbreeding population of winter wheat were examined by RAPD techniques and quantitative analysis. The correlations of the two results were examined.For RAPD analysis, 11 primers were adopted, and 134 sites were amplified. The results showed that abundant genetic variations existed in the populations. In the whole population, the percentage of polymorphic sites (P) is 0.8134, and the averaged heterozygosity is 0.3006. However,genetic differentiation among subpopulations is small. The relative gene differentiation (Gst) is 0.2310,fixed index averages 0.2120, and the standard genetic distance between subpopulations is 0.1044±0.048.All above shows that most of the genetic variations existed within populations.The cluster results from RAPD analysis and principal component distances showed that similarity relations were only found in small part of the subpopulations. The reason for the results may be that the genes concerned for quantitative traits are selected directly,while the genes involved in RAPD analysis are only random samples of the whole genomes.     

南方大口鲇消化道细菌群落结构与其胃肠分化的关系

以肉食性南方大口鲇(Silurus soldatovi meridonalis Chen)为对象, 研究采用PCR-DGGE指纹技术对其仔稚鱼胃肠道分化过程及细菌群落结构进行了对比分析, 进而探讨了细菌群落与胃肠道分化的关系。消化道外部形态和胃肠切片显示13日龄样品起, 胃肠在结构上出现较大的分化。DGGE分析结果显示胃肠道细菌群落的分化始于18日龄:从18日龄样品起, 肠内细菌群落明显开始分化, 但在随后的1833日龄期间细菌群落结构相对稳定, 而胃内细菌群落则一直处于动态变化中。这说明, 南方大口鲇仔稚鱼的个体发育过程中, 随着胃肠在组织结构上的分化, 其消化道细菌群落结构也出现了明显分化, 并且胃和肠内细菌群落结构的分化在时间上存在差异。该研究结果将为深入研究胃和肠内细菌群落的功能差异提供基础资料。       

胚胎干细胞来源的拟胚体分化早期血管平滑肌标志物的表达时相

目的:研究胚胎血管发育早期SMα-actin、SM22α、myocardin、平滑肌肌球蛋白重链(SMMHC)的表达规律,并初步探讨在此阶段血小板源性生长因子-BB(PDGF-BB)对血管平滑肌细胞(VSMCs)分化的影响。方法:采用转染平滑肌特异性蛋白SM22α启动子控制下表达增强型绿色荧光蛋白(GFP)报告基因载体的胚胎干细胞制备拟胚体(EBs),用免疫荧光染色、RT-PCR、Western blot分析SMα-actin、SM22α、myocardin、SMMHC的表达时相;然后分别用0μmol/L(对照组)、10μmol/L、50μmol/L AG1296(血小板源性生长因子受体抑制剂)处理EBs,观察三组SMα-actin、SM22α、myocardin、SMMHC在基因及蛋白水平上的表达变化。结果:胚胎血管发育早期SMα-actin、myocardin、SM22α、SMMHC分别在EBs第0(胚胎干细胞)、8、11、13d开始有表达。AG1296三种浓度处理后SMα-actin、myocardin、SM22α、SMMHC蛋白表达及myocardin、SM22α和SMMHC mRNA表达均无明显差异。结论:EBs发育过程中存在着自发的VSMCs分化,SMα-actin表达最早,依次为myocardin、SM22α、SMMHC;PDGF-BB对EBs分化早期VSMCs标志物表达的调控可能不是必要的。     

体外培养的人脐动脉平滑肌细胞可自发成骨细胞分化并钙化

研究脐动脉来源的平滑肌细胞在体外培养时是否会自发成骨细胞分化,以深入了解该细胞的生物学特点.采用MTT法研究了脐动脉平滑肌细胞的生长曲线:用形态学方法观察了脐动脉平滑肌细胞自发细胞结节的形成过程;用Hoechst 33258染色法及TUNEL染色法研究了细胞结节中的凋亡现象;采用免疫组化染色法研究了细胞结节中碱性磷酸酶的表达.采用茜素红S染色及透射电镜研究了脐动脉平滑肌细胞的自发钙化.研究发现,体外培养的脐动脉平滑肌细胞传代后约7天细胞即可汇合,汇合后的细胞表现为典型的"峰、谷"样生长状态,随着培养时间的延长.在"峰"形生长区域,细胞聚集生长,自发形成细胞结节,经4-5周培养,细胞结节不断增大并钙化,免疫组化发现结节中有大量碱性磷酸酶表达.同时,在结节形成过程中伴随有大量平滑肌细胞凋亡.我们的研究表明,体外培养的脐动脉来源的平滑肌细胞同主动脉来源的平滑肌细胞一样可以自发成骨细胞分化.而平滑肌细胞凋亡可能参与了该过程.     

肠道干细胞标记物

哺乳动物肠道上皮是机体内自我更新最快的组织之一,每3—5天便完全更新一次。然而,由于缺少可信的干细胞标志物,研究人员已经对这一具有刺激生长能力的干细胞的鉴定和定位争论了几十年。     

肠道干细胞标记物的研究进展

肠道干细胞(intestinal stem cells, ISCs)除了具有自我更新能力和多能性外,还表现出活跃的增殖、信号活动以及特殊的表观遗传和代谢特征。其主要作用是维护肠道组织的稳态、修复受损的肠道黏膜和调节肠道细胞分化。目前,主要有两种ISCs,各自拥有不同的特异性标记物且具有广泛不同的生物学功能,但都与肠道疾病的发生和发展关系密切。然而, ISCs标记物的缺乏严重限制了对ISCs生物学特性的研究,阻碍了临床上ISCs及其衍生物用于治疗肠道相关疾病的研究进程。以下就近年来ISCs标记物及肠道诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的研究进展作一综述,旨在为临床治疗肠道疾病提供有益线索。     

急性肺损伤的生物标记物

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和急性肺损伤(ALI)多由低氧性呼吸衰竭引起,导致高通透性肺水肿,临床上有较高的发病率与死亡率。近十年来,针对血浆和支气管肺泡灌洗液中相关生物标记物的研究为探索急性肺损伤的病理生理机制指明了新的方向。个别生物标记物已在一些大型、多中心ARDS试验中得到证实。但迄今仍没有一个或一组生物标记物常规应用于临床。随着人类对ALI发病机制理解的进一步深入,或许不久的将来,生物标记物会真正应用于评估疾病的严重程度和预后。本文将概述近年来ALI相关生物标记物的研究进展。     

骨髓间充质干细胞的诱导分化机制及其在消化道组织再生中的作用

骨髓间充质干细胞是一种具有多种分化潜能的非造血干细胞,它是从骨髓中分离得到,能被诱导分化为骨、软骨、肌肉、神经、血管内皮等多种类型的组织细胞,现已应用到再生医学的多个领域。本文将就骨髓间充质干细胞的诱导分化机制及其在促进消化道组织再生中的作用作一综述。     

毛囊干细胞标记物的研究进展

毛囊干细胞是一类位于毛囊隆突区的成体干细胞,对毛囊的周期性生长,表皮和皮脂腺的更新以及皮肤损伤后修复有着至关重要的作用。毛囊干细胞的标记物是对毛囊干细胞进行分离和鉴定的重要依据,对毛囊干细胞的基础研究起着关键作用。因此寻找特异性较高的毛囊干细胞标记物成为了近年的研究热点。本文按毛囊干细胞标记物在细胞中所处部位进行分类,将其分为位于细胞膜、细胞质、细胞核的标记物,综述了目前国内外主要采用的整合素、角蛋白、CD34、CD200等标记物以及新发现的Lgr5、Sox9、Tcf3等基因标记物。     

建立生物标记物束

各组跟踪时间轨迹的生物标记物可以帮助破解疾病,需要多种途径来鉴定和验证新的标记物。     

多发性硬化生物标记物的研究进展

多发性硬化(MS)是主要以中枢神经系统(CNS)白质脱髓鞘病变为主要特点的自身免疫性疾病。生物标记物是中枢神经系统自身免疫性疾病病因、诊断和预后的重要参考因素,因为他们可能反映遗传以及环境变化所引起的某些免疫反应的存在,性质和强度。因此生物标记有助于MS的早期诊断和鉴别诊断,指导治疗方案,推断MS疾病活动性,以及判断疗效。本文概述了多发性硬化领域当前的生物标记物研究状况及其相关的临床实践,并通过对三种具有较大潜力的生物标记物与病理的特异性、灵敏度、可靠性和临床实用工具进行分析,以确定最优化的治疗以防止致残,同时还可以对疾病修饰药物的有效性进行测试。     

污染土壤的生物标记物研究进展

生物标记物是指示环境中污染物危害效应的生物信号。利用生物标记物进行污染土壤的检测和定量分析是最可行的方法之一。本文主要综述了近年来一些典型的、指示土壤污染的几类生物标记物 (如细胞色素P4 5 0加氧酶系统、细胞抗氧化酶及DNA指纹技术 )的最新研究进展 ,并探讨了生物标记物在污染土壤修复效果评价及其早期诊断方面的应用前景。