周围神经损伤后再生与修复机制研究进展

周围神经损伤是一种由于压迫、牵引、切割、缺血等原因引起的外周神经细胞损伤或坏死的疾病。周围神经损伤病理学变化包括轴浆运输受损、轴突变性、施万细胞损伤、节段性脱髓鞘和完全瓦勒氏变性。神经损伤后修复成为了现代医学研究中的热点与难点。本文对干细胞移植、神经营养因子、新型材料和生物电刺激在周围神经损伤修复中的作用及机制做了综述,并且对其在临床中的应用进行展望。     

几种椎间盘退变动物模型的建立和应用

椎间盘退变是一种年龄相关的退行性疾病,是引起下腰痛的主要因素,严重影响病人的生活质量,并显著增加家庭的经济负担。目前,缺少椎间盘退变的有效干预和治疗手段,部分原因是其发病机制尚未阐明。椎间盘退变动物模型的构建对于阐明该疾病的病理机制至关重要。椎间盘退变是一个复杂的过程,受机械应力、结构损伤、生物化学与基因表达等多种因素的影响。本文总结了应用异常机械应力、结构损伤、生物化学或化学诱导和基因敲除等方式构建的椎间盘退变动物模型。生物力学是维持椎间盘稳态的重要因素,异常的机械应力会导致椎间盘退变。同时,椎间盘退变常伴随结构性损伤,椎间盘结构破坏也会导致椎间盘发生退变。此外,生物化学或化学诱导和关键基因敲除也会导致椎间盘退变。本文按照造成异常机械应力的因素将机械应力模型分为加压模型和失稳模型;按照椎间盘结构将结构损伤模型分为髓核与纤维环损伤模型和软骨终板损伤模型。总结了生物化学或化学诱导模型以及新型的基因敲除模型。讨论了不同类型椎间盘退变动物模型的可能应用和局限性。     

瞬时受体电位通道M2在恶性肿瘤中的作用

瞬时受体电位通道M2(transient receptor potential channel melastatin 2, TRPM2)是人体中一个重要的Ca²⁺通透性非选择性阳离子通道,通常表达于正常细胞胞膜和溶酶体膜上,并在氧化应激中发挥重要的离子调节作用。但近年发现,TRPM2也在多种恶性肿瘤(神经母细胞瘤,舌/喉鳞状细胞癌,肺癌,乳腺癌,胃癌,胰腺癌,膀胱癌,前列腺癌和T细胞白血病)中高表达,能通过调节细胞线粒体功能和自噬促进肿瘤细胞的生物学能量而促进其生存能力,通过调节抗氧化物水平增强细胞对氧化刺激的耐受力而表现出化疗抵抗作用。同时,在肿瘤细胞膜上该通道大量激活又对化疗药物联合使用发挥协同作用。此外,TRPM2能通过激活多种不同的分子的信号通路,促进细胞增殖、侵袭和转移能力。总之,根据肿瘤的不同,TRPM2对肿瘤细胞生物学行为的调控机制也不同,甚至具有复杂的双重作用。所以,对TRPM2的生化及分子机制的研究必将使我们对肿瘤的发生发展的认识更加全面。本文将从TRPM2蛋白质的结构,生理功能及肿瘤机制等不同角度系统阐述TRPM2的研究现状和进展。     

番茄潜叶蛾幼虫肠道可培养细菌结构组成及对大分子化合物的降解作用研究

番茄潜叶蛾Tuta absoluta是一种世界毁灭性番茄害虫。为明确其幼虫肠道可培养细菌的多样性及功能,本研究采用LB和NA两种培养基分别对番茄潜叶蛾幼虫肠道细菌组成进行了分离培养,根据细菌菌落形态和16S rDNA序列分析对细菌进行种属鉴定,采用比浊法测定了优势种的生长曲线,并采用透明圈法测定了肠道各可培养细菌对大分子化合物淀粉和纤维素的降解能力。结果表明,从番茄潜叶蛾3龄幼虫肠道中共分离到27株细菌,分属于3门10科17属24种,优势门、科、属、种分别是变形菌门Proteobacteria、欧文氏菌科Erwiniaceae、欧文氏菌属Erwinia、Erwinia iniecta,其相对多度分别达到90.68%、89.41%、89.41%和89.41%。优势种Erwinia iniecta在25℃,180 r/min的条件下培养无迟缓期,0~14 h为对数生长期,14~28 h为稳定期,28 h以后为衰亡期。Glutamicibacter属的L7和L9、考克氏菌属Kocuria的L14和短状杆菌属Brachybacterium的L20能同时降解淀粉和纤维素,考克氏菌属Kocuria的L15和L17只能降解淀粉,欧文氏菌属Erwinia的L、动性球菌属Planococcus的L11、微杆菌属Microbacterium的L18和Prolinoborus属的L22只能降解纤维素,其他菌株无淀粉和纤维素降解能力。综上所述,番茄潜叶蛾幼虫含有24种肠道可培养细菌,种类较为丰富,且部分细菌对淀粉和纤维素大分子化合物具有较强的降解作用,该结果将为番茄潜叶蛾肠道细菌多样性及其功能的深入研究提供依据,同时还为功能细菌的开发利用提供菌株。     

生防放线菌Ahn75的荧光标记及其在水稻中的定殖

【背景】目前gfp标记基因已成为研究靶标微生物与宿主之间互作的一种重要工具。利用gfp基因标记生防菌株,可以对生防菌株的生存及定殖能力进行有效追踪。【目的】对生防放线菌Ahn75进行荧光标记,探讨其在水稻中的定殖规律,为研究Ahn75的稻瘟病防治机制奠定基础。【方法】首先通过电激转化将含绿色荧光标记基因(gfp)的质粒pIJ8655导入大肠杆菌ET12567中,然后采用接合转移的方法将gfp整合到Ahn75基因组上;通过平板对峙试验检验Ahn75-GFP在标记绿色荧光后对稻瘟病病原菌的抑菌活性;采用喷施孢子液的方式将带荧光标记的Ahn75-GFP定殖水稻,并利用荧光显微镜观察生防菌在水稻中的定殖情况;对定殖水稻中的内生菌进行重分离,探究菌株在水稻组织中的分布规律。【结果】PCR扩增和荧光观察表明,绿色荧光标记基因成功整合到生防放线菌Ahn75中。通过平板对峙试验,发现Ahn75-GFP对稻瘟病病原菌抑菌活性与原始菌株没有显著差别。在荧光显微镜下,可以观察到Ahn75-GFP能稳定定殖于水稻的根、茎、叶等组织中,而水稻内生菌重分离试验表明该菌株在茎中的定殖力最强。【结论】获得一株绿色荧光标记生防菌株Ahn75-GFP,结果显示该菌株定殖水稻效果良好,这对于研究Ahn75的稻瘟病防治具有重要意义。     

家蚕微孢子虫感染对家蚕海龟蛋白(Bmtutl)基因表达水平的影响

【目的】本研究旨在阐明家蚕微孢子虫Nosema bombycis感染不同时间对家蚕Bombyx mori幼虫不同组织中家蚕海龟蛋白(Bombyx Turtle, Bmtutl)基因表达水平的影响,为揭示家蚕微孢子虫的侵染机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对家蚕海龟蛋白3种亚型Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810的序列结构特征进行了分析;利用qPCR检测家蚕微孢子虫感染后12, 24, 48, 72, 96和120 h,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因表达水平的变化情况。【结果】家蚕海龟蛋白3种亚型的二级结构均主要由无规则卷曲、α螺旋、β转角和延伸链组成,其中无规则卷曲所占比例最高。但是PredictProtein分析发现,Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810之间的蛋白/多核苷酸结合位点存在较大差异。qPCR结果表明,感染家蚕微孢子虫后,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的整体表达处于被抑制状态,尤其在脂肪体中最为明显：Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的表达在家蚕微孢子虫感染家蚕后的72 h开始受到显著抑制,特别是Bmtutl-519基因,其相对表达水平均不到对照的5.0%。【结论】家蚕海龟蛋白这3种亚型的序列结构特征存在较大差异,家蚕微孢子虫感染在一定程度抑制了家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因尤其是Bmtutl-519的表达。结果说明,与其他两种家蚕海龟蛋白亚型相比,Bmtutl-519蛋白可能在家蚕微孢子虫侵染宿主的过程中起主要作用。     

海藻糖酶基因TRE2-like和TRE2在异色瓢虫羽化过程中的表达与功能

【目的】异色瓢虫Harmonia axyridis是一种重要的捕食性天敌昆虫,海藻糖在异色瓢虫的变态发育、羽化等整个生命过程都起着重要的作用。本研究以前期获得的类似膜结合型海藻糖酶(TRE2-like)与膜结合型海藻糖酶(TRE2)基因为基础,探讨在异色瓢虫羽化阶段这两个海藻糖酶的潜在功能,为阐明异色瓢虫从蛹发育到成虫时海藻糖代谢机制提供参考。【方法】根据TRE2-like和TRE2基因序列设计双链RNA(dsRNA)区域片段并合成对应的dsRNA,通过RNAi将其注射到异色瓢虫2日龄蛹中。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫糖代谢相关基因的表达;同时采用蒽酮比色法、酶标法等分别测定RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫主要糖类物质含量及TRE活性变化,并观察异色瓢虫羽化后的表型变化。【结果】结果表明,与对照组(dsGFP注射组)相比,异色瓢虫2日龄蛹被注射TRE2-like或TRE2 dsRNA后,其新羽化成虫体内TRE2-like和TRE2表达量均极显著下调,且少数个体出现了蜕皮与翅形成困难等畸形表型。可溶性海藻糖酶活性在注射dsTRE2-like后显著降低,膜结合型海藻糖酶活性在注射dsTRE2后显著降低;注射dsTRE2后糖原含量显著下降,注射dsTRE2-like后糖原和海藻糖含量显著下降,注射dsTRE2-like+dsTRE2后糖原和葡萄糖含量显著下降,且海藻糖含量极显著下降。注射dsTRE2-like, dsTRE2和dsTRE2-like+dsTRE2后可溶性海藻糖酶基因TRE1-1和TRE1-2表达下降或显著下降,而TRE1-5表达上升或显著上升,海藻糖合成酶(trealose-6-phosphate synthase, TPS)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、糖原合成酶(glycogen synthase, GS)基因的表达均显著下调。【结论】TRE2-like和TRE2基因表达被抑制后,异色瓢虫海藻糖等代谢受到影响。研究结果为探究异色瓢虫体内膜结合型海藻糖酶的潜在功能和调控机制奠定了基础。     

Daily rhythm and seasonal pattern of lick use in sika deer (Cervus nippon) in China

Many ungulates are reported to use natural or artificial licks with seasonal patterns around the world. From December 2016 to August 2017, we used infrared camera to record the use of artificial licks in wild sika deer (Cervus nippon) in Zhejiang Qingliangfeng National Nature Reserve, China. We explored the daily rhythm, seasonal pattern and sex difference in lick utilization. In total, 12,043 videos and 22,901 pictures were collected. Our results showed that: (1) the lick visiting frequency was higher at night than that during daytime; (2) the difference in lick visiting frequency between females and males disappeared after taking into account of sex ratio; (3) the lick duration peaked in April during a year. These findings suggested that there were clear daily rhythm and seasonal pattern of lick use in sika deer. Seasonal change in lick use intensity was consistent with our prediction. These variations in lick use might be driven by both the physiological needs of the mineral elements in different life stages and the seasonal changes in climate and food. The reserve management authority should pay more attention to the supplement of licks in spring and summer to fulfill animal’s physiological needs.     

基于单分子量子相干调制的细胞温度成像技术

目的 细胞温度成像可以帮助科学家研究和理解细胞内部的温度分布,揭示细胞代谢和生物化学过程的关键信息。目前,基于荧光温度探针的细胞温度成像技术存在低温度分辨率和有限测量范围等限制。本文旨在利用单分子量子相干过程依赖温度的特性,开发一种单细胞温度成像和实时检测技术。方法 基于飞秒脉冲激光制备延时和相位可调的飞秒脉冲对,调制的脉冲对通过显微系统激发细胞内标记的荧光单分子,之后收集并记录每个荧光光子的到达时间。利用单分子相干过程与周围环境温度的关系,定义单分子量子相干可视度（V）,建立V与环境温度的对应关系。通过调制解调荧光光子的到达时间,获取单分子周围环境温度,结合扫描成像,实现细胞的温度成像和实时检测。结果 该方法可以实现高精度（温度分辨率<0.1℃）和大范围温度（10～50℃）的温度成像和测量,并观测到了单个细胞代谢相关的温度变化。结论 该研究有助于深入了解细胞代谢、蛋白质功能和疾病机制,为生物医学研究提供重要工具。     

长柄双花木愈伤组织诱导及植株再生

以长柄双花木当年生嫩梢上的叶柄、嫩茎、嫩叶为外植体,对影响长柄双花木愈伤组织诱导和继代、分化主要因素进行研究。结果表明:在培养基MS+NAA0.5mg/L+2,4-D2.0mg/L上,三种外植体均可诱导出愈伤组织,其中叶片愈伤组织诱导率最高。该培养基还可作为愈伤组织继代培养基,但继代培养周期不超过2周。愈伤组织接种在MS+BA2mg/L上分化不定芽,根的诱导在1/2MS+IBA0.5mg/L培养基上进行。