Inhibition of mitochondrial complex I improves glucose metabolism independently of AMPK activation

Accumulating evidences showed metformin and berberine, well‐known glucose‐lowering agents, were able to inhibit mitochondrial electron transport chain at complex I. In this study, we aimed to explore the antihyperglycaemic effect of complex I inhibition. Rotenone, amobarbital and gene silence of NDUFA13 were used to inhibit complex I. Intraperitoneal glucose tolerance test and insulin tolerance test were performed in db/db mice. Lactate release and glucose consumption were measured to investigate glucose metabolism in HepG2 hepatocytes and C2C12 myotubes. Glucose output was measured in primary hepatocytes. Compound C and adenoviruses expressing dominant negative AMP‐activated protein kinase (AMPK) α1/2 were exploited to inactivate AMPK pathway. Cellular NAD⁺/NADH ratio was assayed to evaluate energy transforming and redox state. Rotenone ameliorated hyperglycaemia and insulin resistance in db/db mice. It induced glucose consumption and glycolysis and reduced hepatic glucose output. Rotenone also activated AMPK. Furthermore, it remained effective with AMPK inactivation. The enhanced glycolysis and repressed gluconeogenesis correlated with a reduction in cellular NAD⁺/NADH ratio, which resulted from complex I suppression. Amobarbital, another representative complex I inhibitor, stimulated glucose consumption and decreased hepatic glucose output in vitro, too. Similar changes were observed while expression of NDUFA13, a subunit of complex I, was knocked down with gene silencing. These findings reveal mitochondrial complex I emerges as a key drug target for diabetes treatment. Inhibition of complex I improves glucose homoeostasis via non‐AMPK pathway, which may relate to the suppression of the cellular NAD⁺/NADH ratio.     

有丝分裂激酶Aurora B的研究进展

真核生物细胞通过有丝分裂将遗传物质均等地分配到两个子细胞中,从而维持基因组的稳定性。有丝分裂的每一环节都需要精准而细致的调控,这依赖于一系列调节机制,尤其需要多个相关激酶的共同协调。Aurora B是一个关键的有丝分裂调控激酶,伴随有丝分裂的进行,其先后在染色体臂、内着丝粒、中央纺锤体、中体上动态分布。与其高度时空动态性相一致的是,Aurora B在有丝分裂的多个环节,如姐妹染色体粘连、动粒微管连接、纺锤体检验点和胞质分裂过程中都发挥着一系列重要功能。本文将概述近年来Aurora B激酶功能与调控方面的研究进展。     

基因治疗与人类健康

随着分子生物学及基因工程技术的迅猛发展 ,基因治疗已经成为治疗人类疾病的重要方法之一 ,同时也是维护人类健康最有发展前景的手段之一。诸如遗传病、肿瘤、和传染病与心血管病的基因治疗。遗传免疫方面 ,病毒性疾病和肿瘤的基因治疗 ,如将病毒抗原基因 (HBsAg)及一些肿瘤抗原基因 (CEA)直接注入人体内而产生抗体 ;人类亚健康状态 ,如肥胖、秃顶、疲劳、衰老等的基因治疗。然而基因治疗目前仍面临着许多困扰 ,如基因治疗的有效性、安全性、及社会伦理等诸多问题 ,因此在临床实际应用中要慎之又慎。只有对基因治疗合理规范和正确引导并遵循伦理原则 ,才能最终推动现代医学的发展。     

高温影响番茄小孢子发育的细胞学研究

以番茄‘Micro-Tom’为材料,利用形态观察、DAPI染色、石蜡切片等方法对正常情况下番茄小孢子发生过程进行时期划分.通过连续7d的高温胁迫((35±1)℃/(30±1)℃)处理试验,结合细胞学观察,研究高温对番茄花粉小孢子发育的影响.研究表明,高温胁迫不仅导致花粉畸形或败育、花粉数量减少、活力低萌发力差,而且还导致花药绒毡层、药隔组织、药室内壁、花药表皮、环状细胞簇等花药细胞结构的发育异常.结果有助于阐明热胁迫对番茄小孢子发育的影响,并为培育耐高温农作物新品种提供思路.     

β-TCP支架体外构建组织工程骨及其流体力学研究

骨髓基质干细胞在β-tricalciumphosphate(β-TCP)支架上分别进行了1、2和4周的三维动态培养,对支架上不同时间和部位的细胞面积/微孔面积及支架动态培养的流体环境进行了研究.研究表明,第1周细胞在支架大部分孔道内粘附生长并出现一定区域的单细胞层和多细胞层,第2周部分区域的部分孔道已填满了细胞并出现多细胞层,第4周大部分孔道几乎填满了细胞,主管道内壁出现了较多的细胞生长.同时发现,支架上各个区域细胞粘附面积不等,部分区域无细胞存在,有的部位2周后细胞逐渐减少.为了研究支架各个位置细胞増殖与流速、剪切应力的关系,建立了支架随机孔道结构的流体分析模型,通过支架上流速和剪切应力分布探讨实验中细胞分布现象的机理.结合计算和实验发现,流体能流到的部位几乎都有细胞生长,细胞生长较快的部位速度大多集中在0.24～0.53mm/s,剪切力大多在0.0050～0.023Pa,主管道底部及靠近进口的部位可能存在由于过大的剪切力影响细胞生长的区域.上述结果在一定程度上反映了细胞-支架-流体三者在成骨转化过程中的作用,对指导体外灌注培养的流量确定、灌注工艺及骨转化动力学研究有重要的意义.     

中国土地利用多功能性动态的区域分析

当前,国际学术界针对土地利用的研究正由土地利用格局变化向土地空间多功能变化及其可持续性的方向发展,其宗旨是确定和度量土地多元化利用所提供的产品、服务和功能,及其带来的环境和社会经济效应,实现对土地利用的科学管理。基于可持续发展三维度的理念及其指标体系,界定并定量评价了我国区域土地利用的10项功能,深入研究了在经济快速发展、生态环境保护紧密相随的过去20a间,各项功能的时空变化特征。研究表明,我国土地多功能性的10项功能中,就业支持功能表现出区域增减不一的特点,生态过程维持功能具有高度的稳定性。健康保障、交通功能、居住家园、生物性土地生产、人工化土地生产、资源供给与维持、污染接收器、景观与文化支持功能在各个区域得到了不断改善与提高,但各个功能变化的强势区和弱势区在时空分布上表现出了很强的区域性特点。区域自然条件禀赋、社会经济条件以及土地利用政策在功能变化中起着关键作用。研究结果揭出中国区域土地多功能性尚存在巨大的提升空间;土地政策应具有系统性、功能针对性和时空针对性,并应关注土地利用功能变化的链发效应。     

水杨酸诱导湖北海棠全长cDNA文库的构建及应用

以'湖北海棠'为材料,经水杨酸处理后,用改良CTAB法提取总RNA,纯化后构建全长cDNA文库,并进行PGIP基因的克隆.结果表明:(1)提取的总RNA无降解,无污染;mRNA弥散带主要集中在500～2 000 bp左右,没有rRNA 残留.(2)ds cDNA弥散带主要分布于300～2 000 bp之间,PCR验证后片段大小分布于200～2 000 bp之间,说明合成ds cDNA质量较好,成功地构建了全长cDNA文库.(3)通过PCR从该cDNA文库中克隆了PGIP基因,命名为MhPGIP,GenBank登录号为FJ449708;其核苷酸序列及推导氨基酸序列与苹果的一致性分别为98%和97%,该序列含有两个串联的亮氨酸重复序列.综上所述,构建的全长cDNA文库质量很好,该文库的建成可以用于今后抗病新基因的挖掘、克隆和利用,为苹果抗病机理的研究奠定基础.     

一些化学和物理因素对羊瘙痒因子263K蛋白酶抗性的影响

朊病毒(prion)具有超强的理化因素抵抗能力,可抵抗常规物理和化学因子对其感染性的灭活.为了研究不同理化因素对PrPSc蛋白酶抗性的影响,采用不同浓度的NaOH、NaOCl、SDS、温度变化以及3%SDS与温度变化联合处理羊瘙痒因子263K,再经蛋白酶K(Proteinase K,PK)消化,通过Western blot检测观测PrPSc的PK抗性.结果发现,上述几种理化因素对羊瘙痒因子263K的PK抗性有不同程度的破坏作用.NaOH浓度在0.05mol/L以上,NaOCl游离氯含量在0.1%以上,温度在121℃以上都能使PrPSc的PK抗性消失;而1%～5%SDS不能使PrPSc的PK抗性完全消失,3%SDS与温度的联合作用可有效地破坏PK抗性,同时使所需温度降低.还发现,在较低浓度的化学因子或温度的条件下即可出现PK抗性的破坏,而在较高浓度或温度处理时才出现蛋白本身的消失.这些结果提示,与PrPSc感染性的结果相似,PK抗性可受相似浓度或强度的理化因素影响,具有明显的浓度或强度相关性,对判定消除PrPSc的感染性有一定的指导意义.     

Identification of a new mutation in medium-chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) deficiency.

A mutation involving an A-to-G nucleotide replacement at position 985 of the medium-chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) cDNA was found in homozygous form in 18 unrelated MCAD-deficient families and in heterozygous form in 4 families. By PCR amplification and sequencing of cDNA from a compound heterozygote, we have detected a new mutation in an MCAD-deficient patient in whom one MCAD allele produces mRNA that is missing 4 bp in the MCAD cDNA, while the other allele carries the A-to-G-985 mutation. The presence of this 4-bp deletion was confirmed in the patient's genomic DNA by dot-blot hybridization with allele-specific oligonucleotide probes and by restriction analysis of PCR products. A rapid screening test for this 4-bp deletion was developed, based on mismatched primer PCR amplification. The deletion created a new restrictive-enzyme site which yielded two DNA fragments. The 4-bp deletion was not found in the three remaining MCAD chromosomes not harboring the A-to-G-985 mutation, nor it was present in 20 chromosomes from 10 unrelated normal Caucasians. The PCR-based method for screening these two mutations can detect over 93% of all MCAD mutations.