多约束代谢网络模型的研究进展

基于约束的基因组尺度代谢网络模型(genome-scale metabolic models,GEMs)分析已被广泛应用于代谢表型的预测.而实际细胞中代谢速率除计量学约束外,还受到酶资源可用性和反应热力学可行性等其他因素影响,在GEMs中整合酶资源约束或者热力学约束构建多约束代谢网络模型可以进一步缩小优化解空间,提升细...     

热带假丝酵母代谢烷烃过程中的β-氧化和代谢调控

热带假丝酵母(Candida tropicalis)能利用烷烃作唯一碳源和能源.当以烷烃或脂肪酸为碳源时,在细胞内可形成大量的过氧化物酶体(peroxisome),同时诱导生成脂肪酸β-氧化酶系,当以葡萄糖为碳源时,则极少有过氧化物酶体形成[1],一些C.tropicalis能氧化烷烃生成长链二元酸(long chain dicarboxylicacid,DCA).由于这些特征,人们从酶学、分子生物学和实际应用等方面对这种酵母进行了深入研究,并阐述了C.tropicalis代谢烷烃的途径、脂肪酸β-氧化酶系的生理功能及其几种重要酶的基因结构和酶活性的调控,阐明了它与哺乳动物细胞在脂肪酸代谢及调控方面上的差异;通过C.tropicalis突变株的筛选和发酵工艺的优化,使长链二元酸发酵技术实现了产业化[2,3].     

生长素对拟南芥叶片发育调控的研究进展

叶片(包括子叶)是茎端分生组织产生的第一类侧生器官, 在植物发育中具有重要地位。早期叶片发育包括三个主要过程: 叶原基的起始, 叶片腹背性的建立和叶片的延展。大量证据表明叶片发育受到体内遗传机制和体外环境因子的双重调节。植物激素, 尤其是生长素在协调体内外调节机制中起着不可或缺的作用。生长素的稳态调控、极性运输和信号转导影响叶片发育的全过程。本文着重介绍生长素在叶片生长发育和形态建成中的调控作用, 试图了解复杂叶片发育调控网络。     

社会经济代谢研究:内涵、发现和展望

社会经济代谢是指由于人类活动导致的物质和能量在社会经济系统内部和边界上的迁移和转换。社会经济代谢研究已经成为产业生态学的核心领域。本文结合典型案例介绍了社会经济代谢研究的内涵和基本步骤,总结了社会经济代谢研究的主要发现:提供了追踪物质在社会经济系统的来源、去向和流动路径的方法与模型;揭示了物质材料及其社会经济代谢过程对现代化生产和生活方式的支撑作用;阐明了人类活动驱动与物质代谢相关的生态环境问题的机制;提供了评估资源利用效率、资源供需趋势和城市矿产开发潜力的模型与基础数据。最后指出了社会经济代谢研究的发展方向:增加研究对象并深化对每种对象的研究精度;拓展或细化研究系统的时空边界;引入并融合新的数据来源和研究方法;将社会经济代谢中的物质流对接到与其相关的生态环境影响;建立可共享、可拓展、可累积的数据平台。     

油樟悬浮培养及次生代谢产物的诱导

以油樟(Cinnamomum longepaniculatum)叶片为外植体在附加6-BA和NAA不同激素浓度组合的MS培养基上筛选质地疏松、生长旺盛的愈伤组织, 分别接种在MS、B5、WPM三种液体培养基中进行细胞悬浮培养, 并检测诱导产生的次生代谢产物。结果表明: 2 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1 NAA能诱导质地疏松、生长旺盛的愈伤组织, B5基本培养基中细胞长势最好; 愈伤组织在B5+2 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1 NAA中悬浮培养, 继代2次后形成均一的单细胞; 从油樟悬浮培养物中检测出50%以上的成分是苯甲醇。     

老年2型糖尿病患者血清ANGPTL4、Betatrophin、Vaspin水平与血糖、血脂及下肢血管病变的关系研究

摘要 目的：探讨老年2型糖尿病（T2DM）患者血清脂肪因子血管生成素样蛋白4（ANGPTL4）、促代谢因子（Betatrophin）、腹腔脂肪型丝氨酸蛋白酶抑制剂（Vaspin）水平与血糖、血脂、下肢血管病变（LVD）的关系。方法：选取我院2018年8月～2019年8月收治的老年T2DM患者108例,根据患者是否合并LVD,分成LVD组（n=38）和无LVD组（n=70）,比较两组临床资料、血清ANGPTL4、Betatrophin、Vaspin水平、血糖指标[空腹血糖（FPG）、餐后2 h血糖（2hPG）、糖化血红蛋白（HbA1c）]、血脂指标[总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）]。经Pearson线性相关分析患者血清ANGPTL4、Betatrophin、Vaspin水平与血糖、血脂指标相关性。经Logistic多因素回归模型分析患者LVD发生的影响因素。结果：LVD组舒张压、收缩压均高于无LVD组（P＜0.05）。LVD组血清Betatrophin水平及TC、TG、LDL-C、FPG、2hPG、HbA1c高于无LVD组,血清ANGPTL4、Vaspin水平及HDL-C低于无LVD组（P＜0.05）。Pearson线性相关分析显示,血清ANGPTL4、Vaspin与TC、TG、LDL-C、FPG、2hPG、HbA1c呈负相关,与HDL-C呈正相关（P＜0.05）。血清Betatrophin与TC、TG、LDL-C、FPG、2hPG、HbA1c呈正相关,与HDL-C呈负相关（P＜0.05）。Logistic多因素回归模型分析结果显示,血清ANGPTL4、Betatrophin、Vaspin以及舒张压、TC、TG、HDL-C、LDL-C、FPG、2hPG、HbA1c是患者LVD发生的影响因素（P＜0.05）。结论：老年T2DM合并LVD患者的血清ANGPTL4、Vaspin水平明显下降,而血清Betatrophin水平升高,且三者与血糖、血脂指标均存在相关性,并且是患者发生LVD的影响因素,临床可考虑通过检测血清ANGPTL4、Betatrophin、Vaspin水平,辅助评估LVD的发生风险。     

广泛性焦虑障碍患者人格特征与免疫功能、甲状腺激素和神经内分泌激素的相关性分析

摘要 目的：探讨广泛性焦虑障碍（GAD）患者人格特征与免疫功能、甲状腺激素和神经内分泌激素的相关性。方法：选择2019年1月~2020年12月北部战区空军医院心理科收治的GAD患者80例作为研究组,选择同期于北部战区空军医院体检的健康志愿者80例作为对照组。应用艾森克人格问卷简式量表中国版（EPQ-RSC）对受试者人格特征进行评价,比较两组EPQ-RSC评分结果、血液中CD3⁺、CD4⁺、自然杀伤细胞（NK）比例,血清白细胞介素（IL）-2、IL-6,三碘甲状腺原氨酸（T3）、甲状腺素（T4）、游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）、游离甲状腺素（FT4）、促甲状腺激素（TSH）、去甲肾上腺素（NE）、促肾上腺皮质激素（ACTH）、皮质醇（CS）水平,并分析其相关性。结果：研究组精神质（P）、神经质（N）评分及EPQ-RSC总分均显著高于对照组（P<0.05）,研究组CD3⁺、CD4⁺、NK比例显著低于对照组,血清IL-2、IL-6水平显著高于对照组（P<0.05）。研究组血清FT3、FT4水平显著低于对照组（P<0.05）。研究组血清CS水平显著低于对照组,NE、ACTH水平显著高于对照组（P<0.05）。Pearson相关分析显示,GAD患者N、P评分及EPQ-RSC总分与CD3⁺、CD4⁺、NK、FT3、FT4、CS呈负相关（P<0.05）,与IL-2、IL-6、NE、ACTH呈正相关（P<0.05）。结论：GAD患者存在免疫功能损伤、神经内分泌激素和甲状腺激素水平异常,且均与患者P、N倾向的人格特征有关。     

13C标记代谢流分析中天然稳定性同位素修正矩阵构建方法及应用

稳定性同位素¹³C标记实验是分析细胞代谢流的一种重要手段,主要通过质谱检测胞内代谢物中¹³C标记的同位素分布,并作为胞内代谢流计算时的约束条件,进而通过代谢流分析算法得到相应代谢网络中的通量分布。然而在自然界中,并非只有C元素存在天然稳定性同位素¹³C,其他元素如O元素也有其天然稳定性同位素¹⁷O、¹⁸O等,这使得质谱方法所测得的同位素分布中会夹杂除¹³C标记之外的其他元素的同位素信息,特别是分子中含有较多其他元素的分子,这将导致很大的实验误差,因此需要在进行代谢流计算前进行质谱数据的矫正。本研究提出了一种基于Python语言的天然同位素修正矩阵的构建方法,用于修正同位素分布测量值中由于天然同位素分布引起的测定误差。文中提出的基本修正矩阵幂方法用于构建各元素修正矩阵,结构简单、易于编码实现,可直接应用于¹³C代谢流分析软件数据前处理。将该修正方法应用于¹³C标记的黑曲霉（Aspergillus niger）胞内代谢流分析,结果表明本研究提出的方法准确有效,为准确获取微生物胞内代谢流分析提供了可靠的数据修正方法。     

烯醇化酶1多肽共价修饰改变细胞的生长和代谢模式

文章利用斑马鱼胚胎成纤维细胞(PAC2), 研究烯醇化酶1(Enolase1, ENO1)多肽生化功能及其共价修饰的影响。首先体外合成甲基修饰、乙酰修饰、磷酸修饰和未修饰的ENO1多肽, 分别处理PAC2细胞, 然后检测处理细胞CCK-8、胞内外乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase, LDH)和二磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate, 2-PG)相对含量; 以及线粒体和溶酶体完整性; 同时利用PCR ARRAY试剂盒比较葡萄糖代谢通路变化。结果表明不同修饰的多肽处理后, 细胞增殖, 溶酶体和线粒体形态, 以及糖代谢通路发生了不同程度的改变。为了进一步研究乙酰化修饰ENO1多肽促进细胞增殖的代谢机制, 又将乙酰化修饰的多肽和空白对照处理的PAC2细胞进行转录组测序。转录组分析进一步显示乙酰化修饰的ENO1多肽可以改变糖、脂、蛋白质代谢途径, 并激活与癌症和病毒感染病的KEGG通路。研究结果提示烯醇化酶1的多种生化功能可能是蛋白翻译后不同化学修饰的结果。     

社会竞争失败病因学的抑郁症树鼩模型

抑郁症是一种常见精神疾病,主要表现为持续两周以上的情绪低落。世界卫生组织预测在2030年抑郁症的疾病负担将高居所有疾病、伤残总负担的榜首。抑郁症面临三大难题:1)发病机理不完全清楚,因而缺乏有效的预测预防途径和生物学诊断;2)现有单胺类抗抑郁症药物起效慢,也可能导致患者自杀风险增加;3)缺乏副作用小的非单胺类快速起效抗抑郁症药物。针对这三大难题,长期以来,应用抑郁症啮齿类模型的众多研究并未取得实质性进展,至少部分因素归咎于啮齿类与人类大脑功能的极大种属差异。树鼩是灵长类近亲,具有更接近于人类的大脑功能。本文针对抑郁症发病机理假说、临床表象和抗抑郁症药物疗效等内容,综述了社会竞争失败病因学的抑郁症树鼩模型可能会具有更好的疾病同源性、表象一致性和药物预见性。这一被长期忽视的抑郁症树鼩模型尽管还需要进一步完善,但对其进一步深入研究可能为解决抑郁症的三大难题提供了一条新途径。