基于生物信息学分析KCNQ1OT1在胃癌中的作用

长非编码RNA KCNQ1OT1在多种肿瘤中高表达,但是在胃癌中的研究较少并且研究结果不一致,其在胃癌中具体的作用机制也缺乏相关研究。通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)公共数据库分析发现:KCNQ1OT1在胃癌中普遍高表达,且高表达KCNQ1OT1的胃癌病人预后不良,它与胃癌多种临床因素密切相关,尤其是与TP53的突变有明显的相关性,而且其表达与免疫细胞浸润明显相关;KCNQ1OT1在胃癌肿瘤细胞系中普遍高表达,敲低后可抑制胃癌肿瘤细胞的增殖能力,共表达网络分析发现,其表达与肿瘤代谢有密切的相关性;谷氨酰胺酶1(glutaminase 1, GLS1)在胃癌中普遍高表达,与预后不良密切相关,KCNQ1OT1与GLS1的表达具有明显的相关性,敲低KCNQ1OT1的表达可抑制GLS1 mRNA的表达,而过表达GLS1可以部分逆转敲低KCNQ1OT1造成的胃癌细胞增殖能力的下降,因此推测KCNQ1OT1可能通过GLS1调控胃癌肿瘤细胞的生长。本研究通过大数据及实验验证了KCNQ1OT1在胃癌中的表达及功能,提示KCNQ1OT1有可能通过调控谷氨酰胺代谢来促进了胃癌的发生发展,这为分子靶向治疗胃癌的临床研究提供了新的靶点和思路。     

肿瘤中甲硫氨酸代谢及其相关基因的表达调控

甲硫氨酸(methionine)作为人体必需氨基酸,生理功能多样,在肿瘤代谢重编程过程中具有重要意义。研究发现,多种肿瘤细胞对外源性甲硫氨酸存在依赖性,该效应被称为Hoffman效应。在人体内,甲硫氨酸经甲硫氨酸循环代谢,参与一碳单位代谢、叶酸循环,以及多胺、谷胱甘肽、半胱氨酸和核苷酸等多种物质的合成。肿瘤中常出现甲硫氨酸代谢的改变,并伴随甲硫氨酸代谢相关酶基因表达的异常,其中以甲硫氨酸腺苷转移酶(methionine adenosyltransferase, MAT)相关基因表达改变及甲硫腺苷磷酸化酶(methylthioadenosine phosphorylase,MTAP)基因的缺失最为常见,二者可分别引起甲硫氨酸循环及甲硫氨酸补救合成途径的异常,进而导致甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)的生成减少和甲硫腺苷(methylthioadenosine, MTA)的堆积,其与肿瘤的发生、发展和转移等活动密切相关。由甲硫氨酸的代谢改变和代谢酶的基因表达异常,分别衍生出2种不同的治疗策略,即甲硫氨酸限制疗法和靶向治疗。本文将从甲硫氨酸代谢出发,阐述肿瘤中甲硫氨酸依懒性、肿瘤细胞MAT和MTAP相关基因的表达调控,并概述甲硫氨酸相关肿瘤治疗方案的新进展与新问题,为肿瘤治疗方案的进一步探索提供新思路。     

小分子药物BNTA通过上调Insig1缓解高胆固醇引起的骨关节炎

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是运动系统常见的退行性疾病,具有高发病率和高致残率。骨关节炎的发病机制目前尚不明确,既往研究认为骨关节炎发病主要与创伤因素相关,而近期研究表明,以胆固醇代谢异常为主的代谢性因素同样与骨关节炎密切相关,骨关节炎的治疗以早期对症治疗和晚期手术治疗为主,尚无针对病因的特效药物。既往研究中发现,有一种具有软骨保护作用的小分子药物BNTA,其在创伤引起的骨关节炎中具有较好的疗效,但其对高胆固醇引起的骨关节炎的作用尚不明确。本研究为探究BNTA对高胆固醇引起的骨关节炎的治疗作用及其机制,采用高胆固醇饮食构建了大鼠骨关节炎模型,取膝关节石蜡切片进行组织学评估,使用油红O染色评估大鼠软骨细胞内的脂质积聚情况,使用RT-qPCR、免疫荧光和免疫组化评估软骨细胞合成代谢、分解代谢及胆固醇代谢相关基因和蛋白质的表达。结果显示,BNTA可缓解高胆固醇大鼠骨关节炎模型中的病理表现,改善OARSI评分。在大鼠软骨细胞中,BNTA可促进合成代谢相关基因col2、sox9、acan的表达,抑制分解代谢相关基因mmp13、adamts5的表达,可改善高胆固醇引起的大鼠软骨细胞脂质积聚。在大鼠软骨细胞和高胆固醇大鼠骨关节炎模型中BNTA均可上调Insig1表达。本研究证实,高胆固醇可在体内和体外实验中加重骨关节炎,可引起大鼠软骨细胞脂质积聚增加。在体内和体外实验中BNTA均能缓解高胆固醇引起的骨关节炎表型,改善软骨细胞内的异常脂质积聚,其作用可能为通过上调Insig1抑制细胞内的胆固醇生物合成,从而缓解脂质异常积聚。     

雌马酚产生细菌及其雌马酚合成代谢机制

大豆食品中通常富含染料木素和大豆苷元等异黄酮素,人和动物肠道中的某些细菌具有将异黄酮素代谢转化为S-雌马酚的能力。到目前为止,S-雌马酚被认为是一种具有潜在健康调节作用的化合物。啮齿类动物均具备产雌马酚的能力,但不同人群之间存在差异,产雌马酚细菌是否存在可能是造成这种差异的重要原因;不同产雌马酚细菌的代谢机制可能不同,并影响机体最终产雌马酚的能力。本文对已知的各种产雌马酚细菌及其细菌的雌马酚合成机制进行综述,以期为进一步了解雌马酚产生个体差异、雌马酚代谢转化效率、体外雌马酚的发酵生产,以及临床产雌马酚细菌的应用等提供理论参考。     

新型产甲烷古菌研究进展

产甲烷古菌是一类能利用简单化合物产生甲烷气体的厌氧菌。近年来,随着测序技术的不断发展,科学家结合宏基因组学和其他技术先后发现了众多之前未被报道的新型产甲烷古菌。基因组分析等研究发现这几类新型产甲烷古菌具有独特的甲烷代谢通路以及广泛的生态分布,科学家推测它们在全球生态调节以及碳循环中可能起到了不可忽视的作用。然而,这些新型产甲烷古菌大部分尚未通过传统培养方法获得纯培养菌株,其确切的生理代谢机制和生态功能还有待深入研究。为了更加系统地了解这些新型产甲烷古菌,本文从它们的分类、系统发育地位、代谢机制、生态分布以及分离培养等方面进行了综述,并对新型产甲烷古菌未来的研究方向进行了展望。     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。     

食物中多不饱和脂肪酸在家蝇幼虫体内的富集与代谢及对其生长的影响

【目的】阐明家蝇 Musca domestica 幼虫对食物中各种多不饱和脂肪酸的富集能力以及代谢转化情况,并探究各种多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长的影响。【方法】在基础饲料中添加不同浓度(3%, 6%和12%)的多不饱和脂肪酸(亚油酸、α-亚麻酸、花生四烯酸和二十二碳六烯酸)饲养经过脱脂传代培养的家蝇幼虫;提取家蝇幼虫的总脂肪酸,利用气相色谱仪进行检测和分析;测定统计幼虫体重,以分析多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长的影响。【结果】亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸在家蝇幼虫体内均能被富集,且它们的富集程度随着食物中多不饱和脂肪酸的添加浓度的升高而增加,其中亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸在幼虫体内富集的最高含量(占体内总脂肪酸的比例)分别为21.93%, 16.13%和9.68%,而二十二碳六烯酸不能在家蝇幼虫体内富集,提示家蝇幼虫食物中添加的各种多不饱和脂肪酸经过代谢后并没有在其体内产生新的脂肪酸,而食物中添加的二十二碳六烯酸在家蝇幼虫体内被分解代谢后消除。饲喂α-亚麻酸及花生四烯酸后家蝇幼虫体重增长较为明显,其中6%α-亚麻酸添加组的幼虫体重显著高于对照组(取食脱脂饲料)和3%和12%α-亚麻酸添加组,3%和6%花生四烯酸添加组的幼虫体重显著高于对照组和12%花生四烯酸添加组。【结论】家蝇幼虫体内能够从食物中富集部分多不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸碳链越长其富集程度越低直至不能富集,富集的多不饱和脂肪酸对家蝇幼虫生长有不同程度的影响。     

嫁接诱导大豆低镉富集性状及遗传稳定性

通过野外小区实验,从8个大豆品种中筛选出2个低镉富集品种作为砧木,2个高镉富集品种作为接穗植物,研究嫁接当代以及接穗子代镉富集性状的变化,探明嫁接诱导镉富集性状变异的机制及其遗传稳定性.结果表明:大豆的镉富集性状表现出显著的品种间差异,以低镉富集品种(铁丰29和东鲜1号)作砧木,可以使接穗大豆植株(青仁黑1号和中黄38...     

堆肥腐殖化：非生物学与生物学调控机制概述

堆肥技术是有机固体废弃物处理处置与资源化利用最有效手段之一,涉及诸多复杂的非生物学与生物学反应。本文分别从非生物学及生物学层面阐述了腐殖化进程调控机制。非生物学腐殖酸合成机制涵盖了木质素-蛋白理论、多酚自缩合、多酚-蛋白途径以及美拉德反应。生物学途径包含堆肥进程碳组分的固定、木质纤维素的生物转化、反硝化进程等对腐殖化进程的响应。旨在为堆肥腐殖化进程中腐殖质的合成提供更为全面的技术参考和现状概述。