信号分子在生物脱氮中的作用及检测方法

生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一,主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)等过程。在微生物联合作用下,污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气,这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing,QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型,从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法,同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones,AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段,仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水,研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。     

新型免疫抑制剂brasilicardin A的研究进展

Brasilicardin A (BraA)是从致病性放线菌巴西诺卡菌(Nocardia brasiliensis) IFM 0406中发现的具有显著免疫抑制作用(IC50=0.057μg/mL)的二萜糖苷类化合物。BraA发挥免疫抑制活性的作用机制与现有临床常用的免疫抑制剂不同,BraA通过抑制氨基酸转运体L系统的转运进而影响T-淋巴细胞对氨基酸的摄入而发挥免疫抑制作用。相比目前已知的免疫抑制剂环孢菌素A、子囊霉素和他克莫司等,BraA在小鼠混合淋巴细胞反应中显示低毒、高效的优势。因此,BraA作为新型的免疫抑制剂,极具开发潜力,已成为全球免疫抑制剂发现新领域。但其结构复杂、合成困难,原菌种产率低且具有致病性,BraA及其类似物的获得已成为此类新型免疫抑制剂研究的瓶颈。本文综述了BraA的分子特征、药理活性、作用机制、目前获得的BraA类似物和衍生化方面的研究进展,以期为BraA及其类似物的高效生产提供参考。     

pH对生物合成超声分子影像探针气囊充放气的调控

气囊（gas vesicles,GVs）是一种存在于蓝藻及古菌等微生物中调节浮力的类细胞器纳米结构,由蛋白质外壳包裹气体组成。近年来的研究表明,气囊具有作为超声分子影像探针的潜力。然而,气囊的充放气机制并不明确,限制了生物合成超声分子影像探针的保存和气体更换。本研究发现环境pH值是调节气囊充放气的一个重要因素。其不仅可以调节藻细胞内的气囊充放气进而使微囊藻呈现不同的漂浮状态,还可对提纯的气囊充放气进行体外调节,且该调节过程可逆。该机制的阐明为生物合成超声分子影像探针的大规模生产和保存,特别对气囊中的气体进行更换以满足不同的诊疗需求提供了技术支持,助力生物合成超声造影剂在疾病诊疗中的应用。     

定量分析调控人类免疫缺陷病毒潜伏与激活的动力学机制

目的 治疗艾滋病最大的障碍在于无法根除人类免疫缺陷病毒（HIV）潜伏于人体细胞所形成的病毒存储库。构建描述病毒存储库建立分子机制的动力学模型需考虑生物体内的噪声环境和多重影响因素,本文通过一种全新的动力学结构分解方法将随机微分方程的确定性部分与随机性噪声分开,从而在仅需分析常微分方程不动点的情况下即可判断不同药物靶点的作用效果。方法 使用连续的随机微分方程构建了HIV转录过程的动力学模型,简化了描述系统所需方程的维度,增大了模型的可探索空间,在此基础上,通过计算得到的势能函数和概率分布函数直观表示病毒潜伏与激活的不同表达状态以及它们之间的关系。结果 定量分析了不同动力学参数对系统稳态和势函数的影响程度,分别得到了系统处于双稳态和单稳态时的参数范围,并将不同因素对动力系统分岔的影响程度与生物学实验结果对比,验证了本工作的理论基础。结论 本文突破了以往离散、随机的方法,可以通过常微分方程定量分析HIV转录调控的动力学机制,有利于推广到处理高维情况,进一步研究艾滋病在生物体内的发生发展,从而指导设计实验寻找临床上的治疗方案。     

胰腺癌早期检测的生物标志物（英文）

胰腺癌症是最难诊断和治疗的恶性肿瘤之一,其特点是发病隐匿、进展迅速、预后差。目前,手术治疗仍然是首选治疗方法。然而由于缺乏早期症状,大约70%的患者在确诊时已经出现局部扩散或远端转移,从而无法进行手术治疗。由此看来,早期检测是提高患者治疗效果和预后的有效途径。临床上使用的成像方法 （CT、MRI、EUS等）通常无法检测早期病变,并且很容易受到操作员的影响。常规临床标志物如CA19-9、CA125、CA242和CEA受到限制,其敏感性或特异性不令人满意。因此,寻找新的具有高敏感性和特异性的标志物是实现胰腺癌早期检测的关键。近年来,对生物标志物的广泛研究主要集中在遗传学、转录组学和蛋白质组学上。特别是由microRNA(miRNA)、long non-coding RNA(lncRNA)和circRNA(circRNA)组成的非蛋白质编码RNA(non-protein coding RNA,ncRNA)为胰腺癌的早期检测提出了许多新思路。然而,其中绝大多数仍处于实验室研究阶段。而一项成熟的生物标志物研究应该整合基因组学、转录组学、蛋白质组学或代谢组学的数据,并结合患者的个体特征（如体重指数...     

核酶设计、合成与克隆的一种新方法

介绍了一种设计、合成与克隆人造核酶的新方法.通过在“锤头结构”模型中非保守性区域引入 Bgl I 切点,不仅维持了核酶切割活性所必需的二级结构,而且为核酶克隆的鉴定提供了极为方便的手段.另外还通过在核酶模板两端引入限制性内切酶半切点,一步直接将核酶模板连接、聚合、克隆到体外转录载体上,大大简化了以往核酶克隆的繁琐操作,省时、省力,克隆效率也较高.     

人胎肝细胞分泌的低分子抑瘤物对白血病细胞的抑制作用

本工作证明了在胎儿组织中存在一类低分子天然肿瘤抑制物,它是胎儿组织细胞生成和分泌的,对瘤株细胞和原代白血病细胞有选择性抑制作用。初发期或复发期急性非淋巴细胞白血病患者的骨髓在体外液体培养条件下与肝细胞上清及其甲醇提取物共同孵育4d,可使所有病例的骨髓AML—CFU降低到不可检出的程度。因而,低分子天然抑瘤物是天然肿瘤免疫中的一个组成部分,它在肿瘤的诊断和治疗中有着深远的意义。     

基于谱效关联分析挖掘艾叶挥发油抑菌的质量标志物CSCD

基于谱效关联分析筛选艾叶挥发油抑菌活性的质量标志物(Q-markers)。采用水蒸气蒸馏法提取得到艾叶挥发油,选择气相-质谱联用仪(GC-MS)构建15批艾叶挥发油样品的指纹图谱,进行热图、聚类分析;检测不同批次艾叶挥发油对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌活性;并采用灰色关联分析及单体成分验证实验筛选艾叶挥发油质量标志物。GC-MS检测鉴定出49种化学成分,主要为单萜类、倍半萜类及其氧化物。指纹图谱筛选出17个共有峰,包括桉树脑、樟脑和龙脑等,相似度在0.96~0.99。聚类分析结果可将不同产区艾叶分为两类。相对含量较高且热图显示差异较大的成分有桉树脑、樟脑、龙脑、松油醇。15批次艾叶挥发油对白色念珠菌抑菌圈在9.00~11.56 mm;对大肠杆菌的抑菌圈在9.33~12.44 mm;对金黄色葡萄球菌的抑菌圈在9.33~12.89 mm。灰色关联分析结果表明艾叶挥发油抑菌活性的潜在质量标志物是桉树脑、樟脑和龙脑。单体抑菌实验结果表明除桉树脑外与灰色关联分析结果基本一致。因此筛选出艾叶挥发油抑菌活性的质量标志物为樟脑和龙脑。     

肿瘤免疫中TCR的有效多样性研究

T细胞是抗癌免疫系统的主要组成部分,其表面表达的特定T细胞受体(T cell receptor, TCR)负责识别抗原肽并引发免疫反应。在肿瘤免疫研究中,分析TCR的多样性和特异性对于理解适应性免疫应答和免疫治疗至关重要。目前的研究侧重于单独分析多样性或特异性,尽管这两者都与肿瘤的有效免疫相关,但并非总是呈现正相关。本文探讨了肿瘤免疫中TCR的多样性和特异性研究进展及面临的挑战,指出综合分析多样性和特异性的必要性,给出综合性概念——TCR有效多样性的定义,介绍并讨论了已有的少量相关研究成果。揭示有效多样性的科学意义需要综合分析TCR的多样性、特异性和有效性,结合充分的实验来进行建模和量化表征。有效多样性对于深入了解TCR在肿瘤中的作用至关重要,对于未来的癌症早筛、治疗和预后具有潜在的重要意义。     

成像技术在阿尔茨海默病诊断中的应用

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是最常见的神经退行性疾病,目前临床尚缺乏有效的治疗方法。由于AD的病理变化发生在临床症状之前几十年,早期诊断和干预有助于缓解疾病进展。目前,研究正在从基于症状的临床诊断转向基于病理标志物的生物学诊断。本文综述了AD最常用的早期诊断成像技术,介绍其成像原理、局限性和最新研究进展,并展望了AD早期诊断未来可能的发展方向。预测多模态成像和诊疗一体化可能是未来AD研究和临床实践的最佳方案。