系统生物学在认知功能障碍研究中的应用

认知功能障碍可导致患者日常生活能力、社会适应能力明显下降,严重影响患者的生活质量。根据近年来众多研究显示,认知功能障碍的发生发展与基因、蛋白质、微生物等内环境因素的失调和紊乱有关。基于系统生物学的研究,梳理了近年来国内外研究学者在代谢组学、蛋白质组学、基因组学和肠道微生物组学层面对认知功能障碍的研究,并对系统生物学在认知功能障碍中的应用前景进行了展望,以期为认知功能障碍相关研究提供参考。     

水稻长日照开花因子Lfm1的图位克隆

开花期是水稻最重要的农艺性状之一,水稻的花期决定着水稻的地区适应性和最终产量。人工选择使水稻从短日照向长日照、低纬度向高纬度扩张,因此水稻已逐渐进化出适应长日照条件下的开花调控机制。目前,虽然鉴定了一些影响水稻长日照的开花基因如SDG724、RFT1、EHD4、DTH2,但是挖掘水稻长日照开花基因还十分有限。本研究通过筛选水稻突变体库,获得一批在长日照下花期有显著差异的突变体材料,其中一份突变体lfm1(late-flowering mutant1),在长日照条件下开花延迟,在短日照条件下开花时间正常。通过图位克隆,将Lfm1基因初定位至第8染色体端粒附近。进一步的精细定位将Lfm1基因定位于分子标记8-0.269和与8-0.283之间,范围为12 kb,该区域包括3个候选基因。经测序分析发现,在突变体lfm1中,LOC_Os08g01420基因的第六外显子2800处缺失9个碱基,突变体lfm1等位于已报道的突变体ehd3。在适度(中日照条件下,~12 h/12 h)的光照条件下,突变体lfm1表现为穗粒数增多,生育期略延长,具有应用于生产的潜力。Lfm1基因的克隆为培育适应不同生态区域的水稻材料提供了重要的基因资源。     

一株红孢囊藻(Rhodosorus sp.SCSIO-45730)总糖和β-葡聚糖的积累特性研究

红孢囊藻(Rhodosorus sp.)可以积累高含量多糖,在医药保健和生物能源领域具有潜在开发价值。为进一步评估红孢囊藻(Rhodosorus sp.)产业化潜力,研究了一株红孢囊藻SCSIO-45730在盐度不同的4种培养基中生长及总糖和β-葡聚糖积累特性,结果表明:改良的ASW培养基相对于其他培养基(f/2、Conway和Erdschreiber)更有利于红孢囊藻SCSIO-45730生物量和总糖的积累。以ASW培养基为基础培养基,研究该藻盐度适应性,结果显示:该藻可在18‰-58‰盐度范围内正常生长,随着盐度增加,藻细胞体积逐渐增大且出现聚团现象;在盐度为38‰时,获得最大生物量、总糖含量和产率以及β-葡聚糖产率,分别为13.70 g/L、48.52%DW、412.58 mg/L·d和119.70 mg/L·d,β-葡聚糖含量随着盐度增加而降低;该藻在户外平板光生物反应器中总糖和β-葡聚糖单位体积产量分别为0.73 g/L和0.23 g/L。结果表明,红孢囊藻SCSIO-45730具有较广的盐度适应性、高产总糖和β-葡聚糖潜力,是生产生物乙醇和β-葡聚糖的理想原料。     

原发性醛固酮增多症大鼠自主活动和学习记忆行为的影响

摘要 目的：探讨原发性醛固酮增多症(primary aldosteronism,PA)大鼠其自主活动和对学习记忆行为的影响。方法：8周龄健康雄SD(Sprague-Dawley)大鼠(n=30)随机分为对照组与模型组各15只。两组都皮下埋置微量渗透泵,模型组泵内灌注醛固酮,对照组泵内灌注等量的生理盐水,记录大鼠自主活动和学习记忆行为的变化情况。结果：所有大鼠均存活,模型组都造模成功,切口愈合良好。模型组造模后的收缩压高于对照组(P<0.05),也高于造模前(P<0.05),两组造模前后心率对比差异无统计学意义(P>0.05)。模型组造模后的逃避潜伏期与穿台次数少于对照组(P<0.05),也少于造模前(P<0.05)。模型组造模后的自主活动次数高于对照组(P<0.05),也高于造模前(P<0.05)。造模后模型组的鼠双微基因2(Mouse Double Microgene 2,MDM2)蛋白相对表达水平高于对照组(P<0.05)。造模后模型组的血清醛固酮含量都高对照组(P<0.05),血清钾离子、钠离子、肾素活性低于对照组(P<0.05)。结论：原发性醛固酮增多症大鼠伴随有血清钾离子、钠离子含量降低与MDM2蛋白的高表达,从而导致大鼠出现自主活动和学习记忆行为障碍。     

无创性皮肤屏障功能检测在朗格汉斯细胞组织细胞增生症中的应用

摘要 目的：探讨无创性皮肤屏障功能检测在朗格汉斯细胞组织细胞增生症(Langerhans cell histiocytosis,LCH)中的应用价值。方法：研究时间为2017年1月到2020年12月,选择在本院诊治的朗格汉斯细胞组织细胞增多症患者72例作为LCH组,同期选择健康体检者72例作为对照组。采用无创性皮肤屏障功能检测皮肤水分、经皮水分丢失(Transdermal water loss,TEWL)、油脂水平,同时检测所有入选者的免疫功能、皮肤菌群并进行相关性分析。结果：LCH组的皮肤水分低于对照组(P<0.05),TEWL、油脂水平高于对照组(P<0.05)。LCH组的乳酸杆菌(La)阳性率低于对照组(P<0.05),表皮葡萄球菌(Se)、痤疮丙酸杆菌(Pa)、金黄色葡萄球菌(Sa)阳性率高于对照组(P<0.05)。LCH组的CD163、ki-67表达阳性率分别为77.8 %、52.8 %,高于对照组的19.4 %和6.9 %(P<0.05)。在LCH组中,Pearson相关性分析显示皮肤水分与乳酸杆菌呈现正相关性(P<0.05),TEWL、油脂与表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、金黄色葡萄球菌、CD163、ki-67呈现正相关性(P<0.05)。结论：无创性皮肤屏障功能检测在朗格汉斯细胞组织细胞增生症中的应用可反映患者的皮肤水分与油脂状况,也可间接反映患者的皮肤微生态与免疫功能状况。     

鳖甲煎丸通过LncRNA-mRNA顺式调控抑制肝癌细胞

为了研究鳖甲煎丸抑制肝癌细胞过程中lncRNA表达谱的变化及lncRNA-mRNA顺式调控在其中的机制,本研究通过CCK8方法检测鳖甲煎丸作用于SMMC-7721细胞后的增殖活性变化,经全细胞转录组学分析lncRNA的表达和特征后构建LncRNA-mRNA顺式调控网络.结果表明鳖甲煎丸含药血清作用肝癌细胞株后其增殖活性受到抑制.全细胞转录组学分析找到差异表达的172个LncRNA.构建lncRNA-mRNA顺式调控网络,对调控基因进行生存分析发现,SCRN1、PLEKHA1、HNRNPM、TMEM107、ETNK1、ISG20L2的表达与肝细胞癌患者生存率显著负相关(P＜0.05).因此得出结论,LncRNA参与鳖甲煎丸抑制肝癌细胞增殖的过程,LncRNA-mRNA顺式调控是其分子机制之一.     

LncRNA Kcnq1ot1/miR-214-3p/caspase-1通路调控高糖处理的心脏成纤维细胞焦亡

摘要 目的：探讨长链非编码RNA Kcnq1ot1在高糖处理的心脏成纤维细胞中调控焦亡的作用及具体机制。方法：培养C57BL/6乳鼠原代心脏成纤维细胞,分别用5.5 mM和30 mM葡萄糖培养,用免疫荧光、qRT-PCR和western blot方法检测NLRP3、caspase-1和IL-1β的表达。高糖处理的成纤维细胞抑制Kcnq1ot1,检测caspase-1的表达。生物信息学和荧光素酶报告基因检测验证与Kcnq1ot1和caspase-1存在共同互补结合位点的microRNA。应用qRT-PCR和western blot方法检测高糖诱导的心脏成纤维细胞干扰Kcnq1ot1后miR-214-3p的表达,以及过表达或干扰miR-214-3p后caspase-1的表达水平。高糖诱导的细胞单独干扰Kcnq1ot1或同时抑制Kcnq1ot1和miR-214-3p,检测caspase-1、NLRP3和IL-1?茁的表达水平。结果：高糖诱导的成纤维细胞中焦亡激活,Kcnq1ot1表达明显升高;抑制Kcnq1ot1后caspase-1表达显著下调。生物信息学和荧光素酶报告基因检测发现miR-214-3p与Kcnq1ot1和caspase-1存在共同互补结合位点。高糖诱导的心脏成纤维细胞干扰Kcnq1ot1后miR-214-3p表达升高;过表达 miR-214-3p 后caspase-1表达降低,抑制miR-214-3p后caspase-1表达升高。同时抑制Kcnq1ot1和miR-214-3p可逆转干扰Kcnq1ot1对caspase-1的降低作用。结论：干扰Kcnq1ot1能够通过抑制miR-214-3p/caspase-1信号转导通路,抑制高糖诱导的心脏成纤维细胞焦亡。     

早产儿肠道微生态变化及其与胎龄、出生体质量的关系

目的探讨早产儿肠道微生态变化及其与胎龄、出生体质量的关系。方法选取2018年5月至2020年5月我院收治的80例早产儿作为早产组,同期收治的80例足月新生儿作为对照组。收集入组新生儿出生后3 d、3周的粪便,比较2组研究对象粪便标本中细菌丰富度和Shannon Wiener指数;根据早产组胎龄和出生体质量不同分组,分析胎龄、出生体质量与肠道微生态变化的关系。结果(1)出生3 d,早产组新生儿粪便标本的DGGE图谱条带数、Shannon Wiener指数均显著低于对照组(t=3.179、3.521,均P<0.05);(2)出生3 d,胎龄34⁺¹~36⁺⁶周组新生儿粪便标本的DGGE图谱条带数、Shannon Wiener指数显著高于28~30周组、30⁺¹~32周组和32⁺¹~34周组(q=9.653、6.476、4.848和8.796、8.008、6.277,均P<0.05);(3)出生3 d,体质量>2 000 g组新生儿粪便标本的的DGGE图谱条带数、Shannon Wiener指数显著高于≤1 500 g组(q=5.601和4.593,均P<0.05);(4)不同出生体质量、胎龄的早产儿,出生3周粪便标本的DGGE图谱条带数、Shannon Wiener指数相比差异无统计学意义(F=1.577和2.326,均P>0.05)。结论与足月新生儿相比,早产儿出生后细菌定植出现延迟且多样性差,胎龄越小、出生体质量越低的早产儿的肠道菌群的多样性更低、定植延迟的可能性更大,出生3周后其肠道微生态逐渐恢复正常。     

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法分析香花秋海棠及其变种花香气成分

利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术对盛花期的香花秋海棠(Begonia handelii)雄花及其变种铺地秋海棠(B. handelii var. prostrata)雌花和红毛香花秋海棠(B. handelii var. rubropilosa)雄花的挥发性香气成分进行分析。结果表明,从铺地秋海棠花中鉴定出香气成分32 种,其中醇类物质含量最高,占总成分50.10,其次分别为碳氢类、醛类和酸类物质,分别占总成分25.39、13.87、4.34;从香花秋海棠花中鉴定出香气成分为21种,醛类物质含量最高,占总成分57.12,其次是醇类、碳氢类、杂环类物质,分别占总成分17.37、15.31、4.88;从红毛香花秋海棠花中鉴定出香气成分44 种,醇类物质含量最高,占总成分38.22,其次是碳氢类、醛类和醚类物质,分别占总成分34.36、16.83、6.91。铺地秋海棠和红毛香花秋海棠香气成分较接近,富含具有清香、甘甜气息的芳樟醇氧化物等物质;香花秋海棠花中醛类物质含量最高,具有淡焦甜香气。     

长链非编码RNA表征及其在结直肠癌发生发展中的作用和临床意义

长非编码RNA（long non-coding RNAs, lncRNAs）是一类转录本长度大于200个核苷酸,不具有蛋白质编码功能的非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）。人类基因组中,ncRNA基因占比超过90%,数量远大于蛋白质编码基因。作为生物大分子,lncRNA具有特定的初级和高级结构,在基因表达调控等生物学进程中发挥着特有的功能。lncRNA数量多,结构各异,因此鉴定和表征新的lncRNA,探索其结构和功能,是当前基因研究领域的热点之一。在临床疾病机制研究中,大量结果表明,lncRNA与临床疾病发生发展,特别是肿瘤的发生发展具有密切的相关性。伴随着后基因组学时代基因鉴定和功能探索方法的不断进步,探索lncRNA在疾病发生中的功能及表达变化,深入解锁lncRNA在疾病发生中涉及的分子机制,将为疾病早期预防、诊断和预后提供有效参考。基于以上的研究大背景,本文对lncRNA的定义、基因鉴定的策略和方法,高级结构检测及其对应的生物学功能,以及lncRNA的分类进行了阐述;另一方面,基于lncRNA与肿瘤发生发展的密切关系,本文以经典抑癌基因p53为切入点,对多种p53相关的lncRNA在结直肠癌（colorectal cancer, CRC）发生发展中的作用进行了归纳小结,阐述了lncRNA在结直肠癌中的表达变化、涉及的分子互作机制和信号通路,对其作为分子标志物在临床中的应用潜力进行了评估。我们乐观地认为,作为生物分子标志物,lncRNA将为包括癌症在内的疾病治疗提供全新、精准和个性化的分子靶点。