面向代谢组学的模式识别技术应用与展望

代谢组学是后基因时代新兴的一门研究生物体内所有小分子代谢物的组学学科,是系统生物学的有机组成部分。由于代谢组学是基于数据驱动的学科,因此如何有效利用数据预处理、模式识别等信息处理技术从代谢组学复杂的高维样本中挖掘深层次的“知识”是代谢组学乃至整个系统生物学的关键问题。对模式识别技术在代谢组学中的应用作了全面的综述。总结代谢组学数据特性及其对模式识别技术的特殊要求,揭示面向代谢组学的模式识别技术所遇到的困难并在此基础上提出相应的解决办法。     

低氧预处理提高离体培养的下丘脑细胞缺氧耐受性及其与线粒体膜电位稳定性的关系

本文用新生大鼠下丘脑培养细胞,研究了低氧预处理对下丘脑细胞缺氧耐受性的影响及其与线粒体膜电位的关系.结果显示：在急性缺氧条件下,低氧预处理可以提高细胞存活率,减少乳酸脱氢酶漏出,此外,低氧预处理可以使线粒体膜电位在缺氧时保持相对高的水平,并诱导B淋巴细胞／白血病－2（B-cell lymphoma/leukemia-2,bcl-2)高表达,结果提示,低氧预处理能提高下丘脑细胞的缺氧耐受性,其机制与线粒体膜电位稳定性增强有关;低氧预处理诱发bcl-2高表达可能是线粒体膜电位稳定性增强的机制之一。     

预处理沙柳酶解液脱毒及其丁醇发酵

为了提高沙柳原料的丁醇发酵效果,考察沙柳原料经过蒸爆、超微粉碎+稀酸和超微粉碎+稀碱预处理后补料酶解的效果,优化了沙柳酶解液活性炭脱毒工艺参数,并对经过脱毒处理的酶解液进行了丁醇发酵研究,结果表明:预处理沙柳原料酶解底物质量浓度为200 g/m L时,3种预处理方法中蒸爆处理法水解效果最好,每克底物的滤纸酶酶加量15 U,酶解96 h后,酶解液总糖质量浓度达到57 g/L。活性炭脱毒处理的最优条件:p H 4.8,碳加量4%(质量分数)、温度70℃、1 h,该条件下的沙柳水解液脱色率达到97.4%、糖损失率3.1%。3种预处理沙柳原料的酶解液经活性炭脱毒后都可以被丁醇梭菌正常利用发酵产丁醇,发酵液总溶剂(ABE)质量浓度约为14 g/L。     

低温预处理对水曲柳体细胞胚胎发生的影响

用4℃低温预处理未成熟的水曲柳种子0-30d,取出种子内的合子胚为外植体诱导体胚发生,研究低温预处理影响体胚发生的结果表明：低温预处理过的外植体其体胚发生总数和子叶胚发生数均低于未作低温预处理的;随着预处理时间的延长,畸形胚发生数和发生比率与总的体胚发生数和发生率的变化趋势基本相同;处理20d的正常胚发生数和发生比率的绝对数虽然很低,但远高于不作低温预处理的。说明4℃低温预处理对水曲柳体胚发生没有促进作用,对畸形胚的发生也不能控制,总的来讲,适当的低温处理有一定的改善正常体胚发生的潜力。     

神经元型一氧化氮合酶在Ⅱ组代谢型谷氨酸受体介导的脑缺血耐受中的作用

目的：探讨神经元型一氧化氮合酶（nNOS）催化产生的一氧化氮（NO）在Ⅱ组代谢型谷氨酸受体（mGluR2／3）介导的脑缺血预处理（CIP）保护机制中的作用。方法：36只永久凝闭椎动脉的SD大鼠随机分为6组（n=6）：sham、CIP、损伤性缺血、CIP4-损伤性缺血、MqPG＋CIP和MTPG＋CIP＋损伤性缺血组。采用硫堇染色和免疫组化观察海马CA1区迟发性神经元死亡（DND）和nNOS表达的变化。结果：与Sham组相比,CIP组海马nNOS表达出现一定程度的上调,而损伤性脑缺血组则出现nNOS表达的明显上调,预先给与CIP可一定程度上防止损伤性脑缺血所致的nNOS表达的过度升高。在MTPG4-CIP组,预先侧脑室注射mGluR2／3阻断剂MTPG,可阻断CIP引起的nNOS表达增加,但对神经元的存活无影响。而在MTPG＋CIP＋损伤性缺血组中,出现大量锥体神经元DND,同时nNOS的表达较MTPG＋CIP组明显增加,该增加为损伤性脑缺血所致,而非MTPG的作用。结论：nNOS催化产生的NO作为mGluR2／3的下游分子参与脑缺血预处理过程中mGluR2／3介导的脑缺血耐受的形成。     

肝脏缺血预处理对肝细胞分离、冻存效果的影响

大量研究表明,对肝脏进行缺血预处理（ischemic preconditioning,IPC）对肝脏保护有重要意义,IPC能够提高肝脏对缺血再灌注损伤的耐受能力.但IPC对分离后的肝细胞是否具有同样的保护作用,目前尚无报道.本研究旨在明确在对大鼠肝细胞分离以前对大鼠肝脏进行缺血预处理是否可以提高肝细胞分离和冻存的效果.在本研究中,30只SD大鼠,随机分为3组（G1,G2,G3）,在对大鼠肝脏进行分离以前,对G2和G3组大鼠分别进行5和10min的缺血预处理,10min后再进行肝细胞分离,G1组大鼠则不进行特殊处理.分离后,比较各组肝细胞产量及存活率.将所得的肝细胞分别冻存14,28天后进行肝细胞的复苏,对各组肝细胞的存活率、细胞活性（四唑盐比色实验）、冻存液LDH漏出浓度3项指标进行对比分析.研究发现,缺血预处理组的大鼠肝细胞（G2,G3）在肝细胞的活率、MTT实验、冻存液的LDH浓度测定等方面均优于对照组.由此可见,在肝细胞分离之前,对肝脏实施缺血预处理能够明显提高所分离肝细胞的存活率,还可以提高肝细胞短期内的冻存效果.但相对大鼠肝脏进行缺血预处理的时间,5和10min并没有明显的统计学差异.     

评价木质纤维素预处理效果的新方法

以玉米秸秆为代表性纤维质原料,尝试建立一种评估预处理效果的新方法——持水率测定法,即:将试样在室温下浸泡1 h,在分离因数1 000下离心5 min后测定持水率。结果表明:在机理上木质纤维的持水率与可消化性具有一致性,在某种程度上具有正相关性;持水率作为一种简单快捷的新型测定方法,能够用来评估木质纤维素类生物质的预处理效果,不同预处理方法通过打破木质纤维的复杂致密结构,破坏氢键和酯键作用增加其孔径和孔穴,同时使其暴露出更多的游离羟基等亲水性基团,最终增加了木质纤维的持水率。     

一氧化氮合酶抑制剂L-NAME对大鼠脑缺血耐受诱导的影响

采用大鼠四血管闭塞全脑缺血耐受模型和脑组织切片形态学方法,观察应用一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L—NAME对大鼠海马CAl区脑缺血耐受(BIT)诱导的影响,在整体水平探讨一氧化氮(NO)在BIT诱导中的作用。54只Wistar大鼠凝闭双侧推动脉后分为6组：(1)假手术组(n＝6);分离双侧颈总动脉,但不阻断脑血流;(2)损伤性缺血组(n＝6)：全脑缺血10min;(3)预缺血 损伤性缺血组(n＝6)：脑缺血预处理(CIP)3min,再灌注72h后行全脑缺血10min;(4)L—NAME组;分别于CIP前1h和后1、12及36h腹腔注射L—NAME(5mg／kg),每个时间点6只动物,其余步骤同预缺血 损伤性缺血组;(5)L—NAME L—精氨酸组(n＝6)：于CIP前1h腹腔注射L—NAME(5mg／kg)和L—精氨酸(300mg／kg),其它步骤同L—NAME组;(6)L—NAME 损伤性缺血组(n＝6)：于腹腔注射L—NAME(5mg／kg)72h后行全脑缺血10min。实验结果表明,(1)单纯10min全脑缺血可使海马CAl区组织学分级增加(表明损伤加重),神经元密度降低(P＜0．01);(2)预缺血 损伤性缺血组的海马CAl区组织学分级、神经元密度与假手术组相比,无显著性差别(P＞0．05);(3)L—NAME组中,应用L—NAME后海马CAl区组织学分级增加,神经元密度降低,与预缺血 损伤性缺血组相比有显著性差异(P＜0．05),表明L—NAME可阻断CIP对神经元的保护作用;(4)L—NAME L—精氨酸组与L—NAME组相比,海马CAl区组织损伤明显减轻(P＜0．05),但与预缺血 损伤性缺血组相比仍有显著性差别(P＜0．05),提示L-精氨酸可部分逆转L—NAME的作用;(5)L—NAME 损伤性缺血组的组织学表现与损伤性缺血组相同(P＞0．05)。这些结果表明,在整体情况下N0参与BIT的诱导。与CIP前1h及后1、12h给予L—NAME组相比,CIP后36h给予L—NAME对CIP保护作用的阻断效应明显减弱,提示N0在CIP后较早阶段即开始参与BIT的诱导。     

缺血预处理及低温对幼兔心肌缺血/再灌注损伤的影响

目的：探讨缺血预处理(ischemic preconditioning,IP)及低温对幼兔心脏缺血／再灌注损伤的影响。方法：采用Langendorff离体心脏灌注模型,取3～4周龄幼兔心脏,分别给予不同次数的IP后使其在20℃低温下缺血或给予同样次数的IP后使其分别在不同低温下缺血。常温再灌注30min。记录心脏缺血／再灌注前后左心室功能指标,测定再灌注末心肌组织中ATP和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)及Ca^2 -ATP酶的活性。结果：再灌注末,IP2组左心室各功能指标的恢复率及心肌组织的ATP含量及Ca^2 -ATP酶的活性均显著高于Con组和IP3组;SIP1、SIP2组的左心室各功能指标的恢复率及心肌组织的ATP含量均分别显著高于SConn1组和SCon2组。其心肌组织MDA含量亦分别低于SCon1组和SCon2组。结论：IP可减轻低温缺血的幼兔心肌缺血／再灌注损伤,其效应与IP的次数和低温程度有关。     

内源性阿片物质参与大鼠缺血预处理的心肌保护作用

实验以离体灌流的ＳＤ大鼠心脏为模型,用ｋ特异性拮抗剂的ＭＲ２２６６研究ｋ阿片受体的阻断与缺血预处理的关系,用放射免疫分析法研究ＩＰ及长时间缺血对心肌强啡肽Ａ１－１３浓度的影响,探索Ｋ阿片物质在ＩＰ过程中的作用和地位。