植物基因的表达决定了植物的表型特征,而基因的表达受启动子的直接调控。启动子作为基因的一个组成部分,控制着基因表达(转录)的起始时间和表达程度。利用基因编辑技术对启动子进行定向编辑之后,会因为基因序列特有的重组排列、顺式表达等因素使得植物中的某个或某些基因的表达模式发生改变,进而影响基因功能。这些改变最终直接或间接地改变了植物的外在表型特征,而一些正向改变会对植物的品质起到优化和改良作用。综合近几年基因编辑技术对启动子的研究,主要从启动子的构成与分类、基因编辑技术和启动子编辑的研究进展这3个方面对启动子的编辑在植物中的应用进行了概述和总结,以期为启动子编辑技术应用于植物改良提供参考。
婆罗双树样基因4 (spalt-like transcription factor 4, SALL4)是2002年发现的SALL转录因子家族新成员,在维持胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)自我更新和多能性方面起着至关重要的作用。SALL4在胚胎干细胞和生殖细胞中特异表达,而在大多数成体细胞中表达下调或沉默。然而,近年来的研究表明,SALL4可以在白血病、乳腺癌、胃癌、卵巢癌、肝癌、肺癌、黑色素瘤等多种肿瘤中表达,显示出癌胚抗原特性,且SALL4表达水平与肿瘤进展及患者的不良预后和生存期直接相关。SALL4在肿瘤中的表达是由多种细胞因子介导的,并作为转录因子调控下游基因表达和信号通路,进而促进肿瘤的发生、转移、代谢和耐药等。靶向抑制SALL4的表达或生物学功能已经显示出显著的抗肿瘤效果。由于SALL4在肿瘤组织中的高表达和促进肿瘤发展的特性,它被认为是新的肿瘤标志物和潜在的治疗靶点。简要概述了SALL4蛋白的结构和功能,探讨了其激活表达的分子机制,并着重介绍了SALL4在肿瘤发生和发展中的作用机制、其在诊断上的价值以及靶向治疗的潜在意义。希望能够为肿瘤的临床治疗提供有益的参考数据。
为了探究微塑料生物毒性研究现状、热点及趋势,以Web of Science核心合集和中国知网(www.cnki.net)为数据源,基于文献计量可视化软件VOS viewer对2011年以来与微塑料生物毒性相关的文献进行文章产生趋势分析、研究作者分析、期刊和引文分析和关键词聚类分析。结果表明,关于微塑料生物毒性的文章年发表数量呈指数增长;全球范围内中国学者发表文章总数和被引量均位居世界前列;《Science of the Total Environment》《Journal of Hazardous Materials》《Environmental Pollution》《Environmental Science & Technology》等期刊在微塑料生物毒性研究中具有较高的影响力;微塑料生物毒性的研究热点主要集中在“微塑料生物毒性的表现”“微塑料生物毒性的来源”“微塑料与其他有害物质的联合生物毒性”和“微塑料的摄入途径”这四个方面。未来微塑料生物毒性研究需要将建立微塑料的快速检测技术、明确不同暴露途径下微塑料吸收和转移机制及探索内源性微塑料的防治措施作为重点研发领域。
为了推进重组贻贝粘蛋白在医疗、化妆品领域的应用,对大肠杆菌规模化发酵及纯化生产获得的重组贻贝粘蛋白进行了表征及功效评价。经Edman降解法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、PITC法、非还原型SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶法、改良的Arnow法对重组贻贝粘蛋白进行氨基酸N端测序、相对分子量分析、氨基酸组成分析、蛋白纯度分析、内毒素含量测定、多巴含量测定;通过细胞迁移、斑马鱼尾鳍修复效果对重组贻贝粘蛋白进行功效评价。结果显示,获得的重组贻贝粘蛋白与理论的一级结构一致,蛋白纯度达95%以上,内毒素<10 EU·mg-1,多巴含量大于5%;重组贻贝粘蛋白浓度为60 μg·mL-1时能够显著促进细胞增殖的活性(P<0.01);斑马鱼尾鳍面积样品组与模型对照组相比极显著增加(P<0.001)。研究结果表明,重组贻贝粘蛋白具有显著的促细胞迁移和修复愈合的功效,具备作为生物医学材料的潜质。
创面愈合是从组织破损恢复至原形态功能的过程,包含凝血、炎症、增殖、重塑多个阶段。常规的创面愈合多为干性愈合,以血小板凝集形成血痂覆盖于创口表面为特征,并易于形成疤痕。创面湿度过高,则造成慢性难愈创面。湿性愈合疗法通过维持合适的湿度改善创面微环境,促进多种细胞、因子的协同作用,提高了创面愈合速度和效果,避免了创面结痂并减少溃疡面的形成,因而在临床治疗中被广泛应用。对湿性愈合的发展、湿性疗法的治疗机制进行了综述,总结了以湿性愈合理论为基础的医用敷料的临床应用,并对湿性愈合疗法的未来发展方向进行了展望。
病毒滴度测定是生物制药行业重要的分析方法,广泛应用于病毒类生物制品的开发和生产、病毒清除灭活工艺验证、外源病毒检测等领域,以确保病毒类生物制剂的活性和有效性,以及生物制品的病毒安全性。因此,建立快速、简单且准确的病毒滴定检测方法尤为重要。总结了检测病毒滴度的传统方法、新兴以及改良方法的特点、原理及具体应用,并比较了各自的优缺点。一些新兴方法,如微滴式数字PCR、病毒定量毛细管电泳、化学发光ISH-PNA测定、激光力细胞学等改进了传统方法耗时耗力、重复性差、准确性低、结果主观性大的缺点,达到了快速、灵敏、自动化程度高、精密度高、结果更加稳健且客观的优点,但部分新方法仪器昂贵或者未广泛使用,需要根据实验目的选择合适的病毒滴定方法。
病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs) 是含有某种病毒一个或多个结构蛋白的空心颗粒形态, 结构上类似完整病毒,具有与完整病毒相似的免疫原性并通过激活抗原提呈细胞诱导免疫应答,由于不含有完整的病毒基因组,因此适合用于开发更安全、成本更低的候选疫苗。系统阐述了VLPs的分类、表征、优势及表达系统,回顾了VLPs疫苗的发展历程,并汇总了已上市的疫苗品种。同时,介绍了部分在研的预防性或治疗性VLPs疫苗,并探讨了新的开发策略,进一步拓宽了VLPs疫苗的研发领域,为未来的研究与应用提供了更广阔的前景。
肿瘤微环境对肿瘤的发展起重要作用,而肿瘤微环境中的细胞外基质蛋白在肿瘤细胞增殖、转移、免疫逃逸及对化疗的耐药等生物特性调节中发挥着关键作用。充分理解肿瘤微环境中各分子相互作用机制并及时给予有效的干预措施,有助于探索新的治疗靶点并抑制肿瘤进展。近期研究表明,骨膜蛋白(periostin, POSTN)作为细胞外基质蛋白中的一种重要成分,参与了多种肿瘤的生物学过程,并与肿瘤微环境中多个环节相关。从肿瘤微环境出发,总结了骨膜蛋白在肿瘤发生发展中的最新研究进展,以探讨骨膜蛋白能否成为潜在的肿瘤治疗靶点。
Piezo1是机械敏感压电离子通道家族的成员,能够将各种机械刺激转换为电化学信号。在几种恶性肿瘤中Piezo1作为致癌介质起重要作用,它通过多种机制介导多种癌细胞的增殖、迁移和侵袭。多项研究表明,Piezo1的表达与衰老和癌症患者的临床特征有关,使Piezo1有望成为一种新的生物标志物。综述了Piezol的结构、Piezol通道的动力学特性及其在癌症中的作用,以期为Piezo1用于多种癌症的诊断和预后判断以及作为肿瘤生物标志物和治疗靶点提供参考依据。
黏蛋白是一类主要由黏多糖组成的高分子量糖蛋白,其主要分布在人体的各种管腔内表面,对上皮细胞起到保护和润滑作用。多项研究表明,黏蛋白在肿瘤的发生发展中扮演着重要角色,因此,部分黏蛋白被确定为肿瘤标志物,成为很有前景的肿瘤治疗靶点。综述了目前以黏蛋白为靶点的肿瘤治疗方案,包括小分子抑制剂、抗体疗法、疫苗等方面,以期为临床肿瘤诊治方法的发展与优化提供理论参考。
链霉菌作为最高等的放线菌,广泛分布于多种生态环境中,具有复杂而独特的形态分化周期和强大的次级代谢能力。链霉菌的次级代谢产物具有抗感染、抗肿瘤、抗炎抗氧化、免疫调节等生物活性,是天然活性产物的主要来源之一。近年来随着对海洋资源的开发,许多新型的海洋链霉菌及其丰富的次级代谢产物被发现。从海洋链霉菌的生物活性物质、育种和发酵培养3个方面综述了海洋链霉菌次级代谢产物的研究进展,以期为缩短海洋链霉菌的发酵周期,提高次级代谢产物产量活性以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。
抗生素的发现和使用是20世纪医学领域最伟大的成就之一。由于抗生素在微生物群-肠道-大脑轴方面研究中具有潜在价值,最近抗生素的使用在神经科学中的地位越来越突出。临床研究和实验数据表明,大部分的抗生素存在神经活性或神经毒性,可导致头痛、焦虑和抑郁、精神错乱、谵妄、精神病、躁狂和癫痫发作等不良反应。孕期暴露于抗生素同样会造成子代精神疾患患病率增加,如注意缺陷与多动障碍以及自闭症谱系障碍等。抗生素通过氧化应激、兴奋/抑制失调等多种机制介导神经毒性的发生。随着新型抗菌药物的出现,了解各种抗生素的潜在神经毒性对于确定抗生素治疗潜在的严重并发症至关重要。回顾了各类抗生素给药后可能出现的神经系统不良事件以及发生机制,以期为临床抗生素用药选择提供参考。
mRNA凭借其有效性、安全性和易大规模生产等特点,在预防急性传染病方面显示出巨大的潜力。mRNA代表了一个新兴的精准医学领域,几种针对传染病和癌症等疗法的mRNA在体内和体外都显示出良好效果。mRNA稳定性好、免疫原性高、不受受体主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)型别的限制,且mRNA理论上可实现不同目的蛋白的体内表达,这使得开发mRNA药物更具灵活性,可用于预防和治疗多种难治性或遗传性疾病。介绍了mRNA的一级结构和高级结构,综述了mRNA药物的临床应用进展,以期帮助理解mRNA的药物功能和临床应用,为mRNA药物的发展提供方向。
衰老是机体随着时间推移而发生的不可抗拒的自然变化,表现为生物体形态结构的改变和生理功能的衰退,同时伴随着多种老年性疾病的发生。亚精胺作为天然的多胺类物质,在抑制机体衰老进程中发挥着重要作用。最近的研究表明,亚精胺通过激活细胞自噬,清除受损的线粒体,干预脂肪代谢和调节细胞周期等方式,清除衰老细胞,维持组织微环境稳定,抑制衰老相关疾病的发生和进展。系统地阐述了亚精胺的体内和体外的合成过程,缓解细胞衰老的分子机制,以及在减缓机体衰老生理过程和多种衰老相关疾病中的治疗作用,以期为衰老相关疾病的转归与临床治疗提供参考。
诺如病毒(norovirus,NoV)是引发急性胃肠炎疾病的主要病原体之一。NoV易发生突变产生多种毒株,对人类健康造成严重威胁。由于缺乏成功的动物模型,抗NoV药物和疫苗的后续评价受到了限制,目前尚没有上市的疫苗用于NoV的预防。对NoV疫苗的研究进展进行了综述,重点阐述了病毒样颗粒(virus like particles,VLP)疫苗、病毒载体疫苗和基于P颗粒疫苗的研究现状和发展前景,以期为NoV疫苗的研发提供新思路。
绿原酸(chlorogenic acid, CGA)是一种广泛存在于植物中的酚酸类化合物,其主要来源于咖啡、茶叶、水果和蔬菜等。绿原酸在植物生长发育、抗病虫害、抗寒等方面具有重要作用。绿原酸经苯丙氨酸代谢途径合成,但是其合成及调控的分子机制目前尚不十分清楚。总结分析了绿原酸生物合成途径关键限速酶及转录因子、影响其含量的生物与非生物因素及应用前景,旨在为今后植物中绿原酸的合成调控提供理论支持及靶标基因。
EB病毒(epstein-barr virus,EBV)在人群中的感染率高达90%,其能够通过对宿主的免疫调控作用在人体内建立长期感染。众多肿瘤的发生及发展与EBV对宿主免疫的调控密切相关,但目前关于EBV的免疫调控作用机制尚未完全阐明。EBV在不同的感染状态下均发展出了一系列对宿主的免疫调控策略,即主要通过靶向Toll样受体(Toll like receptors, TLRs)信号通路,利用或限制部分免疫效应以促进长期感染的建立和逃避宿主免疫监控,从而维持EBV基因组的稳定存在。概述了EBV在潜伏期和裂解期与宿主之间的相互作用,探讨了EBV逃避宿主免疫的策略,旨在为病毒感染防治和病毒相关肿瘤的治疗提供基础理论依据及研究思路。
利用网络药理学和分子对接探讨金银花口服液防治新型冠状病毒感染的分子机制。通过中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)检索药物的化学成分,借助Swiss Target Prediction数据获取药物成分对应的相关靶点;在GeneCards、CTD、TTD、DrugBank数据库中检索疾病的相关靶点;利用Venny 2.1.0在线软件获取药物与疾病的共同靶点;由Cytoscape 3.8.2绘制药物-成分-靶点-疾病网络;String数据库构建蛋白互作网络;借助David数据库进行基因本体论(gene ontology,GO)功能富集和京都基因和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析;运用AutoDock软件对成分和靶点进行分子对接验证。结果发现,金银花口服液中16个有效成分通过调控88个靶点和108条通路对新型冠状病毒感染产生作用,伞房花耳草素、金圣草素、木犀草素、亚油酸乙酯、山奈酚、槲皮素等成分可以通过AKT1、SRC、EGFR、HIF1A、PPARG、MMP9、ESR1、MAPK1、PTGS2、MMP2等关键靶点调控HIF-1、化学致癌-受体激活、内分泌抵抗、粘着斑、PI3K-Akt、VEGF、松弛素、ErbB、丙型肝炎、乙型肝炎、Rap1等信号通路来治疗新型冠状病毒感染。分子对接结果显示,靶点蛋白与活性成分具有较好的结合能力。结果表明,金银花口服液可以通过多成分、多靶点、多途径参与新型冠状病毒感染的防治,这为其临床应用及深入研究防治新型冠状病毒感染的机制提供了理论依据。
呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)会引起呼吸道和肺部感染,尤其是婴幼儿和老人,容易出现严重感染。尽管RSV感染对医疗保健产生了全球性影响,目前仍以支持性的治疗为主。在过去的几十年中,随着对 RSV 发病机制和免疫病理学的了解不断加深,RSV的预防策略取得了重大进步。自1966年 RSV 疫苗首次试验以来已经过去50多年,目前有两种RSV疫苗获批上市。综述了当前RSV感染的治疗方案(包括RSV 特异性和非特异性)以及RSV疫苗的研发进展,以期为RSV的治疗及疫苗的研发提供参考。
骨骼肌具有高度可塑性,可根据功能需求发生改变。活动水平的降低或停用,通常会导致肌萎缩和代谢功能障碍。因肌肉负荷急剧下降和神经激活受到抑制而导致的骨骼肌质量损失,通常被称为废用性肌萎缩。骨骼肌的收缩活性、高耗氧量和代谢使其持续产生适量的氧化物质,如活性氧(reactive oxygen species,ROS)。当氧化产物超过抗氧化防御能力时,机体就会进入氧化应激状态。在骨骼肌长期停用期间,氧化应激至少通过3种方式增加蛋白质的降解,或在起始水平阻碍mRNA翻译抑制蛋白质合成,从而促进骨骼肌萎缩。随着我国航天事业的迅速发展,失重状态下的废用性肌萎缩也是航天医学亟待解决的问题。概述了废用性肌萎缩以及氧化应激在废用性肌萎缩中的作用,以期为废用性肌萎缩的临床治疗与实践提供有价值的参考。