甘露糖赤藓糖醇脂(mannosylerythritol lipids, MELs)是一种生物表面活性剂,除具有可降解、毒性低、生物兼容性好等优点,还因其特有的代谢、合成途径与结构特性,而具有基因转染、广谱抗菌、皮肤修复等多种功能。MELs在医疗、日化、食品、农业、生态修复等各领域应用前景巨大,被公认为是现今最有潜力的生物表面活性剂。然而,不同种属所生产的MELs之间结构差异性大且生产方式较落后,合成与作用机制尚不清晰,因而无法实现规模商业化生产。从结构特性、生产纯化、应用途径等方面重点阐述了MELs相关研究进展,以期阐明其结构与功能的多样性,为实现靶向MELs的定制生产,降低生产成本,加快实现其规模化应用提供参考。
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。
生物酶和微生物在烟叶醇化发酵过程中发挥着重要作用。目前,利用生物酶和微生物技术提高烟叶品质、改善烟叶香气,已成为烟草行业关注的热点。利用酶制剂处理烟叶可以降解烟叶的蛋白质、果胶、纤维素等生物大分子,以达到提高烟叶品质和改善烟叶香气的作用。利用微生物对烟叶进行发酵可以有效调整和改善烟叶内部化学组分的比例,增加烟叶中的香气物质。综述了生物酶和微生物技术在烟叶产香发酵中的研究进展及其在烟叶发酵机理及增香技术中的应用,重点阐述了微生物和生物酶提高烟叶香气、改善烟叶品质以及降解烟叶中蛋白质、淀粉、果胶、纤维素等大分子物质的研究现状,分析了目前微生物和生物酶在实际应用中存在的问题,以期为今后使用生物酶和微生物技术改善烟叶香气提供理论依据。
糖尿病是世界性疾病,更是严重的公共卫生问题。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)将糖化血红蛋白A1c(glycated hemoglobin A1c,HbA1c)确定为糖尿病诊断标准,这对于糖尿病的诊断、监测和治疗具有重要临床意义。近年来,国内外开展了大量有关HbA1c实验室检测方法与标准化的相关技术研究工作,形成了一系列检测方法和标准体系,取得了一定成果。介绍了具有代表性的HbA1c实验室检测技术及国内外HbA1c标准化研究进程,并对当前存在的技术难题进行了分析和展望,以期有助于临床实验室选择合适的检测方法,并推进我国HbA1c标准化工作的发展。
神经酸是一种超长链单不饱和脂肪酸,最初发现于哺乳动物神经组织中,是脑部神经组织和神经细胞的天然核心成分,具有修复受损神经纤维、帮助神经细胞再生的功能。神经酸的来源由动物到植物的转变极大地促进了神经酸的研究。近年来,国内外科学家尝试通过转基因技术进行高神经酸植物的遗传改良。含神经酸的油菜在神经酸植物来源中脱颖而出,有望解决神经酸短缺的现状。综述了植物中神经酸的生理功能和来源,介绍了植物中神经酸的生物合成途径和从植物中提取神经酸的工艺,以期为植物神经酸相关研究和油菜创新育种提供理论参考。
由食源性致病菌引发的疾病对人类健康构成巨大威胁。虽然一些致病菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌等在诊断和预防方面已经取得了重大进展,但开发快速、高效、低成本的检测方法仍然是一项挑战。功能核酸(functional nucleic acids,FNAs)是一类功能超出核酸常规遗传作用的核酸,主要包括天然的核酶(RNAzymes)、核糖开关(riboswitches)以及体外通过指数富集配体系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)筛选的适配体(aptamers)、核酶(RNAzymes)和脱氧核酶(DNAzymes)。适配体和脱氧核酶因具有较高的稳定性、特异性和可设计性,使其成为病原微生物识别的理想工具,近年来在生物传感和医学诊断领域备受关注。综述了功能核酸的筛选原理和流程、适配体及具有RNA裂解活性的脱氧核酶(RNA cleavage deoxyribozymes,RCDs)在致病菌检测中的应用进展和面临的挑战,并对其未来的发展前景进行了展望。
氢分子已被证实具有广泛的生物学效应,研究表明,氢气对多种疾病具有显著的治疗作用。近年来,国内外关于氢分子临床应用的报道较多,为疾病治疗提供了新的途径。饮用富氢水或注射富氢生理盐水是常用的氢气摄入方式,因其摄入简单、安全性高得到了临床广泛地关注。主要综述了富氢水在代谢性疾病、神经系统疾病、炎症性疾病、肿瘤、皮肤病及运动疲劳等的临床研究进展,旨在为富氢水和富氢生理盐水的临床应用及作用机制研究提供理论参考。
CRISPR技术作为一种新型的基因编辑技术,被广泛应用于微生物、动物和植物领域。对CRISPR/Cas系统的起源、分类特点等进行了阐述,重点梳理了CRISPR/Cas系统分类的发展历程,并根据最新分类方法,介绍了不同类型的CRISPR/Cas系统的作用机制、内部不同蛋白的作用特点及应用与发展,以期探寻更多的CRISPR/Cas系统,扩大该系统的应用领域。
玉米是我国重要的粮食作物和饲料作物,虫害和杂草防治是我国玉米生产面临的重大瓶颈问题。转基因抗虫耐除草剂玉米的应用能够减少农药使用量,在提高玉米产量、提升玉米收获品质方面具有重要作用。自1996年国外转基因抗虫耐除草剂玉米商业化应用以来,有效控制了玉米螟和草地贪夜蛾等鳞翅目害虫的为害,降低了除草成本,经济效益、社会效益和生态效益十分显著。对近10年来全球和我国转基因抗虫耐除草剂玉米的产业化发展现状进行了综述,分析了我国转基因抗虫耐除草剂玉米产业化面临的机遇与挑战,并为加快推进我国转基因玉米产业化应用提供了建议。
铁死亡是一种铁依赖性的,以细胞内脂质活性氧堆积为特征的细胞程序性死亡方式。广泛存在于肿瘤、癌症、急性肾损伤等多种疾病当中。脊髓损伤(spinal cord injury, SCI) 是一种严重的创伤性神经系统疾病,具有高发病率、高死亡率、高致残率的特点。目前,脊髓损伤的具体发生机制及高效治疗方法仍在探索当中,这也是亟待解决的世界性难题。研究表明,脊髓损伤后调控神经细胞的程序性死亡是治疗SCI的重点。然而,对于铁死亡参与脊髓损伤的分子生物学机制尚缺乏系统和深入的认识。收集和整理了近几年国内外有关脊髓损伤后铁死亡方面的相关文献,针对铁死亡参与脊髓损伤的调控机制和研究进展进行了综述,以期为治疗脊髓损伤带来新的思路。
随着核酸纳米技术的飞速发展,核酸自组装纳米载体已成为药物递送领域的研究热点。针对核酸自组装纳米载体在药物递送中的应用进展进行了系统综述,讨论了不同的核酸自组装策略,阐述了多种靶向递送和药物控制释放方法,同时,总结了核酸自组装纳米递送载体在蛋白质药物、核酸药物、小分子药物和纳米药物递送中的应用,并针对该领域的挑战和未来发展趋势进行了总结和展望,以期为药物递送领域和新型药物系统研究提供参考。
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。
DNA甲基化(DNA methylation)及去甲基化属于常见的表观遗传修饰,可介导多种生理和病理过程。DNA甲基化及去甲基化修饰参与基因的表达调控,且二者的动态平衡可以维持遗传表达稳定性。DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DNMT)主要包括DNMT1、DNMT3A、DNMT3B、DNMT3L,DNA去甲基化酶(DNA demethylase)主要指10-11易位蛋白(ten-eleven-translocation protein,TET)家族,包括TET1、TET2、TET3,是调节DNA甲基化和去甲基化的重要酶类。TET酶是目前发现的调节DNA去甲基化(DNA demethylation)过程中最重要的酶。综述了TET酶在DNA去甲基化修饰中的作用机制,探讨了DNA去甲基化酶在生长发育和疾病中的关键作用,以期为今后表观遗传学的相关研究提供新思路。
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。
大豆蛋白源性肽是大豆蛋白质经酸法或酶法水解后分离精制而得到的多肽混合物,是植物蛋白源性肽的重要来源,大豆蛋白源性肽通过抑制肠道胆固醇吸收、与胆固醇的相互作用、调节胆固醇代谢相关基因(用于降低胆固醇)、甘油三酯代谢相关基因、二肽基肽酶Ⅳ和葡萄糖代谢相关基因,在降低胆固醇、降低甘油三酯、抗肥胖、抑制脂肪酸合成酶和抗糖尿病等代谢调节方面具有重要作用。综述了大豆蛋白源性肽在体内外改善脂质和糖代谢方面的生理功能,并对大豆蛋白源性肽的前景进行了展望,以期为大豆蛋白源性肽的研究与应用提供参考。
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。
临床中血小板输注供需矛盾愈发尖锐,体外血小板生成的相关研究在全球受到广泛关注,主要集中于干细胞来源、细胞因子、转录因子、湍流体系等方面。由于血小板由成熟巨核细胞释放产生,提高巨核细胞分化效率,将有利于体外生产血小板体系的优化。CXCL2具有促炎、促进血管生成的作用,与心血管疾病、结肠癌进展等有关,但其在巨核细胞分化过程中的功能尚不清楚。利用脐带血CD34+细胞向巨核细胞诱导分化体系,通过慢病毒介导的基因敲降方法降低CXCL2的表达水平,并利用流式细胞术检测巨核细胞的分化效率。结果表明,CXCL2被敲降后,CD34+细胞向巨核细胞的早期增殖分化受到抑制,并且这一抑制效应在增殖分化过程中持续存在。综上,CXCL2在巨核分化过程中发挥着重要的调控作用,这一结论将对体外巨核分化及生产血小板具有一定的指导意义。
果胶酶是水解酶家族成员,也是生物技术领域的重要酶,其在全球工业酶市场中所占份额约为25%。果胶酶在工业生产中应用广泛,如植物纤维的脱胶、茶和咖啡的发酵、废水处理、纸浆漂白和动物饲料生产等。在果胶酶的天然来源中,由于微生物具有独特的理化性质,最常被用以生产果胶酶。然而,与许多其他工业酶一样,果胶酶也存在野生菌株产量低、工业生产率低等制约因素,因此,目前果胶酶的研究重点主要集中在如何提高工业规模的生产水平。主要介绍了果胶酶的天然来源,以及在这些来源的基础上通过基因工程改造以获得果胶酶高效表达的最新策略,并概括总结了果胶酶发酵工艺和工业应用,以期为生产具有高活性的果胶酶,提高工业生产的效益奠定理论基础。
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。