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本期目录

  • 生物技术进展
    2023年 第13卷 第3期 发布日期:2023-05-25

进展评述

  • 肉苁蓉苯乙醇苷的抗肿瘤作用
  • 唐颖, 武建强
  • 2023 Vol. 13 (3): 399-405. DOI:10.19586/j.2095-2341.2023.0040
  • 摘要 ( ) PDF (579KB)( )
  • 恶性肿瘤一直都是世界公认的危害人类健康的重大公共卫生问题,随着社会老龄化进程的加快及一些其他因素的影响,各种恶性肿瘤的发病率都呈现上升趋势,且大部分肿瘤发现时就已经进入晚期,疾病进展快,预后差。虽然近年来肿瘤治疗的新疗法不断涌现,且疗效显著,但仍存在不良反应严重、部分患者无效等问题。因此,多方面探索、开发抗肿瘤效果强、不良反应小且不容易耐药的新药候选化合物,特别是中草药来源的生物活性分子,具有很好的临床现实意义。苯乙醇苷类(cistanche deprived phenylethanol glycosides, CPhGs)是中药材肉苁蓉(荒漠肉苁蓉,Cistanche deserticola)中含有的一类活性成分,研究表明其具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化等多种生物学功能,展现出良好的应用前景。对肉苁蓉苯乙醇苷类的抗肿瘤作用和机制及目前的科学认识进行了简要总结,以期为肉苁蓉及其苯乙醇苷类萃取物的进一步研究及临床应用提供参考。

研究论文

  • 棉花CAD基因家族的生物信息学分析
  • 胡文冉, 郝晓燕, 赵准, 邵武奎, 高升旗, 李建平, 黄全生
  • 2023 Vol. 13 (3): 412-424. DOI:10.19586/j.2095-2341.2023.0007
  • 摘要 ( ) HTML ( ) PDF (17327KB)( )
  • 苯丙烷代谢是植物重要的次生代谢途径之一,其代谢产物在植物的生长发育中发挥着重要作用。肉桂酸脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD)是苯丙烷代谢途径的关键酶之一,在棉花纤维品质形成中起着十分重要的调节作用。为了更好地了解CAD基因家族在二倍体雷蒙德氏棉(D5)和亚洲棉(A2)、四倍体陆地棉(AD1)和海岛棉(AD2)基因组中的数量和分布情况,通过生物信息学方法,在雷蒙德氏棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉全基因组中分别鉴定出16、16、28和25个CAD基因家族成员,进一步分析了这些CAD家族成员进行基因结构、染色体定位、保守域、进化关系及CAD基因在陆地棉不同器官组织中的表达等。结果表明,4个棉种全基因组分别编码16、16、28和25个CAD基因。亚细胞定位将这些棉花CAD基因的表达产物均定位于细胞质。雷蒙德氏棉有14个CAD成员基因分布在5条染色体上,亚洲棉有13个CAD成员基因分布在5条染色体上,陆地棉28个CAD成员基因、海岛棉25个CAD基因分别分布在10条染色体上;内含子/外显子结构分析表明,CAD基因结构较为复杂,均含有内含子和外显子;功能结构域分析发现,有棉花CAD蛋白具有高度保守的ADH_N和ADH_zinc_N 2个功能域;根据系统发育分析结果,将CAD基因家族分成3个亚类。大部分CAD基因在陆地棉的不同器官中均有表达,部分在棉花纤维中表达量较高。分析结果为进一步研究棉花CAD基因家族各成员的功能奠定了理论基础。

  • 3种植物对复合重金属的胁迫效应及富集转运特征
  • 刘潇冉, 张玉蕾, 武宇鹏
  • 2023 Vol. 13 (3): 425-434. DOI:10.19586/j.2095-2341.2022.0182
  • 摘要 ( ) HTML ( ) PDF (2505KB)( )
  • 为了探讨紫花苜蓿、黑麦草和玉米这3种植物在不同种植模式下对土壤中重金属的富集效果和受重金属毒害的胁迫效应。通过盆栽土培实验,模拟5个不同浓度复合重金属(Zn、Cd、Cr)的污染条件,在单作、间作和间作添加微生物菌剂3种模式下种植3种植物,待45 d收获后测定植物的株高、根长、鲜重、植物叶绿素、根际土壤和植物体内重金属含量等生理指标。结果表明,苜蓿在3种种植模式下生理指标呈“低浓度促进,高浓度抑制”现象,玉米和黑麦草变化趋势不明显,苜蓿在单作模式下长势优于其他2种模式,玉米和黑麦草则反之。在间作模式中,低浓度重金属条件下土壤pH下降明显。3种植物地上和地下部重金属含量随着土壤重金属浓度的升高而增加,3种植物在间作加菌种植模式下对土壤重金属的富集和转运系数均比其他2种模式高。其中,苜蓿在单作种植模式下对Zn的转运系数为1.25,而在间作加菌模式下高达2.37。黑麦草和玉米在间作加菌种植模式下对Cd的富集系数均大于1。黑麦草在间作加菌种植模式下,对Cr的富集系数高达2.29,转运系数为0.87。3种植物在间作加菌种植模式下,对不同浓度梯度重金属的耐受性明显好于其他种植模式。黑麦草在间作加菌种植模式下的生理指标较其他2种模式效果好,在低浓度的重金属胁迫下显著降低了土壤pH,提高了植物叶绿素含量。玉米在间作模式下对高浓度Cd的富集系数大于1。总之,3种植物在间作加菌模式下对重金属的富集效果最好,建议在尾矿修复中推广应用。

  • 基于铁死亡相关LncRNA构建肝细胞癌预后模型的研究
  • 王彦容, 郭元彪
  • 2023 Vol. 13 (3): 473-481. DOI:10.19586/j.2095-2341.2022.0121
  • 摘要 ( ) HTML ( ) PDF (7858KB)( )
  • 为了探讨铁死亡相关长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNA)在预测肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者临床预后方面的价值,基于铁死亡相关lncRNA构建了预后风险模型,用于评估HCC患者的生存及预后状况。从癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库中收集HCC患者的转录组及临床数据,通过R软件包“LIMMA”鉴定出HCC与正常组织之间差异表达的lncRNA和mRNA,从FerrDB数据库中收集铁死亡相关mRNA。将上述mRNA取交集后得到差异表达的铁死亡相关mRNA,通过GO和KEGG分析阐明这些差异表达的mRNA在HCC中的作用。通过Pearson相关性分析得到了与铁死亡相关mRNA具有显著相关性的差异lncRNA。将这些lncRNA纳入Cox回归分析构建铁死亡相关lncRNA的预后风险模型。运用Kaplan-Meier(KM)生存分析、决策曲线分析(decision curve analysis, DCA)、受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析及独立预后分析评估该预后风险模型的准确性。研究共鉴定出17个铁死亡相关lncRNA(ZFPM2-AS1、AC012073.1、AL031985.3、AC026401.3、POLH-AS1、SNHG21、LINC00205、LINC00942、AP001469.3、AL139384.1、AC145207.8、AC090772.3、AL603839.3、SNHG10、AC099850.1、MKLN1-AS和AL928654.1),它们是HCC潜在的预后生物标志物。通过这些铁死亡相关lncRNA构建的预后模型,其曲线下面积(area under curve, AUC)达到0.801。根据模型计算的风险评分将患者分为高风险组和低风险组,Kaplan-Meier曲线分析结果表明高风险组的总生存期较短。基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)结果表明,免疫和肿瘤相关通路在高危人群中被激活。多因素独立预后分析表明,该预后风险模型是HCC的独立预后因素(HR:1.229,95CI:1.171~1.290)。研究结果提示基于17个铁死亡相关lncRNA构建的HCC预后风险模型是预测HCC患者预后的可靠工具。