横纹肌肉瘤是儿童中最常见的软组织肉瘤,因多亚型、多位点和多起源而导致了研究的困难。目前,科学家们已就染色体转位、基因变异等复杂的基因景观和涉及骨骼肌分化的因素进行了研究,也取得了一系列进展,但迄今还有许多问题有待解决。未来将诠释横纹肌肉瘤命运决定及展现复杂基因景观的机制,为建立个性化的横纹肌肉瘤防治策略提供理论依据。

横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma,RMS)是最常见的儿童软组织肉瘤,具有高度异质性和强侵袭性。RMS的发生发展涉及多种表观遗传调控机制,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA调控等。这些表观遗传变化通过调节基因表达和关键信号通路影响肿瘤的发生、维持、转移和耐药等表型。典型的表观遗传调控靶点包括BET家族蛋白、组蛋白去乙酰化酶和EZH2,基于这些靶点开发的表观遗传学药物已在临床前研究和早期临床试验中展现出良好的活性。此外,联合治疗策略日益受到关注,例如EZH2或HDAC抑制剂与化疗、分化诱导剂或免疫检查点抑制剂联用,可增强疗效并克服耐药。未来研究方向包括依托多组学整合策略和前沿技术,突破现有模型和数据的局限,以揭示RMS表观遗传调控的新机制。通过结合精准医学和多组学结果,可以识别新的生物标志物和潜在靶点,为个体化表观遗传治疗策略的制定提供依据,从而改进儿童RMS的诊疗效果。

横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RMS)是儿童和青少年最常见的软组织恶性肿瘤之一,其核心病理特征是骨骼肌分化程序的阻断。本文系统梳理相关基础研究,并以“分化调控-细胞周期-信号通路”为主线总结该领域关键进展。早期分化阶段,MyoD与E蛋白形成的异二聚体联同肌特异性miR-206及部分lncRNA共同启动肌谱系基因;晚期分化阶段,肌细胞生成蛋白(myogenin)主导细胞融合与肌管成熟,其活性与稳定性受miR-1-TRPS1轴、Arp5以及IL-4/STAT6等上游因子调控。细胞周期方面,p21/p27与Rb-E2F轴通过诱导G₁期停滞为分化铺垫;一旦该轴失衡,肿瘤细胞即维持高增殖并持续阻断分化。信号通路方面,PI3K/AKT/mTOR与MAPK/ERK的异常激活叠加Notch、Hedgehog等抑制分化信号,相互串扰并形成自我维持的“增殖—去分化”环路。基于上述机制,抑制异常通路、校正表观遗传与非编码RNA失衡、重建MyoD/Myogenin功能以及利用CRISPR实施精准干预,均显示出诱导分化、抑制肿瘤进展的潜力。目前的难点是通路因果与亚型特异机制不清、预测性标志物不足,以及联合方案的治疗窗与耐药风险未厘定。后续应以单细胞/空间组学为支点,整合表观与转录后层面信息,构建可干预的分化网络,并在标志物引导下开展跨通路联合策略的分层验证,推动RMS分化治疗走向精准与转化。

横纹肌肉瘤是儿童中最常见的软组织肉瘤,其发生的主要原因在于骨骼肌分化障碍。事实上,骨骼肌的发育进程,受到多个因子的动态级联调控,这些因子组成核心调控回路,而这些回路主要由肌肉细胞特异性增强子主导,一旦发生增强子连接错误,则呈现“解锁表型可塑性”,从而使正常的、锁定的、本应分化为下一阶段的细胞偏离正常分化方向,转而进入异常增殖状态,最终形成横纹肌肉瘤。这种“解锁表型可塑性”需要染色质重塑因子协同发挥作用。其次,作为一种儿童肿瘤,横纹肌肉瘤具有较低的突变负荷或相对“安静”的基因组, 正是这种"非突变性表观遗传重编程"使正常的骨骼肌分化进程解锁了表型可塑性,从而导致横纹肌肉瘤的发生。因此,本文总结了表观遗传调控在横纹肌肉瘤发生发展中的作用,重点分析DNA甲基化、组蛋白甲基化、乙酰化、非编码RNA(例如miRNA、lncRNA、circRNA和eRNA)、染色质重塑以及RNA修饰等,以期为横纹肌肉瘤的防治奠定理论基础。

全球每年约有多达8亿吨的碳氢化合物进入环境,其中大部分是烷烃。烷烃非常不活跃,凝固点高,因此给环境生态和石油回收带来了严重问题。烷烃单加氧酶(alkane monooxygenase,AlkB)是一种跨膜金属蛋白酶,隶属于膜结合脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FADS)家族,能够在由微生物介导的烷烃降解的第一步反应中将直链烷烃转化为相应的伯醇,从而在碳的全球循环和石油污染的生物修复中发挥关键作用。本文围绕不同微生物来源AlkB的特性、结构、活性位点、催化机制、以及重组菌的构建等方面进行综述,强调AlkB在环境修复以及石油开采领域中的重要意义,旨在为AlkB对碳氢化合物污染场所的生物修复和石油采收率的提高提供新思路。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种异质性很强的血液系统恶性肿瘤,其发病率呈逐年上升趋势且不可治愈,亟待深入研究以探索更有效的治疗方案。近年来,微RNA(microRNA,miRNA)在MM中的研究取得了显著进展,为深入理解疾病发病机制、开发新型诊断方法和治疗策略提供了新思路。本文系统综述了异常表达的miRNA通过调控细胞周期、代谢、凋亡、分化及迁移等生物学过程,影响肿瘤细胞功能、骨髓微环境及耐药性的分子机制。同时,重点阐述了miRNA作为潜在治疗靶点的应用前景,以及其在疾病预后和诊断中的临床价值。最后,本文展望了基于miRNA的治疗策略所面临的风险和挑战,包括递送效率低和靶向性不足等问题,并对该领域今后的研究方向提出建议。本文通过对miRNA在MM中的研究现状进行深入讨论,旨在推动该治疗策略在MM治疗中的临床转化,为临床实践提供有价值的参考。

注意缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)是儿童和青少年常见的神经发育障碍性疾病,临床表现为注意缺陷、多动与冲动控制障碍,其病因及发病机制尚未完全阐明。多巴胺(dopamine, DA)缺陷理论是目前ADHD发病机制研究的核心。基于该理论,针对多巴胺转运体(dopamine transporter, DAT)和多巴胺受体(dopamine receptor, DR)功能的深入研究促成了国际主流药物的开发,这些药物通过提升DA浓度有效缓解症状,进一步验证了DA系统在ADHD中的关键作用。除以上因素外,新近研究表明,DA缺陷的形成存在更为关键的诱因。SNARE复合体(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor complex)是介导突触囊泡与质膜融合的核心装置,由突触相关蛋白25(synaptosomal-associated protein 25, SNAP-25)、突触融合蛋白1A(syntaxin-1A, STX1A)和囊泡相关膜蛋白2(vesicle Associated membrane protein 2, VAMP 2, 也称为synaptobrevin 2)三者构成。SNARE复合体作为促进DA囊泡分泌的“最小机器”,对突触前膜DA囊泡锚定、膜融合、囊泡胞吐循环的关键环节产生影响。其组装解离过程中,辅助蛋白质的功能失衡可能干扰DA的有效释放,被认为是DA缺陷形成的重要潜在机制之一,亦成为ADHD机制研究的新兴焦点。本文聚焦SNARE复合体,系统梳理其核心蛋白质及调控因子在ADHD发病机制中的作用,为疾病机制解析与靶向干预提供理论支持。

小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)凭借其多向分化潜能和自我更新特性,已成为解析哺乳类胚胎发育机制的理想模型。叶酸作为一碳代谢的核心辅酶,其缺乏导致的神经管缺陷(neural tube defects, NTDs)已成为全球性公共卫生问题^[1],但其致病机制不明。叶酸是否会通过影响小鼠胚胎干细胞向神经谱系分化进而参与NTDs疾病的发生尚不明确。本研究通过构建叶酸缺乏mESCs向神经谱系分化模型,系统解析叶酸在神经谱系定向分化中的作用及其与神经管畸形发生的潜在关联。研究结果显示,在mESC向神经谱系分化过程中,叶酸缺乏mESCs诱导的拟胚体直径显著小于正常叶酸对照组(P<0.05);通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)及免疫荧光检测神经前体细胞标志物巢蛋白(nestin)的表达水平,结果显示, 相较于正常叶酸对照组,叶酸缺乏组巢蛋白的mRNA水平和蛋白质水平均下降(P<0.05)。此外,免疫荧光染色也显示Ki67荧光水平在叶酸缺乏组明显下降(P<0.05),提示叶酸缺乏诱导分化的神经前体细胞增殖能力受损。同时,在神经分化过程中的关键时间节点第4d(day 4, D4)、第8d(day 8, D8)分别对其进行转录物组测序。分别对比对照组和叶酸缺乏组在D4和D8的差异表达基因(differentially expressed gene,DEGs)进行GO功能富集,结果提示,叶酸缺乏导致中胚层分化偏倚,提示叶酸缺失可能通过破坏胚层命运决定导致神经分化异常。比较D4和D8的对照组和叶酸缺乏组DEGs,KEGG通路分析进一步揭示PI3K-AKT、MAPK及Wnt信号通路在叶酸缺乏组显著富集。Western印迹检测PI3K、AKT及其磷酸化蛋白质水平在叶酸缺乏组的D8显著升高,使用PI3K抑制剂可使叶酸缺乏组Nestin、Pax6、Otx2表达水平显著升高(P<0.05),可挽救叶酸缺乏导致的外胚层分化下降现象。综上,本研究通过构建叶酸缺乏小鼠胚胎干细胞分化模型,揭示叶酸在神经谱系命运决定过程中的作用,阐明叶酸缺乏导致的谱系命运决定异常可能是NTDs发生的原因之一。本文的研究为阐释叶酸缺乏导致神经管畸形的致病机制提供新视角,也为相似发育缺陷的致病机制研究提供新的理论依据。

细胞周期调节基因核糖核苷酸还原酶调节亚基M2(ribonucleotide reductase regulatory subunit M2,RRM2)在多种癌症中能够引发细胞衰老、细胞周期停滞或细胞死亡。尽管已有研究表明RRM2在癌症细胞中发挥重要作用,但关于RRM2通过索拉非尼(sorafenib,Sor)调控铁死亡的具体机制仍缺乏系统的阐述。本研究旨在探讨RRM2通过索拉非尼诱导肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)细胞发生铁死亡的作用机制。分别使用不同浓度的索拉非尼(0,10,15,20,25,30 μmol/L)干预人肝母细胞瘤细胞(HepG2)和人肝胆癌细胞(Huh7),随后通过CCK8法检测加用索拉非尼对HepG2细胞和Huh7细胞增殖抑制的影响,确定建立HepG2和Huh7细胞模型的最适浓度,实验分组PCDH组(转染空载质粒的细胞,作为过表达对照)、PCDH+sor组(转染空载质粒联用11 μmol/L索拉非尼干预细胞)、OE-RRM2组(过表达细胞中的RRM2)、OE-RRM2+sor组(转染RRM2过表达载体联用11 μmol/L索拉非尼干预细胞)、SINC组(转染空载体的细胞,作为敲低对照)、SIRRM2-1、SIRRM2-2、SIRRM2-3组(运用siRNA敲低细胞中的RRM2)。CCK-8和平板克隆实验结果表明,敲低RRM2导致细胞增殖能力降低,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);谷胱甘肽(glutathione,GSH)结果表明,敲低RRM2导致细胞GSH含量降低,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的结果表明,敲低RRM2导致细胞ROS含量升高,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)的结果表明,敲低RRM2导致细胞MMP升高,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);qRT-PCR及Western印迹的结果表明,敲低RRM2导致谷胱甘肽过氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)和GSH合成酶(glutathione synthetase,GSS)及缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)/诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)/血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)基因表达水平降低,而RRM2过表达组与上述结果相反(P＜0.05)。免疫荧光(immunofluorescence,IF)的结果表明,敲低RRM2导致HIF-1α蛋白的表达水平降低(P＜0.05)。以上研究结果表明,肝癌细胞内的RRM2可以通过索拉非尼的影响来激活,进而抑制肝癌细胞发生铁死亡。同时,RRM2可能通过激活HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路抑制细胞铁死亡促进HCC恶性进展。

肥胖及相关代谢性疾病在全球范围内的流行已成为重大公共卫生挑战,亟需寻找有效的干预策略。白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)“棕色化”与线粒体生物发生作为改善能量代谢的新靶点,其调控机制尚未完全阐明。达格列净(dapagliflozin, DAPA)是一种钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-glucose cotransporter 2, SGLT2)抑制剂,除降糖作用外,是否通过调节脂肪代谢发挥抗肥胖效应,目前尚不明确。本研究旨在探讨DAPA是否通过腺苷酸活化蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)依赖性机制促进线粒体生物发生、诱导WAT“棕色化”,从而改善肥胖及相关代谢紊乱。通过高脂饮食诱导的C57BL/6J肥胖小鼠模型和3T3-L1脂肪细胞模型,从体内和体外两个层面评估DAPA的干预效果。结果显示,DAPA显著降低肥胖小鼠的体重、脂肪组织及肝的重量(均 P < 0.05),改善血脂异常与肝功能损伤(均 P < 0.05),并减轻脂肪细胞肥大和肝脂肪变性。蛋白质印迹和免疫组织化学染色结果表明,DAPA可上调3种脂肪组织中解偶联蛋白1、线粒体转录因子A、核呼吸因子1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α及磷酸化AMPK的蛋白质表达(均 P < 0.01),并增加线粒体DNA含量(P < 0.01)。细胞实验进一步表明,DAPA以浓度依赖方式减少脂质积累,增强线粒体膜电位和三磷酸腺苷水平,并促进上述因子表达(均 P < 0.01);而使用AMPK抑制剂Compound C或线粒体呼吸链抑制剂鱼藤酮可部分逆转该效应(均 P < 0.01)。本研究结果提示,DAPA通过激活AMPK依赖性机制促进线粒体生物发生、诱导WAT“棕色化”并增强棕色脂肪组织功能,从而改善肥胖及代谢紊乱。该发现不仅深化了对SGLT2抑制剂多效性的理解,也为其拓展应用于非糖尿病肥胖的治疗提供了理论依据与实验支持。

本研究旨在探讨胰淀素 (amylin) 是否通过室旁核 (paraventricular nucleus PVN) 内MC4R神经元调控食欲及血糖。本文利用抗体标记和Western印迹分析验证了胰淀素的抑食效应及其对室旁核内c-Fos的激活作用。在使用胰淀素受体拮抗剂 AC187 时,食欲抑制与室旁核内c-Fos表达被阻断 (P<0.01),这表明胰淀素的作用主要通过其受体激活实现。进一步通过脑立体注射AAV-Cre-EGFP病毒实现室旁核内MC4R条件性敲除 (CKO),结果显示,MC4R表达下降约80% (P<0.01),CKO小鼠注射胰淀素后采食量介于对照组之间,提示MC4R神经元在抑食中发挥部分作用。糖耐量实验表明,胰淀素预处理30 min后显著改善小鼠葡萄糖耐受能力 (P<0.01),而CKO小鼠中的降血糖效应部分减弱 (P<0.05),表明MC4R也参与血糖调控。同时为鉴定室旁核内MC4R神经元类型,本文通过FISH和免疫荧光技术检测其与囊泡γ-氨基丁酸转运体(intracellular vesicular GABA transporter, VGAT) 及囊泡谷氨酸转运蛋白2 (vesicular glutamate transporter 2, VGlut2) 的共表达,发现MC4R主要与VGlut2阳性兴奋性神经元共定位 (≈50%,P<0.01)。以上结果表明,胰淀素能部分通过室旁核内MC4R兴奋性神经元调控食欲和血糖代谢,提示胰淀素在能量稳态中的多重调节能力。

N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m⁶A)是真核生物中最丰富的RNA修饰形式之一,在基因表达调控、细胞增殖与分化等过程中发挥关键作用。m⁶A甲基转移酶METTL3作为该修饰的核心酶,其结构特征与细胞功能关系尚需深入解析。本研究旨在构建人源METTL3的原核表达体系,并探讨其重组蛋白质在肺上皮细胞中的功能作用。通过RT-PCR从HEK-293T细胞中扩增METTL3 CDS序列,克隆至pET28a表达载体,构建含His标签的重组表达质粒。经IPTG诱导,METTL3主要以包涵体形式表达,利用8mol/L尿素裂解及200mmol/L咪唑梯度洗脱纯化该蛋白质,Western印迹验证其表达正确和纯度较高。功能实验发现,重组METTL3处理BEAS-2B细胞后可显著增强细胞增殖活性,尽管m⁶A修饰水平未出现明显变化。综上结果表明,成功构建并获得功能性His-METTL3蛋白,初步提示其可能通过非m⁶A依赖机制促进肺上皮细胞增殖,为进一步阐明METTL3调控机制及其在表观遗传和肺疾病研究中的应用提供了实验依据和理论基础。

知母(Anemarrhena asphodeloides Bunge)是我国著名的传统中药材之一,其广泛的药用功效与其体内的活性成分密切相关。类黄酮糖苷作为知母的重要活性成分之一,具有多种药理活性,近年来受到研究者们的重视。作为催化类黄酮糖苷生成的下游关键修饰酶,糖基转移酶在类黄酮糖苷的生物合成途径中发挥着至关重要的作用。然而,知母中类黄酮糖基转移酶的相关报道较少。本研究基于知母转录物组数据挖掘并克隆出1条糖基转移酶基因AaUGT2。序列分析表明,AaUGT2的开放阅读框长度为1 347 bp,编码448个氨基酸。实时荧光定量PCR显示,AaUGT2在知母的须根、根茎和叶部位均有表达,其中,AaUGT2在根茎中表达量最高。原核表达表明,AaUGT2成功表达出可溶性蛋白质,重组蛋白质大小理论值为70.88 kD。体外酶促反应检测显示,AaUGT2具有类黄酮7-O-糖基化活性。本研究成功从知母中挖掘并克隆出AaUGT2基因,并通过功能验证证实AaUGT2属于类黄酮7-O-糖基转移酶,为进一步解析知母类黄酮糖苷生物合成途径奠定基础。

针对传统TUNEL联合普通多重荧光染色法存在的信号弱、多重染色效果差及抗体种属限制等问题,本研究采用酪酰胺信号放大技术(tyramide signal amplification, TSA),对大鼠心肌梗死模型的TUNEL联合免疫荧光多重染色方法进行了改良优化。系统优化TUNEL染色中的关键参数(蛋白酶K浓度:8~15 μg/mL;孵育条件:37℃、15min)及染色顺序,研究结果显示:对比普通荧光染色与TSA荧光染色的性能差异,TSA技术荧光信号强度明显提升,同时保留更完整的细胞形态结构,且突破抗体种属限制;在多重染色流程中,“抗原修复→TSA荧光染色→蛋白酶K消化→TUNEL染色”的顺序方案显著优于另外2种染色流程,其有效性在小鼠结肠肿瘤及皮下瘤模型中均得到验证;优化后的TUNEL-TSA多重荧光标记方法具有信号增强显著、结构完整性高、检测灵敏度与特异性优异和抗体兼容性强等优势。我们的研究为建立标准化原位细胞凋亡相关免疫因子检测体系提供了技术支撑,并具备广阔的临床应用前景。

人工智能(artificial intelligence, AI)作为引领未来的关键技术之一,逐渐成为推动医学教育教学高质量发展的关键力量。针对智能医学工程专业“基础医学概论”实验教学存在实验内容陈旧、教学模式缺乏“深度”、课程思政难内化、考核维度单一等痛点问题。教学团队通过优化实验教学目标,立体化整合实验教学内容,探索人智协同智慧教学模式,打造“课程思政教学智能体”,引入AI助学、助教、助管全方位辅助实验教学,创建教与学全方位的复合评价模型等重要举措,探索数智赋能“基础医学概论”实验教学创新与实践。实践证明,此教学模式促进学生主动学习反思、知识整合与建构、迁移应用、协同创新及社会责任感的提升,教学效果显著,在持续改进基础上有望为提升复合型智能医学人才培养提供有力支撑。

《动物细胞工程》是生物技术专业的核心课程,内容抽象且结构复杂,涵盖细胞增殖、分化和调控等多个分子层面的知识点,传统教学模式下学生理解困难、学习动力不足且难以满足学生深度学习与创新能力培养的需求。本文通过构建多维度教学内容体系,结合静态图像解析细胞结构、动态图像演示分子机制、虚拟实验操作强化实验技能、三维动物模型辅助形态认知的教学体系,实施深度互动教学、融入美育理念等策略。本课程有效提升了学生对CRISPR-Cas9、细胞代谢通路等复杂机制的理解,增进了知识记忆效率和课堂参与度。教学实践表明,可视化教学显著增强了学生对抽象知识的理解与记忆效率,激发了学习兴趣,促进了跨学科素养与创新思维的培养。此外,设计思维与美育理念的引入,也拓展了课程的人文内涵与审美价值,为高等教育中复杂课程的教学改革提供了有益参考。