由于具有高效靶向药物传递的潜力，病毒颗粒已成为药物和生命科学领域的研究焦点.病毒颗粒具有病毒性载体和非病毒性载体的优点，同时克服了两者的局限性.病毒颗粒药物传递系统具有无毒、生物相容性、生物可降解性和非自动免疫等特点.研究表明，病毒颗粒能够在细胞间转运多种具有生物活性的分子，例如核酸或者基因、多肽、蛋白质以及其它抗癌药物等，因此在疾病治疗方面可能具有重要作用.如何制备携带有生物活性材料和治疗试剂的病毒颗粒和确定病毒颗粒药物的最佳剂型是目前该领域中挑战性的课题.本文综述了病毒颗粒技术多方面的特征及应用前景.
传统的基因组编辑技术是基于胚胎干细胞和同源重组实现生物基因组定向改造，但是该技术打靶效率低，严重制约了生命科学以及医学的研究.因此，研究新的基因组编辑技术十分重要.人工核酸酶介导的基因组编辑技术是通过特异性识别靶位点造成DNA双链断裂，引起细胞内源性的修复机制实现靶基因的修饰.与传统的基因组编辑技术相比,人工核酸酶技术打靶效率高，这对于基因功能的研究、构建人类疾病动物模型以及探索新型疾病治疗方案有着重要的意义.人工核酸酶技术有3种类型：锌指核酸酶(ZFN)、类转录激活因子核酸酶(TALEN)及规律成簇的间隔短回文重复序列(CRISPR).本文将对以上3种人工核酸酶技术的原理以及在生命科学和医学研究的应用进行综述.
组蛋白3赖氨酸27(histone 3 lysine 27, H3K27)去甲基化酶UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X, UTX)为X染色体上重复的转录三十四肽，是组蛋白3赖氨酸4(histone 3 lysine 4, H3K4)甲基转移酶复合物MLL2(mixed-lineage leukemia 2, MLL2)中的一员，可调节同源基因HOX(homeobox, HOX)和视网膜母细胞瘤基因RB(retinoblastoma, RB)转录谱系. UTX与BRG1-SWI/SNF重塑复合物(Brg1-containing ATPase-dependent Swi/Snf chromatin-remodeling complex, BRG1-SWI/SNF)相互作用促进染色质重塑. 因其在细胞的正确再编程、胚胎发育和组织特异性分化中扮演重要角色，UTX失活或缺失会导致癌症、胚胎发育缺陷等疾病的发生. 本文将对近年来UTX在胚胎发育及与疾病关系方面的研究进展做一综述.
唾液富组氨酸蛋白（histidine-rich protein, HRPs）是由人类和高等灵长动物的腮腺、下颌下腺、舌下腺分泌到唾液中的碱性小分子多肽，分子量为4 kD左右，其氨基酸序列富含组氨酸，分子表面带有正电荷和稳定的α螺旋结构．唾液富组氨酸蛋白具有广谱抗菌性，对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌及真菌都有杀伤作用，其抗菌机制是作用线粒体呼吸通路，诱发ATP的释放．此外，唾液富组氨酸蛋白具有促进伤口愈合的能力，其作用机制与细胞内信号调节激酶1/2通路相关．同时，它也具有金属离子结合能力、机体免疫调节能力，其作用机制与分子表面本身结构特点和阻滞下游信号通路相关．唾液富组氨酸蛋白是一种天然的功能性蛋白质，有望应用在相关疾病的治疗上，本文对唾液富组氨酸蛋白的结构特点、功能机制、应用前景作一简要论述，为后续功能蛋白质的研发和应用奠定了理论基础．
生命体中行使生物学功能的重要大分子蛋白质，由其基本单位氨基酸组成. 除甘氨酸外，其余19种常见氨基酸均具有手性，且均为L-构型，称为氨基酸的纯手性（homochirality，或称同手性）.这个现象长久以来困扰着科学家们. 本文简要综述了目前对纯手性起源的一些假说，D-氨基酸在生命体中的存在和可能的作用，以及D-氨基酸在蛋白质合成这个重要过程中的特性，包括D-氨基酸的氨酰化和在新生肽链的掺入. D-氨基酸的研究，让人们对生命有了更深入的认识，为疾病、制药等领域提供了新的思路，也为生命科学的基础研究提供了新的理论支撑和研究方向.
环状RNA (circular RNA, circRNA) 是近年来RNA领域最新的研究热点. 它是一类由特殊的选择性剪切产生且在真核细胞中广泛表达的环形内源性RNA分子. 研究发现，circRNA富含microRNA（miRNA）结合位点，可以发挥竞争性内源RNA作用，作为miRNA“海绵”来解除对其靶基因的抑制效应. 近年来,circRNA作为一种新型调控分子调控miRNA功能的发挥，受到众多研究者的青睐. 本文综述circRNA的产生机制，及其调控miRNA的最新研究进展与研究方法等.
位于酶分子活性位点(又称活性中心)附近的环结构对酶促反应特性具有重要影响. 本实验室先前在宇佐美曲霉Aspergillus usamii中发现了一种新的5家族β-甘露聚糖酶AuMan5A. 通过同源建模、分子对接及多序列比对，发现位于AuMan5A底物结合凹槽侧壁的一段环结构可能对酶的功能有影响. 为证明该假说，本研究采用AuMan5A为母本，利用PCR技术将其底物结合槽内的7肽环结构316KSPDGGN322替换成与两种木霉属β-甘露聚糖酶对应的8肽片段AQSNSDPY，构建了杂合酶基因Auman5ALoop，并在毕赤酵母GS115中进行表达，经纯化获得了杂合β-甘露聚糖酶AuMan5ALoop. 酶学特性分析结果显示，与原酶AuMan5A比较，AuMan5ALoop的最适反应pH由3.5~4.0扩宽至3.5~5.5；最适反应温度由65℃提高至70℃；以角豆胶为底物，测得AuMan5ALoop的比活性由351.2 U/mg提高至2 089.2 U/mg. 利用双倒数作图法测得动力学常数揭示，AuMan5ALoop的Km值较AuMan5A降低了36%，而kcat值是AuMan5A的6.8倍；同时，AuMan5ALoop的催化效率(kcat/Km) 提高了10.7倍.我们的结果说明，通过替换AuMan5A底物结合槽内环结构，可明显改进其酶学特性. 我们的结果还提示，活性位点附近的环结构对β-甘露聚糖酶的酶学特性具有重要影响.
冠状病毒是一大类能够引起呼吸系统疾病，从而威胁人类健康的病毒．目前,对冠状病毒诱导细胞凋亡及其机制研究甚少.本研究以动物冠状病毒猪流行性腹泻病毒(PEDV) 为模型探讨冠状病毒诱导细胞凋亡效应及其可能作用机制. 通过流式细胞术检测发现感染PEDV病毒后细胞凋亡率明显升高，且PEDV诱导细胞凋亡呈时间和剂量依赖性(P<0.05或P<0.01)；进一步研究发现,冠状病毒木瓜样蛋白酶（PLP）在病毒引起凋亡过程中起重要作用.实验发现,转染PEDV-PLP质粒后,caspase-3活化体表达水平明显升高. 提示冠状病毒PLP蛋白酶通过激活caspase-3在病毒诱导细胞凋亡过程中起着关键作用. 以上结果为研究人类冠状病毒PLP蛋白功能及其通过细胞凋亡调节宿主抗病毒天然免疫机制提供重要基础.
为了探究FAS抗体与放线菌素D（actinomycin D,ActD）诱导肝癌细胞Bel-7402凋亡的作用机制，通过自噬阻断剂3-MA的作用，来探讨自噬与凋亡的关系.利用电子显微镜和流式细胞仪观察细胞自噬及凋亡.结果表明，FAS/ActD在诱导细胞凋亡的同时伴有细胞自噬现象，在3-MA作用下,FAS/ActD所诱导的细胞自噬体减少,而凋亡现象严重.并且通过流式细胞仪分析表明，3-MA明显增高FAS/ActD所诱导的细胞凋亡率. Western印迹分析进一步显示,FAS/ActD能引起caspase-3激活产生断裂，同时刺激LC3和BECN1表达,而3-MA作用后自噬体减少，同时LC3和BECN1表达降低，但是caspase-3断裂带表达明显增加.以上结果提示，FAS/ActD诱导的Bel-7402细胞凋亡的同时伴有细胞自噬，Bel-7402细胞通过自噬逃避FAS/ActD诱导的凋亡.
Ena/VASP 样蛋白（Ena/VASP like protein，EVL）是Ena/VASP家族成员之一，它参与肌动蛋白细胞骨架重组，以及细胞迁移、收缩环形成和细胞间附着.EVL在肝癌SMMC-7721细胞中高表达. 抑制EVL蛋白表达后,SMMC-7721细胞的增殖与迁移能力降低.为研究EVL在肝癌细胞的功能,构建了靶向shRNA干扰表达载体，稳定转染肝癌SMMC-7721细胞. MTT实验和细胞集落形成实验显示,与转染对照比较，沉默EVL蛋白表达可明显抑制SMMC-7721肝癌细胞的增殖、集落形成能力. Transwell实验证明，沉默EVL表达导致SMMC-7721细胞迁移能力降低. 进而，流式细胞术揭示，沉默EVL表达的SMMC-7721细胞G0/G1期细胞比例增多.研究结果提示，EVL蛋白可促进肝癌细胞的增殖与迁移；该结果可解释EVL在肝癌细胞中高表达的意义.
近年的研究发现,在心肌细胞分化过程中，转录因子可以与表观修饰蛋白质结合进行更为精细的转录调控.作为转录因子的胰岛素基因增强子结合蛋白1（islet1, ISL1），在心血管发育过程中发挥至关重要的作用.然而, ISL1是否能够与表观修饰蛋白质相互作用，从而发挥更为精细的调控作用，目前尚未明确.本室研究发现，ISL1在小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中，能够与组蛋白去甲基化酶PHD指蛋白8(PHF8)相互作用从而促进分化. 实时RT-PCR和Western 印迹的方法检测显示，ES细胞向心肌细胞分化过程中ISL1和PHF8具有相似的表达谱.通过免疫共沉淀的方法检测分化过程中ISL1与PHF8的结合，通过染色质免疫沉淀的方法对二者在ISL1下游靶基因增强子区的结合水平进行检测，利用实时RT-PCR检测二者的相互结合对心肌细胞分化的影响.结果显示，ISL1能够与PHF8相互作用，共同结合在ISL1下游靶基因Mef2c和Myocd的增强子区，协同促进ES细胞向心肌细胞的分化.本研究证实，在心肌细胞分化过程中，ISL1存在与表观修饰蛋白质PHF8的相互作用，从而进一步促进心肌细胞的分化.
内皮素（endothelin,ET）及其受体在黑色素细胞成熟分化时起着有效的促进作用.然而，内皮素-2（ET-2）在黑色素生成的作用方面，还处于争论中或报道不一致.在此,我们研究ET-2对体外培养的绵羊皮肤黑色素细胞增殖和黑色素生成的影响.比较实验组ET-2（1,10,100 nmol/L）与空白对照组，通过MTT法和Ando等的方法检测出黑色素细胞的增殖率和黑色素含量显著增加.荧光定量PCR和Western 印迹分别检测出内皮素受体B(Bdnrb)；酪氨酸激酶受体(Kit)；酪氨酸酶(Tyr)；酪氨酸相关蛋白-1(Tyrp-1)基因的mRNA水平及蛋白水平的相对表达量显著增加.这些数据表明,ET-2可能促进绵羊的皮肤黑色素细胞增殖和黑色素生成.
α-黑素细胞刺激素（α-MSH）和lpa-miR-nov-66在羊驼黑色素细胞产生黑色素过程中均起重要的调控作用，但二者之间的关系尚未报道.本研究在体外培养的羊驼黑色素细胞中通过转染lpa-miR-nov-66和添加α-MSH处理，用实时定量PCR和Western 印迹检测黑色素细胞内基因表达水平,ELISA法检测cAMP和cGMP的产量,RTCA实时无标记细胞功能分析黑色素细胞增殖以及紫外分光光度法检测黑色素产量，证实二者在调控羊驼黑色素细胞产生黑色素颗粒过程中的关系.结果显示,与单纯α-MSH处理相比，lpa-miR-nov-66转染结合α-MSH处理组中,小眼转录因子(MITF)和酪氨酸酶(TYR)在转录水平和翻译水平的表达均降低，而酪氨酸酶相关蛋白2（TYRP2）在转录和翻译水平的表达均升高；cGMP的产量升高，cAMP的产量下降；黑色素细胞增殖没有显著变化；黑色素细胞内黑色素产量下降. 与单纯转染lpa-miR-nov-66相比，lpa-miR-nov-66转染结合α-MSH处理组中,MITF、TYR和TYRP2在转录水平和翻译水平的表达均升高；cGMP的产量下降，cAMP的产量升高；黑色素细胞增殖没有显著变化；黑色素细胞内黑色素产量升高.上述结果证明，lpa-miR-nov-66通过调控羊驼黑色素细胞中毛色形成的cAMP路径，抑制α-MSH对黑色素细胞产生黑色素的促进作用.
Bcl-2相关抗凋亡蛋白3（Bcl-2 associated athanogene 3，BAG3）是BAG家族的重要成员，调节肿瘤细胞的粘附、迁移和侵袭，促进恶性肿瘤的复发和转移.本室前期工作证明，PKCδ可催化BAG3的Ser187位点磷酸化.本文研究BAG3蛋白磷酸化修饰对甲状腺癌FRO 细胞EMT表型转化的影响.稳定转染野生型WT-BAG3、模拟磷酸化型S187D-BAG3、阻碍磷酸化型S187A-BAG3 FRO细胞后，观察细胞形态的变化.结果显示，稳定转染模拟磷酸化型S187D-BAG3引起甲状腺癌FRO细胞呈现明显的间质细胞形态.实时PCR 和Western印迹，结果显示，稳定表达S187D-BAG3显著上调间质细胞标记物N-cadherin和波形蛋白mRNA与蛋白质在FRO细胞的表达，但下调上皮细胞标记物E-cadherin的mRNA和蛋白质的表达.同时，免疫荧光结果显示，稳定过表达S187D-BAG3的FRO细胞，E-cadherin和β-catenin出现向核周的内化.本文结果提示，BAG3蛋白磷酸化修饰可诱导甲状腺癌FRO细胞上皮间质转化.
原发性肝癌是临床上最常见的恶性肿瘤之一，目前仍在寻找有效的治疗手段. 白藜芦醇苷可抑制肺癌细胞以及大肠癌细胞的增殖，但其在肝癌中的作用及具体作用机制并不清楚. 本文探讨白藜芦醇苷对大鼠肝癌是否具有预防作用，及其对肝癌细胞系增殖和侵袭的影响. 构建大鼠原发性肝癌模型，将其分为正常组、模型组及白藜芦醇苷预防组. 病理检测结果显示，与模型组相比，白藜芦醇苷预防组的肝癌发生率明显降低.检测肝组织中microRNA-21表达情况，结果显示，白藜芦醇苷预防组肝中microRNA-21表达明显降低，并且microRNA-21的靶基因PTEN表达上调.在肝癌细胞系SMMC7721和HepG2中加入白藜芦醇苷，细胞增殖及侵袭能力明显下降，同时伴随microRNA-21表达降低，PTEN表达升高. 这提示,白藜芦醇苷可能通过抑制microRNA-21的表达，抑制肝癌的发生，本文结果为预防原发性肝癌提供了新的理论依据，但其临床疗效还需要进一步验证.
顺乌头酸酶（aconitase，Aco）是细胞内重要的铁硫蛋白酶，它催化细胞内柠檬酸经中间产物顺乌头酸生成异柠檬酸. 真核细胞中顺乌头酸酶有两种，分别定位在细胞质的顺乌头酸酶1（c-Aco）和定位在线粒体的顺乌头酸酶2（m-Aco）.检测它们活性的变化能敏感地反映出细胞中能量代谢、自由基产生、铁硫簇组装及铁代谢水平的改变. 顺乌头酸酶活性的传统检测方法通常是测定细胞中总的顺乌头酸酶活性，该方法难以准确区分出c-Aco和m-Aco各自的活性变化.因此我们建立一种胶内酶活性分析法检测顺乌头酸酶活性. 该方法利用非变性电泳技术将c-Aco和m-Aco浓缩分离，通过泡染底物显色，条带颜色深浅反映了酶活性的强弱. 同时,比较了胶内酶活性分析法和分光光度法检测细胞内c-Aco和m-Aco的活性,并对比检测了过氧化氢处理细胞前后Aco活性的变化.结果显示,这两种方法均可敏感地检测出Aco的活性改变，并有广泛的细胞系实用性,但胶内酶活性分析法可区别测定c-Aco和m-Aco活性,不需繁琐的细胞质和线粒体分离,简便易行.文中介绍的线粒体分离纯化技术也为线粒体功能深入研究提供了一个快速、高效的分离纯化方法.
