已知细胞间的信息交流不仅可以通过直接接触，或释放信号分子等方式，同时还存在另一种细胞通讯方式即释放外泌体。外泌体是由细胞分泌，直径为30～100 nm的囊泡结构。外泌体含有蛋白质、脂质、mRNAs和miRNAs等成分，并且能够靶向运输到其他细胞或组织中，从而在细胞间的信息交流、物质传递方面发挥重要作用。本文对外泌体的基本特征、形成过程、功能以及在疾病诊断与治疗中的应用等方面进行简要综述，重点介绍外泌体在免疫调控和肿瘤发生方面的功能。外泌体作为一种广泛存在的亚细胞成分，虽然体积小，组成成分简单，然而，其复杂功能具有重要的研究价值。对外泌体功能的深入了解将为肿瘤等疾病的预防和治疗提供更多的诊断标志物、疫苗以及治疗思路与手段。
衰老是一种生理完整性丧失，功能受损，疾病和死亡风险增加的过程。早老症（HGPS）是一种加速化的衰老疾病，是研究人类正常衰老理想的疾病模型。由LMNA基因突变产生prelamin AΔ50在细胞内累积是造成早老症的主要原因，早老症病人表现出寿命急剧缩短，老化特征明显的现象，例如脱发、皮下脂肪减少、骨质疏松以及早逝。 锌金属蛋白酶Zmpste24 是prelamin A加工成为成熟lamin A蛋白的关键酶。敲除Zmpste24基因的小鼠表现出与早老症高度一致的衰老表型，同时也存在非常相似的发病机制，如染色质异常、DNA损伤和干细胞功能缺失等。Zmpste24缺失小鼠作为典型的早老模型小鼠因其衰老周期短，衰老特征明显而获得广泛应用。本文总结了以Zmpste24缺失早老小鼠为模型取得的早老相关分子机制的研究进展，以及抗衰老策略的最新发现。
硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）是继一氧化氮（nitric oxide，NO）和一氧化碳（carbon monoxide，CO）之后发现的第3种气体信号分子，它能参与生物体内的多种生理生化过程并发挥特定功能。在动物体内，H2S能够调节血管及神经系统功能。植物也能通过产生内源H2S来提高对环境的适应能力，缓解多种逆境胁迫造成的损伤和毒害，参与特定的生理代谢过程，诸如参与气孔运动和延缓衰老等。本文从H2S产生和代谢途径、已发现的生理功能和信号转导机制等方面综述H2S在植物中的最新研究进展，同时也探讨了H2S与其它信号分子的相互作用以及H2S对蛋白质的修饰机制。
目前，基于计算机数学方法对基因的功能注释已成为热点及挑战，其中以机器学习方法应用最为广泛。生物信息学家不断提出有效、快速、准确的机器学习方法用于基因功能的注释，极大促进了生物医学的发展。本文就关于机器学习方法在基因功能注释的应用与进展作一综述。主要介绍几种常用的方法，包括支持向量机、k近邻算法、决策树、随机森林、神经网络、马尔科夫随机场、logistic回归、聚类算法和贝叶斯分类器，并对目前机器学习方法应用于基因功能注释时如何选择数据源、如何改进算法以及如何提高预测性能上进行讨论。
聚腺苷酸化 (polyadenylation) 是指在底物RNA的3′-端加上一段聚腺苷酸残基的转录后修饰作用。1971年，第一次发现真核生物mRNA的3′-端存在多聚腺苷酸 (poly (A)) 尾，它保护mRNA免受核酸外切酶攻击，且对于转录终止、mRNA运输及翻译都起到重要作用，学者们一度将该现象认为是真核细胞mRNA的特征之一。时至今日，细菌RNA聚腺苷酸化现象的发现引起了学术界的高度重视，大量的研究结果不仅证明了该种修饰在细菌中普遍存在，而且发现其在细菌RNA的加工、降解及质量监控中扮演重要的角色；然而,与真核生物不同的是，在原核生物中该修饰倾向于使RNA去稳定化，即加速RNA的降解。本文综述了近年来细菌中RNA聚腺苷酸化修饰及其调控机制与生理作用的研究进展。
葡萄糖异构酶（glucose isomerase，GIase；EC 5.3.1.18）是利用淀粉生产果葡糖浆的关键用酶。筛选和构建适合大规模工业生产的 GIase 一直是研究的热点。本文首先综述葡萄异构酶的基本性质与序列结构和功能特性，在分析比对高生产性能GIase的序列特征和空间结构特征的基础上，发现位于该组GIase 的“催化口袋”上存在12个特有保守氨基酸残基位点，且有5个位点的残基含两性（亲水和疏水）的环状结构。由此提出了“高性能葡萄异构酶存在特有保守位点”的推断假设，并在结合自身实验结果和他人的研究，对基于特有保守位点发掘高生产性能GIase的可行性进行了进一步验证和探讨。该研究思路对高性能商业化GIase的发掘及对其它GIase的性能改造具有重要的参考价值。
DNA错配修复(mismatch repair, MMR)是一种进化中保守的机制，它校正DNA复制过程中产生的错误，维持基因组的稳定性。MMR家族蛋白同时也参与多种DNA相关的生物学功能。本研究从嗜热四膜虫鉴定了一种新的错配修复蛋白MLH3基因，该基因预测编码 319 个氨基酸，在有性生殖期特异表达。免疫荧光定位表明，HA-Mlh3定位在有性生殖期减数分裂的小核和新发育的大核中。MLH3 敲除的突变体细胞株，在有性生殖发育期停滞在两大核和两小核阶段，新大核DNA复制受阻。γ-H2A.X 检测表明，新大核和小核有性生殖后期断裂的基因组不能正常修复，发育中的细胞裂解，不能形成有性生殖后代。结果表明，Mlh3参与四膜虫新大核发育过程基因组的断裂修复和复制，对四膜虫的有性生殖是必需的。
有性生殖过程特异表达的Tcd1在四膜虫大核基因组重排和修复中起到重要调节作用, Tcd1含有进化中保守的chromodomain(CD)结构域以及chromo shadow domain (CSD)结构域, 然而不同结构域的具体功能并不清楚。本研究首先鉴定了TCD1基因仅含有1个CD结构域的选择性剪切本TCD1β，免疫荧光定位表明,Tcd1β定位在胞质中。定点突变Tcd1中CD1内159位色氨酸为丙氨酸, Tcd1W159A点状定位在亲本大核,然后转移到新发育的大核上围绕核膜致密分布,发育的晚期逐步消失。进一步突变CD2中437位的色氨酸为丙氨酸后，Tcd1W159AW437A在早期亲本大核形成异常的环状分布, 而在新发育大核中形成点状分布。截短CSD结构域C端35个氨基酸后, Tcd1Δ35在亲本大核和新大核上的定位不受影响。 然而，截短CSD结构域C端的53个氨基酸后, Tcd1Δ53定位在细胞质中, 无核内定位。结果表明, Tcd1中的CD1和CD2结构域决定了Tcd1蛋白在核内的分布, CSD结构域决定了Tcd1入核转运, Tcd1的3个功能结构域共同决定了Tcd1在四膜虫中的功能定位。
Sirtuin1(SIRT1)活性的异常与血管内皮细胞的衰老密切相关。大蒜素作为一种生物活性分子具有抗氧化、抗炎及调脂作用，然而目前尚未见关于大蒜素与SIRT1的活性调节的报道。本研究旨在阐明大蒜素对过氧化氢（H2O2）诱导人脐静脉内皮细胞（HUVECs）衰老的影响，以及Sirtuin1(SIRT1)在其中的作用。SA-β-gal染色及活性氧检测提示，与对照组相比，大蒜素明显减少H2O2诱导半乳糖苷酶阳性细胞数及活性氧的产生。用Western印迹、MTT、RT-PCR及SIRT1活化检测对SIRT1、p-SIRT1、PAI-1的蛋白质、SIRT1mRNA表达及细胞活力进行检测，结果显示，大蒜素可以逆转H2O2诱导的PAI-1表达的升高、SIRT1磷酸化及活性的降低，并且上调细胞的活力。当采用SIRT1抑制剂NAM处理后，大蒜素的这些作用均被阻断。以上结果表明，大蒜素通过激活SIRT1抑制H2O2诱导的HUVECs ROS的产生、活力的下降及细胞的衰老。
脂联素（adiponection）与骨关节炎（osteoarthritis, OA）的发病密切相关，且主要通过其受体adipoR1发挥作用。而骨关节炎中脂联素的表达是否受miRNA表达的影响却未见报道。本文旨在研究miR-127-5p对骨关节炎软骨细胞中脂联素及细胞增殖的影响。分离培养人原代OA软骨细胞及对应正常细胞，甲苯胺蓝染色和II型胶原免疫细胞化学染色进行鉴定。 Real-time PCR结果表明，OA软骨细胞中miR-127-5p的表达与正常软骨细胞中的相比较显著下降。MiR-127-5p转染可显著降低荧光素酶报告基因的荧光强度（P<0.05），表明adipoR1为miR-127-5p的靶向基因。MiR-127-5p mimic转染软骨细胞后，MTT法研究结果表明，miR-127-5p mimic 可显著促进软骨细胞增殖，Western 印迹结果表明，脂联素及其受体（adipoR1）表达显著上升，p65的表达以及p38、ERK1/2以及IkBα的磷酸化水平显著下降。ELISA结果表明，MMP-1、MMP-3、MMP-13的含量显著下降。实验结果提示，miR-127-5p通过靶向下调adipoR1及脂联素的表达，促进软骨细胞增殖，并且抑制NF-κB信号通路，进而抑制炎性反应。
摘要 已有研究证明，沉默信息调节子1(silent information regulator , SIRT1）和核因子κB(nuclear factor-κB, NF-κB）参与多种炎性反应调节；SIRT1激活剂——白藜芦醇（resveratrol）可通过依赖或不依赖于SIRT1的途径抑制炎症反应。然而，SIRT1及白藜芦醇在妊娠期肝内胆汁瘀积症（intrahepatic cholestasis of pregnancy, ICP）炎性反应中的作用在国内外尚未见报道。本研究证明，白藜芦醇可通过上调SIRT1表达，下调NF-κB及肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-alpha, TNF-α）表达保护牛磺胆酸 （taurocholic acid, TCA）引起的胎盘合体滋养细胞HTR-8炎性损伤。免疫组化及Western印迹显示，SIRT1蛋白在正常胎盘组织的表达水平明显高于妊娠期ICP胎盘组织，而NF-κB蛋白表达在正常胎盘组织的表达低于ICP胎盘组织。Western印迹揭示，SIRT1蛋白在HTR-8细胞中的表达水平随暴露的TCA浓度增高而降低；相反，NF-κB和TNF-α蛋白质水平随TCA浓度增高而升高。采用白藜芦醇处理HTR-8细胞，该差异可被逆转；且白藜芦醇这一作用可被Ex-527（一种SIRT1 抑制剂）阻断。上述结果证明，在ICP胎盘合体滋养细胞炎性反应中SIRT1表达下调，而NF-κB表达上调；其可能的机制是ICP高浓度胆汁酸干扰胎盘合体滋养细胞SIRT1-NF-κB通路，诱导炎症反应。上述结果还提示，SIRT1激动剂——白藜芦醇可通过诱导SIRT1表达，抑制NF-κB及TNF-α表达，保护牛磺胆酸诱导的胎盘合体滋养细胞的炎性损伤。本研究为白藜芦醇临床治疗（妊娠期）肝内胆汁瘀积症提供了新的证据。至于白藜芦醇是否可直接抑制NF-κB的表达还有待进一步探讨。
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。我们之前的研究证实白藜芦醇苷能够抑制肝癌细胞的增殖和侵袭，但其具体的分子生物学机制仍不清楚。本文主要探讨白藜芦醇苷调控肝癌细胞系SMMC-7721和HepG2肝癌细胞系增殖能力的分子生物学机制。首先，我们构建大鼠原发性肝癌模型，发现模型组肝组织中长链非编码RNA HULC的表达较正常组明显升高；同时检测白藜芦醇苷预防组（分为低剂量组，中剂量组和高剂量组）肝组织中肝癌细胞中出现异常的高表达(HULC)的表达情况。结果显示，在中、高剂量组中HULC的表达明显降低。在体外实验中，SMMC7721和HepG2中HULC的表达明显较正常肝组织显著增高，然而白藜芦醇苷高剂量组中HULC的表达发生明显降低，同时在SMMC7721和HepG2中加入白藜芦醇苷后，高剂量组中细胞增殖能力明显下降。为了进一步探究HULC在白藜芦醇苷预防肝癌中的功能，我们构建了HULC过表达质粒以及针对HULC的siRNA片段，并验证了过表达和敲低的效率。在使用高剂量白藜芦醇苷处理SMMC7721和HepG2的同时，过表达HULC能够逆转白藜芦醇苷引起的对细胞增殖的抑制，然而敲低HULC则能够更加有效地降低白藜芦醇苷对细胞增殖的抑制效果。这提示我们白藜芦醇苷能够可能通过调控HULC的表达抑制肝癌细胞的增殖和侵袭，二者具有协同作用。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。
microRNA (miRNA)在奶山羊雄性生殖细胞和精子发生过程有重要的调控功能。为研究miR-34c对雄性生殖干细胞增殖与分化中的作用，本文利用视黄酸效应基因8（Stra8）在雄性生殖细胞中随年龄增长，以其表达量上调的表达特征为指针，使用实时定量PCR技术筛选分析miRNAs。结果发现，miR-34c与Stra8的表达规律基本一致。在无精症奶山羊的睾丸组织中，发现miR-34c在无精症奶山羊睾丸组织中表达缺失。利用miR-34c模拟物及抑制剂转染奶山羊雄性生殖干细胞，体外转染miR-34c模拟物及其抑制剂，发现miR-34c能够下调Rarg、Stra8与c-Myc基因的表达，减缓奶山羊雄性生殖干细胞的增殖。结果提示，miR-34c可能具有调控奶山羊雄性生殖干细胞的减数分裂的作用，同时抑制其增殖。
α-促黑素细胞激素（α-melanocytestimulating hormone，α-MSH）与黑皮质素1受体(melanocortin 1 receptor，MC1R)结合，通过cAMP信号通路影响黑色素的生成。然而，不同浓度α-MSH对绵羊黑色素生成的具体影响，还没有定论。本文旨在探讨不同浓度α-MSH对绵羊皮肤黑素细胞增殖和黑素合成的影响。实验组α-MSH（0、01、1、10、100、1 000 nmol/L)和空白对照组相比，荧光定量PCR和Western印迹检测出MC1R、小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor，MITF)和酪氨酸酶(tyrosinase，TYR)，在添加10 nmol/L α-MSH时，基因mRNA水平和蛋白水平的表达量最高，之后则降低；ELISA方法检测出 cAMP含量总体增加，cGMP含量总体降低，添加10 nmol/L α-MSH时，cAMP的产量增加最多，cGMP的产量降低最多；酶标法检测出10 nmol/L α-MSH时，黑色素生成最多，之后则降低。上述结果证明，不同浓度α-MSH通过调控黑色素形成的cAMP路径，影响MC1R、MITF和TYR的基因和蛋白表达，从而影响黑色素的合成，以添加10 nmol/L α-MSH时，对黑色素细胞表型和黑色素含量影响最为显著。
已有研究证明，内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）启动的未折叠蛋白质反应（unfolded protein response，UPR）信号途径有助细胞存活；然而，长时间剧烈ERS可诱导细胞凋亡，因此，ERS是肿瘤治疗的新靶点。抗癌药物具有严重的毒副作用，而药物的协同作用是减少抗癌药物使用剂量、减少毒副作用的重要手段之一。本研究证明布雷菲德菌素A（brefeldin A，BFA）与顺铂（cisdichlorodiamine platinum，CDDP）的协同抗肺癌细胞的作用。MTT试验显示，单独应用BFA和顺铂时，它们抑制肺癌细胞GLC82生长的半数有效浓度（IC50）分别是100 ng/mL和4 μg/mL；而采用半量的BFA和CDDP联合处理GLC82细胞 24 h后，其抑制生长作用进一步加强；等效线图解法及联合作用指数分析进一步证明二者具有协同作用。两药的这种协同作用进一步被形态学检查证明——与单独用药比较，除了细胞皱缩，出现了更多的染色质固缩，细胞质及细胞核裂解碎片，乃至形成凋亡小体，提示细胞凋亡的发生。实时定量PCR及蛋白质印迹证明，与单独用药比较，联合用药导致内质网应激标志分子GRP78、CHOP表达水平明显增加，提示有内质网应激通路激活。上述结果证明，BFA与CDDP联合用药可增强对肺癌细胞GLC82的生长抑制作用，其协同机制可能与内质网应激通路的激活有关。我们的结果支持“ERS是肿瘤治疗新靶点”学说，对肺癌的新化疗方案有一定的指导意义。
传统的核酸检测技术如放射性核素、荧光、化学修饰的探针以及核酸扩增等技术无法检测活细胞中核酸的表达量。而活细胞RNA纳米检测技术和传统的检测技术相比，利用纳米金颗粒为探针能对活细胞进行检测，实验步骤更为简单,可以在自然的、无扩增的条件下观察RNA,这可真实地反应基因表达与表型之间的关系。miRNA是一类非编码RNA，其长度为20～24个碱基，在生命活动中起重要的作用。本文应用活细胞RNA检测纳米技术结合荧光定量PCR分别检测正常的乳腺上皮细胞系及乳腺上皮癌细胞系中内源性miR-142-3p的表达，发现乳腺癌细胞系内源性miR-142-3p的表达显著高于正常乳腺上皮细胞系中miR-142-3p的表达，结果提示miR-142-3p可能在乳腺癌细胞发生发展中起到调控作用。
