过刊目录

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    特约综述
  • 张玉波
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 351-363. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.01
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    三维基因组学是以研究真核生物核内基因组空间构象,及其对不同基因转录调控的生物学效应为主要研究内容的一个新的学科方向;也是后基因组学时代研究的一个热门领域。它的研究重点是空间构象与基因转录调控间的关系。通过三维基因组学技术,科学家将能对基因组的折叠和空间构象、转录调控机制、复杂生物学性状、信号传导通路和基因组的运行机制等一系列重要问题进行更深入的探讨和研究,为系统解读生命百科全书和精准生物学的实施奠定坚实基础。本文综述了目前三维基因组学研究领域中的主要技术、研究现状、科研进展、存在问题、未来及与精准生物学的关系等内容。以期能较系统地展示三维基因组学取得的一系列成果,解读从三维空间构象信息到不同基因功能研究的路径,精准决定在转录调控网络中不同基因表达的时空特异性的可能模式。
  • 综述
  • 杨发誉, 杨云彭, 霍毅欣
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 364-370. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.02
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    随着合成生物学的兴起和发展,基因克隆和DNA大片段组装成为了常规操作。利用人工智能和液体操作机器人进行高通量的DNA组装和功能筛选已被广泛应用。传统的依赖于限制性内切酶识别位点的克隆技术对序列有选择性、步骤繁琐、实验人员的培训周期长,不利于以流水线形式进行工程化使用,已经逐步在生物工程领域内被淘汰。文中论述了一系列适于机械化操作的新一代分子克隆技术,即不依赖基因序列和连接反应克隆方法、Gibson组装、聚合酶环形延伸克隆、细胞裂解物体外无痕连接和细胞体内组装克隆。对这些方法的建立、基本原理及应用前景等方面进行了总结,并对其优缺点进行了比较。
  • 高芸, 庞卫军,杨公社
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 371-376. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.03
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    全球性肥胖症及其代谢疾病已经严重影响人类健康。因此,对其进行治疗变得愈加重要。新近研究表明,激活棕色和米色脂肪可能成为对抗肥胖的有效途径。白色脂肪棕色化可使储存能量的白色脂肪转化为具有类似棕色脂肪产热特性的米色脂肪,来增加耗能,对抗肥胖。本文综述了棕色和米色脂肪激活剂及其作用机制的研究进展,并从纳米技术的角度展望了其在肥胖症治疗中的应用前景。

  • 汪靖, 王进, 曾家豫
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 377-384. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.04
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    核酸适配体是通过体外指数富集配体系统进化(SELEX)技术筛选获得,并能够和蛋白质靶标高特异性、高亲和力结合的单链寡核苷酸。核酸适配体不但具有抗体的识别特性,而且具有自己独特的优良性能,目前已应用于分析检验、食品安全和生物医药等各个领域。蛋白质具有多种多样的生物功能以及临床诊断价值。因此,核酸适配体针对蛋白质靶标并在蛋白质相关的基础研究领域受到广泛的关注。核酸适配体应用性能的优劣取决于与其靶标蛋白质的亲和力与特异性。本文主要综述核酸适配体对蛋白质靶标的亲和力表征方法,以及在药物研发、肿瘤检测、生物成像以及生物传感器方面的应用。

  • 郑琳, 郑慧玲, 刘新光
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 385-389. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.05
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    甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)是糖酵解过程中的一个酶,编码该酶的基因为管家基因,几乎在所有组织中呈高水平、恒定表达,常用作蛋白质、RNA、DNA等分子生物学相关实验的标准化内参。但近年来,GAPDH作为内参受到质疑,特别是在肿瘤组织、衰老组织。大量研究证实,GAPDH在多种肿瘤中表达上调,衰老的骨骼肌中下调。其中GAPDH在肿瘤中的高表达可能与肿瘤的侵袭性转移和细胞增殖相关。本文就GAPDH在肿瘤、衰老组织或细胞中的表达情况以及可能机制作一综述,旨在更全面地了解管家基因GAPDH在肿瘤与衰老组织、细胞中是否恒定表达,以便在研究中可以选择最优的内参做参照。

  • 魏洁, 刘东方, 王葱
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 390-394. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.06
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    中脑星形胶质细胞源性神经营养因子(mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor, MANF)是一种新型保守的神经营养因子,其结构和作用形式与传统的神经营养因子存在差异。MANF具有独特的三维结构,包含N端saposin样结构域和C端SAP(SAF-A/B, Acinus and PIAS, SAP)结构域,决定其特殊的作用形式。表达MANF的组织在哺乳动物体内分布广泛。在细胞内,MANF主要位于内质网腔,对于维持内质网稳态具有重要意义。在细胞外,MANF作为一种分泌蛋白质,不仅具有保护和促进多巴胺能神经元修复的功能,对包括胰岛β细胞、心肌细胞、视网膜神经节细胞等其他细胞类型也具有保护作用。此外,MANF还可通过调节炎症相关通路抑制炎症反应。研究显示,MANF在多种疾病中呈现出潜在的临床价值。本文将对MANF的结构、生理功能及其研究进展进行综述。

  • 研究论文
  • 庞广宪,努尔阿米乃·麦麦提,牛超,阿吉艾克拜尔·艾萨
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 395-403. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.07
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    8-甲氧基补骨脂素(8-MOP)和5-甲氧基补骨脂素(5-MOP)等补骨脂素类药物在临床上常用于治疗白癜风,但同时具有诸多副作用。因此,发掘作用更强、毒性更小的补骨脂素类化合物用以治疗白癜风成为研究热点。在我们的前期研究中,本课题组设计合成了一系列结构新颖的补骨脂素席夫碱衍生物,并评价了它们的抗白癜风活性。本论文选取了其中一个补骨脂素席夫碱衍生物(BSP-1),研究了它对小鼠B16细胞中黑色素合成的作用及其信号通路。利用CCK 法、L-Dopa 氧化法、NaOH溶解法及Western印迹法分别分析BSP-1对细胞增殖、黑色素含量、酪氨酸酶(TYR)活性及相关蛋白表达的影响。结果显示,BSP-1能够促进B16细胞内黑色素生成和TYR活性,上调 TYR、TRP-1、TRP-2和MITF的蛋白表达,并呈浓度依赖性。机制研究发现,BSP-1通过提高Akt和GSK-3β的磷酸化水平,上调细胞核中β联蛋白的含量,最终使得小眼相关转录因子(MITF)的蛋白表达增加。综上所述,本研究提示BSP-1可通过调节Wnt/β-联蛋白信号通路来促进B16细胞内的黑色素合成。

  • 薛立英,高丽, 秦雪梅, 杜冠华, 周玉枝
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 404-416. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.08
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    为探究汉黄芩苷是否具有抗衰老作用,本研究以果蝇为模型,考察汉黄芩苷对果蝇自然寿命的影响。采用RT-PCR和UPLC-MS/MS 代谢组学技术,探索汉黄芩苷发挥抗衰老作用的潜在机制。结果显示,0.02和0.5 mg/mL 汉黄芩苷均可整体延长果蝇寿命,并能够分别延长果蝇平均寿命5.64%和5.39%,延长最高寿命2.74%和5.12%;与30 d组相比,汉黄芩苷能够显著上调果蝇体内抗氧化酶基因SOD1、SOD2和CAT的表达水平,下调MTH的表达水平。果蝇代谢组学分析共找到17个潜在生物标志物,主要参与氨基酸代谢(D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢)和能量代谢(氮代谢)。该结果表明,汉黄芩苷延缓衰老与上调抗氧化基因表达和调控不同代谢途径有关。

  • 黄亚洲,刘叶文, 王玲玲,金晶, 陈茜, 李伟
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 417-426. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.09
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    长链非编码RNAs(long noncoding RNAs, lncRNAs)可在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调节基因的表达,对细胞功能起着重要的调节作用。RNA结合蛋白可与很多的RNA结合,并在转录后水平发挥重要的调节作用。然而,RNA结合蛋白是否可以在细胞内广泛结合lncRNAs对其发挥调节作用,仍需进一步证实。本研究通过RNA结合蛋白免疫沉淀技术联合高通量测序(RNA binding protein immunoprecipitation-high throughput sequencing, RIP-Seq)的方法在人肝癌细胞株HepG2中,鉴定与人抗原R(human antigen R, HuR)蛋白相结合的lncRNA分子,并进行了初步的验证。首先,通过HuR-RIP实验分离与HuR蛋白结合的RNA分子,然后高通量测序及生物信息学分析。根据分析结果,鉴定出HepG2细胞中361条与HuR蛋白结合的lncRNAs分子,包括基因间lncRNA(large intergenic noncoding RNA, LincRNA)、内含子lncRNA、与编码基因正义链有重叠的lncRNA和与编码基因反义链有重叠lncRNA(antisense lncRNA)等。并进一步通过RIP-qPCR技术,对其中20条LincRNA分子进行了定量检测,验证测序结果。在HepG2细胞中敲低HuR基因表达,发现这些LincRNA分子中,11条LincRNA分子表达水平显著降低(P<0.05),2条LincRNA显著升高(P<0.05),剩余7条LincRNA表达量未发生变化(P>0.05)。本研究结果说明,HuR在细胞内可以广泛结合lncRNA分子,并且可能对结合的lncRNA分子的表达量产生影响,这也为进一步研究这些lncRNA的功能和HuR调控网络的研究提供了基础。

  • 陈学书, 袁航, 龙妮娅, 李雅洁, 张晓怡, 赵艳, 谢渊, 周建奖
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 427-433. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.10
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    胃癌组织中肿瘤相关成纤维细胞(carcinoma associated fibroblasts, CAFs)是胃癌微环境的重要成分,主要来源于正常成纤维细胞(normal fibroblasts, NFs)的活化,对胃癌的发生发展有重要作用,但是两者之间的基因表达差异并不完全清楚。本研究选取从人胃癌组织中分离获得的CAFs及NFs 各3组,进行转录组学研究,筛选出3组细胞中交集且差异倍数较大的基因12个,用Omicsbean在线工具对差异基因进行Gene Ontology (GO)功能及KEGG通路富集,构建蛋白质相互作用调控网络;最后用RT-qPCR验证CAFs和NFs中差异基因的表达。结果显示,筛选出的12个差异表达基因主要参与NF-κB信号、炎症、细胞黏附、细胞表面受体和细胞因子等功能,上述功能均与肿瘤的发生发展密切相关。RT-qPCR检测发现,与NFs相比,CAFs中BCL2A1、NKX3-2、CXCL12、TNFAIP3、FOS、CDH4及CLDN1表达上调;ATF3、CYFIP2、CCL11、KLF2及GDF15基因表达下调,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结果提示,胃癌CAFs与NFs中存在肿瘤相关的差异表达基因,这些差异基因可能在胃癌微环境中发挥重要作用。

  • 王瑞鸽, 颜子千, 邓梓坤, 于京福, 张宝刚
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 434-439. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.11
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    膜联蛋白A2(annexin A2,ANXA2)可促进人结直肠癌的侵袭和迁移。然而,ANXA2在乳腺癌中的作用以及调节机制尚缺乏系统的研究。本研究旨在探讨微小RNA-206(microRNA-206,miR-206)如何调节ANXA2基因的表达,进而影响乳腺癌的侵袭。通过基因预测软件TargetScan (TargetScan V5.2)找到与ANXA2的3′UTR区互补结合的miR-206。运用实时定量 PCR(qRT-PCR)检测不同乳腺癌细胞系中miR-206的表达水平,发现低侵袭性乳腺癌MCF-7细胞株miR-206 表达量明显高于高侵袭性乳腺癌细胞株MDA-231、MDA-435和T47D。运用转染技术将 miR-206 质粒及miR-206 抑制剂转入乳腺癌细胞系MDA-231后,qRT-PCR检测转染后各组细胞中miR-206的表达情况,结果显示转染成功。用Western印迹法检测各组细胞中ANXA2的表达情况,结果显示,miR-206负向调控ANXA2蛋白的表达。 qRT-PCR显示,过表达乳腺癌细胞内miR-206 后,ANXA2 mRNA基本没有变化。结果显示,miR-206是在翻译水平上影响ANXA2蛋白的表达。荧光素酶实验显示:miR-206能特异性地与ANXA2 mRNA的3′UTR结合,抑制其荧光素酶活性。Transwell侵袭实验检测各组细胞的侵袭能力。结果显示,过表达miR-206后,乳腺癌细胞体外侵袭能力明显减弱。综上所述,miR-206 通过靶向结合癌基因ANXA2 mRNA的3′UTR区,抑制ANXA2蛋白翻译,从而抑制了乳腺癌细胞的侵袭。因此,miR-206有望成为抑制乳腺癌侵袭与治疗乳腺癌的新靶点和生物学标记物。

  • 胡玲,张滔,唐静,黄小环*,冯晓灵
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 440-445. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.12
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    肿瘤干细胞样细胞具有自我更新、无限增殖和多向分化能力,且受到长非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs)的调控。长非编码RNA HOTAIR在人胃癌细胞中表达升高,且具有调控功能。但目前对其在胃癌干细胞样细胞中的功能尚无研究。本研究的目的是探讨胃癌肿瘤干细胞中HOTAIR对肿瘤恶性行为的调控作用。本研究采用无血清培养基在补充细胞因子条件下培养SGC-7901细胞,获得悬浮生长的肿瘤干细胞样细胞微球,检测微球细胞的表面特征因子CD44、CD24及HOTAIR的表达量变化;并通过CCK-8、流式细胞分析及ELISA等技术探讨了HOTAIR对肿瘤干细胞样细胞功能调控作用。结果表明,无血清培养基中获得的肿瘤干细胞样细胞具有自我更新能力,其可连续传代细胞微球的比率为4.75%±0.76%;RT-qPCR检测显示,相对于SGC-7901细胞,肿瘤干细胞样细胞中的HOTAIR表达量明显升高;通过慢病毒干扰技术发现,HOTAIR干扰抑制了HLA-G蛋白分泌、促进肿瘤干细胞样细胞的细胞周期推进、细胞增殖和自我更新能力维持。本研究提示,胃癌细胞系SGC-7901中的肿瘤干细胞样细胞中HOTAIR表达量升高,并可能通过促进肿瘤干细胞样细胞干性调控肿瘤恶性行为。

  • 周柳,郑静, 袁瑞, 王继书
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 446-454. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.13
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    骨膜蛋白(periostin, Postn)与转化生长因子-β1(transforming growth factor-beta1,TGF-β1)信号通路活动密切相关,并参与多种纤维化疾病的病理形成,但在宫腔粘连(intrauterine adhesions,IUAs)形成过程中的作用机制尚不清楚。为了解Postn与纤维标志物(α-平滑肌肌动蛋白:alpha smooth muscle actin,α-SMA,Ⅰ型胶原:CollagenⅠ)在宫腔粘连发病中的作用,本研究收集宫腔粘连(实验组)轻、中、重度各20名患者的内膜组织,非宫腔粘连者20名(对照组),利用实时荧光定量PCR技术、Western印迹技术和免疫组化染色证明:Postn与α-SMA、CollagenⅠ在mRNA和蛋白质表达水平的趋势一致,且与宫腔粘连严重程度呈正相关;实验组Postn、α-SMA 和 CollagenⅠ较对照组明显升高,其中以中、重度宫腔粘连患者内膜组织Postn、α-SMA和CollagenⅠ表达有非常显著的统计学差异(P<0.01)。同时,为探究TGF-β1与Postn等纤维标志物的关系,利用重组人转化生长因子TGF-β1刺激原代子宫内膜基质细胞后,Western印迹结果显示,TGF-β1与Postn、α-SMA和CollagenⅠ蛋白质表达变化呈现剂量和时间依赖关系。上述结果证实,内膜纤维化是宫腔粘连的主要特征,由Postn等纤维产物参与形成,且与粘连程度相关。推测该病理过程可能与内膜损伤后,TGF-β1促使子宫内膜基质细胞成纤维分化、诱导Postn持续高表达有关。

  • 周心如,白瑶瑶,周慧颖,严栋,李炜鑫,钱令波
    中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(4): 455-460. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.14
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    白桦脂酸(betulinic acid,BA)有良好的抗心血管氧化应激损伤作用。然而,BA对脂多糖lipopolysaccharide,LPS)诱导血管收缩功能损伤是否具有保护作用,该保护作用是否与抗氧化应激有关,尚不清楚。本研究给予雄性SD大鼠白桦脂酸灌胃(25 mg/kg/d,3 d)预处理,于第4 d腹腔注射LPS(10 mg/kg),4 h后麻醉处死,分离血浆及胸主动脉,测定大鼠胸主动脉环收缩性,测定炎症因子白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)及氧化应激指标。结果显示,白桦脂酸明显抑制LPS诱导的血浆及胸主动脉IL-6水平(P<0.01),降低LPS对苯肾上腺素、KCl及Ca2+血管收缩反应的抑制作用(84.8%±9.09% vs 42.80%±9.00%,P<0.01;127.48%±12.02% vs 99.78%±6.02%,P<0.01;52.07%±13.48% vs 20.83%±5.04%,P<0.01),减少LPS诱导的胸主动脉丙二醛水平(P<0.01)及诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)活性(P<0.01),缓解LPS对超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的抑制作用(P<0.01)。上述结果提示,白桦脂酸抑制LPS诱导血管收缩功能障碍的机制可能与增加机体SOD活性,抑制氧化应激及iNOS活性有关。