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• 2021年, 37卷, 第7期
  刊出日期：2021-07-20

    

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  教育与教学
  
  

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综述
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  靶向G蛋白偶联受体的肽类药物

  赵雁杰, 苏位君, 李帅

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 837-846. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.01.1499

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  G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs)是哺乳动物体内最大的细胞膜表面受体家族,具有7次跨膜螺旋结构。人类基因组编码约800种不同类型的GPCRs,广泛参与了代谢性疾病及肿瘤等多种重大疾病的病理过程,使之成为药物研发的热门靶点。肽是介于氨基酸和蛋白质之间的一类物质,由两个至几十个氨基酸通过肽键连接而成,是涉及生物体内多种细胞功能的生物活性物质。迄今为止,研究者已鉴定出7 000余种天然肽,分别作为激素、神经递质、生长因子、离子通道配体和抗生素等发挥功能。肽类药物因具有作用机制明确、安全性好、生产成本低等多重独特优势及其在空间结构上近乎无限的可能性而逐渐受到重视。近年来,基于对GPCR结构的理解不断深入,靶向GPCR的肽类药物发展迅猛,新药不断上市。目前为止,美国食品和药物管理局(FDA)已批准上市近50种靶向GPCR的肽类药物,用于治疗代谢性疾病、神经系统疾病和癌症等多种疾病。肽类药物的研发经历了人体肽开发、天然肽开发和生物技术开发3个阶段。目前,已上市的靶向GPCR肽类药物大多是对人体天然内源性多肽类配体的改造与修饰。本文归纳了近年来研发成功已上市的靶向GPCR肽类药物,并简要总结了目前肽类药物的研发策略及未来潜在的发展方向,旨在为更多靶向GPCR肽类药物的研发提供参考。
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  纳米材料的过氧化物酶样活性增强策略

  李艳, 王雨笠, 罗成

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 847-855. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.11.1472

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  天然酶具有较高的催化活性和底物特异性, 在日用品化学、医疗卫生、食品制造和污染物防控等领域具有广泛应用。然而,天然酶分离提纯难度大、价格贵且稳定性差的自身缺陷限制了其大规模应用,积极探索替代产品具有重要意义。2007年阎锡蕴等首次发现Fe₃O₄纳米颗粒具有过氧化物酶样催化活性,此后纳米材料的酶样活性研究发展迅速。除过氧化物酶样活性外,纳米材料还具有类似氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等天然酶的催化活性。具有天然酶样催化活性的纳米材料被统称为纳米酶。纳米酶具有制备成本低、易于批量生产、稳定性高和活性可调节等优点,在替代天然酶用于环境监测及治理、疾病诊断及治疗、食品安全防控等领域具有巨大潜力。然而,较低的催化效率和底物特异性限制了纳米酶的进一步应用。催化效率和底物选择性的增强将极大促进纳米酶的实际应用。本文以纳米材料最具代表性的酶样活性过氧化物酶样活性为例,综述了近几年研究中增强纳米材料催化活性的策略,包括改变纳米材料特性(尺寸、形貌以及表面修饰等)和催化反应条件(温度、pH、促进剂、光照等)、纳米材料混合和材料杂化等。重点围绕催化效率及底物选择特异性的提高,期望能让读者对纳米材料酶样活性的增强策略有较为全面的了解。
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  胰岛素样生长因子-1在病理性疼痛中的作用机制

  任瑞瑞, 李文艳, 王冬梅

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 856-862. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.01.1477

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  病理性疼痛又称为慢性疼痛,包括神经病理性疼痛、炎症性疼痛和癌性疼痛。以上3种疼痛类型主要来源于多种疾病的并发症或后遗症。病理性疼痛作为一种感觉,不同于视觉和听觉等独立存在,而是与其他感觉混杂在一起,难以准确区分,给临床治疗及患者恢复带来极大困难。虽然镇痛靶点的寻找在疼痛相关领域已经有较为广泛及深入的研究,但临床仍然缺乏有效且无副作用的治疗手段或药物。胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)属于胰岛素样生长因子家族中的一员,广泛表达于中枢神经系统与外周神经系统,发挥神经营养及神经修复作用,近些年在疼痛领域逐渐受到关注。但在对病理性疼痛的研究过程中有学者发现,IGF-1在神经病理性疼痛和炎症性疼痛的发生及维持过程中发挥了神经保护和神经毒性两种截然相反的作用——既能促进伤害性信息的传递也能阻断伤害性信息的传递。在癌性疼痛中却发现,IGF-1只参与伤害性信号的传递,进而发挥神经毒性作用。本文根据目前已有的IGF-1参与3类病理性疼痛的有关机制研究进行简要综述,探讨IGF-1作为镇痛靶点的可能性。
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  STAT3信号通路在多发性骨髓瘤中的调控机制及作用

  高硕, 张文媛, 王金花

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 863-873. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1610

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  多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种肿瘤性浆细胞疾病,其特征在于骨髓微环境中恶性浆细胞的克隆性增殖,分泌单克隆免疫球蛋白以及相关的器官功能障碍。近年来,由于自体干细胞移植的引入,以及来那度胺和硼替佐米等药物的应用改变了骨髓瘤的传统治疗方法,延长了总生存期。尽管取得了显著的治疗进展但目前仍无法治愈,其主要是由于原发耐药和疾病复发。信号转导及转录激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)是一种细胞信号转录因子,参与正常细胞的分化、增殖和血管生成等多种生命活动。近年来发现,STAT3在肿瘤中高表达与多种恶性肿瘤的发生、发展、侵袭和转移密切相关。STAT3在多发性骨髓瘤的发生和进展中同样也发挥关键作用。本文综述了STAT3分子结构、信号通路、激活、调控及基本生物学功能,并发现非编码RNA、热激蛋白90(heat shock protein 90,Hsp90 )、血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)等因子,通过STAT3途径在多发性骨髓瘤的发生、存活以及免疫逃逸中发生重要作用,并且STAT3途径活化与多发性骨髓瘤细胞对硼替佐米、来那度胺等常规药物的耐药相关,故STAT3可作为多发性骨髓瘤潜在靶点,为精准诊疗及预后标志物提供依据与参考。
  
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  E3泛素连接酶接头蛋白SPOP介导的底物非降解型泛素化修饰

  林婷, 曹心怡, 金晓锋

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 874-882. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.11.1488

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  蛋白质的翻译后修饰是保证其能正常行使功能的前提,泛素化修饰是维持细胞正常蛋白质水平和活性的重要翻译后修饰类型。近年来,大量研究发现,E3泛素连接酶斑点型锌指结构蛋白 (speckle-type POZ protein,SPOP)在诸多肿瘤与遗传疾病中存在突变,这些突变主要集中在识别底物的MATH 结构域影响了与底物之间的结合,进而影响底物的蛋白质水平、定位及活性,并扰乱正常生理功能从而诱发疾病。野生型SPOP能正常结合底物,这些底物绝大多数由SPOP泛素化后进入蛋白酶体途径降解,而也有个别重要底物泛素化后仅是影响其功能改变而并非蛋白质水平的变化。鉴于SPOP在细胞内的重要功能,本文将对SPOP的底物泛素化修饰类型及功能进行详细介绍。包括:泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS),SPOP的结构、功能和作用途径以及SPOP的非降解型泛素化修饰。重点围绕SPOP的3个非降解底物:髓样分化因子88(myeloid differentiation primary response protein 88,MyD88)介导的NF-κB信号通路、组蛋白macroH2A1(macroH2A. 1 histone,macroH2A1)的X染色体沉默信号通路,以及成蛋白INF2(inverted formin 2)介导的线粒体分裂融合等信号通路,将其抑制肿瘤发生发展的分子机制进行总结,以期为肿瘤精准靶向治疗提供新思路。
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  干细胞荷载溶瘤腺病毒靶向治疗脑胶质瘤

  张俊河, 杨雯雯

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 883-889. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.12.1459

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  胶质瘤是颅内常见的恶性肿瘤之一,其发病率呈现逐年上升趋势。当前,胶质瘤的治疗仍以手术为主,结合放疗和化疗等,但这些传统的治疗方法均存在某些局限性,临床上迫切需要研究更新型的方法,例如肿瘤基因治疗。溶瘤腺病毒是一类经过基因工程改造的病毒,能够特异性感染并杀伤肿瘤细胞,而不影响正常细胞功能。溶瘤腺病毒治疗具有肿瘤特异性和安全性等特点,并且在治疗胶质瘤时已取得一定的效果。然而,局部注射溶瘤腺病毒无法作用于散在分布的肿瘤细胞,极大地影响了治疗效果。干细胞可以作为细胞载体,也是基因治疗领域具有实用价值的细胞来源,尤其是间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)的应用最为广泛。MSCs对包括脑胶质瘤在内的多种肿瘤具有内在的趋化作用,并且MSCs介导的溶瘤腺病毒可明显提高胶质瘤的治疗效果,但如何获得最佳的给药途径,仍需要大量的临床试验进行验证。本文将对干细胞在治疗胶质瘤中的作用和可能机制,不同细胞载体和给药途径的优、缺点,以及干细胞荷载溶瘤腺病毒所存在的问题和应用前景作一综述,对颅内多个肿瘤和出现远端转移的患者提供重要的理论依据,也为胶质瘤的靶向治疗提供新思路。
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  荧光PCR扩增相关技术

  张亚旭, 刘紫烟

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 890-899. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.01.1480

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  利用荧光PCR(FPCR)技术扩增DNA是现代生物学研究的重要内容。本文以FPCR的发明为起始,以其主要的发展历程为主线,介绍和阐述了实时定量式PCR(QPCR,包括染料法、水解探针法及其衍生种类、划分为分子信标和阴阳探针等类型的杂交探针法、染料熔解曲线法和探针熔解曲线法)与数字式PCR(DPCR,主要是芯片式DPCR,cdPCR和微液滴DPCR,ddPCR)这2代阶段性方法的原理、要点、设计技巧及实际运用等,总结其主要应用领域与局限性,对比不同类型各自的特点,并对未来的发展进行展望。
研究论文
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  microRNA-203通过靶向SRC抑制人角膜上皮细胞增殖与迁移

  徐微微, 罗广营

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 900-907. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.05.1672

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  角膜上皮损伤修复对于维持角膜的完整性和透明度至关重要,其分子调控机制尚未明了。本室前期研究发现,miR-203在小鼠角膜上皮损伤修复中显著下调,提示miR-203在该进程中发挥重要作用。本研究首先通过小鼠在体实验,证实miR-203在角膜上皮损伤修复中的急剧下调。体外实验将miR-203转染入人角膜上皮细胞(human corneal epithelial cells,HCECs),使miR-203过表达。应用MTS法、EdU检测、流式细胞术、划痕实验和小孔迁移实验检测转染后细胞增殖、细胞周期及细胞迁移的变化情况。结果发现,过表达miR-203能抑制HCECs增殖(P＜0.01),其细胞周期各时相比例中G₁期上调了10.63%,并能诱导人角膜上皮细胞发生凋亡(P＜0.001),划痕实验及小孔迁移检测均证实,过表达miR-203能抑制HCECs迁移。通过生物信息学预测及Western印迹验证SRC原癌基因(SRC proto-oncogene)是miR-203作用的靶基因。进一步在HCECs中敲减SRC,发现人角膜上皮细胞增殖速率放缓(P＜0.001)。与阴性对照组相比,SRC敲减组细胞G₁期上调了17.19%,且凋亡率增加(P＜0.01)。划痕实验及小孔迁移实验也证实,降低SRC表达能抑制HCECs迁移。该研究表明,miR-203可能通过下调靶基因SRC的表达,进而影响HCECs的增殖及迁移。本研究将为miR-203在角膜损伤修复过程中的作用机制提供理论依据,并为临床治疗角膜损伤提供新靶点。
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  miR-338-3p靶向调控RNF121促进人肺癌A549的增殖及侵袭能力

  谢景臣, 谢协驹, 李川, 赵展庆

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 908-916. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1002

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  近期研究表明,miR-338-3p对肺癌的增殖和侵袭具有重要作用,但其通过靶向调控环指蛋白121(ring finger protein 121, RNF121)在肺癌增殖和侵袭中的研究尚不清楚。为探究其机制,体外培养正常肺细胞系MRC-5和非小细胞肺癌系A549,采用qRT-PCR和Western 印迹检测发现,A549肺癌细胞较MRC-5细胞中miR-338-3p表达下降,而RNF121表达增加(P<0.05)。通过TargetScan(http://www. targetscan. org/mamm_31/)靶基因预测软件预测与RNF121的3′UTR结合的miR-338-3p。双荧光素酶报告证实了两者互补结合。构建靶向干扰RNF121的shRNA载体并转染细胞。CCK8检测各组细胞增殖情况;Annexin V-FITC/PI双染检测细胞凋亡;Transwell实验和细胞集落形成检测各组细胞侵袭和克隆增殖能力;将各组细胞接种于裸鼠皮下,绘制肿瘤生长曲线并测定瘤体大小;之后获取肿瘤组织通过TUNEL染色检测组织中细胞凋亡情况。结果显示:与Blank组比较,miR-338-3p mimic和sh-RNF121组中细胞增殖、侵袭以及细胞克隆形成能力被抑制但凋亡显著增加。体内实验显示,上述组成瘤能力降低,肿瘤组织中凋亡增强(P<0.05)。而miR-338-3p抑制组中细胞增殖活力、侵袭以及细胞克隆形成能力增强,且凋亡被显著抑制,同时裸鼠成瘤能力提高,肿瘤组织中凋亡减弱(P<0.05)。NC组、miR-338-3p inhibitor+sh-RNF121组部分指标与Blank组比较未见显著性差异(P>0.05)。综上所述,miR-338-3p能够靶向抑制RNF121的表达进而抑制A549细胞的增殖和侵袭,抑制裸鼠皮下移植瘤的生长,RNF121有望成为非小细胞肺癌治疗的新靶点。
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  子宫内膜异位症差异基因筛选及潜在靶标生长停滞特异蛋白6的表达验证

  刘畅, 刘太行, 何帆, 池余刚, 杨博萍, 肖仕全, 丁裕斌, 李方方

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 917-926. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1016

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  生长停滞特异性蛋白6(growth arrest specific protein 6,GAS6)在肿瘤发生发展中发挥重要作用,其信号转导参与细胞增殖、黏附与迁移,但它在子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)的相关功能及分子机制尚不明确。本研究从GEO数据库检索并下载子宫内膜异位症相关转录物组数据集,并对其进行GEO在线分析,筛选差异表达基因并进行GO聚类和KEGG通路富集分析。利用10例无内异症且无明确疾病妇女的在位子宫内膜,以及11例卵巢巧克力囊肿病人异位子宫内膜,对3个以上数据集共有的差异基因的mRNA水平进行实时荧光定量PCR验证。在子宫内膜异位症临床样本中,采用免疫组化、实时荧光定量PCR验证关键调控因子GAS6及上皮间充质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)标记基因的表达水平,并利用免疫荧光对GAS6和E-钙黏着蛋白(E-cadherin)进行共标。研究发现:从4个转录物组数据集中共筛选出47个差异表达基因,其主要富集于细胞迁移等过程以及MAPK、PI3K-AKT、紧密连接等相关信号通路。3个以上数据集所共有的9个差异基因在子宫内膜异位症病人中的mRNA水平均符合生物信息学分析的结果。GAS6在子宫内膜异位症病人异位内膜中的表达水平高于对照组(P < 0.05),并且子宫内膜异位症病人的内膜组织中存在EMT现象,EMT的标志物E-钙黏着蛋白表达水平下调(P < 0.05)、波形蛋白(vimentin)表达水平上调(P < 0.01)。在GAS6高表达的子宫内膜异位症患者异位子宫内膜腺上皮细胞中,E-cadherin显示低表达,提示GAS6可能在子宫内膜异位症中介导EMT过程。综上所述,本研究初步揭示GAS6在子宫内膜异位症病人中高表达,及其可能介导EMT过程参与子宫内膜异位症的发生与发展,为子宫内膜异位症的临床治疗提供潜在靶标。
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  DNA损伤诱导转录因子4过表达可能通过Wnt/β-catenin信号通路抑制HT-22细胞增殖并促进其凋亡

  王宇飞, 孙雨晴, 张凯丽, 宋美燕, 李佳琪, 张娟, 王磊, 吴雪梅, 赵虹, 刘志贞

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 927-936. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.05.1531

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  神经管畸形(neural tube defects, NTDs)是一种由细胞增殖凋亡紊乱引起的先天缺陷性疾病。本室前期利用RNA-Seq技术,发现小鼠神经管畸形胚胎脑组织中DNA损伤诱导转录因子-4 (DNA damage-inducible transcript 4, Ddit4) 表达水平增加,但其在神经管畸形中的作用尚不清楚。本文拟探索Ddit4过表达对海马神经元HT-22细胞增殖和凋亡的影响及相关机制,从而为后续研究Ddit4在小鼠神经管畸形中的作用奠定基础。本研究首先根据小鼠Ddit4序列构建真核表达载体pEX-3-Ddit4,限制性酶切分析和测序结果表明pEX-3-Ddit4构建成功。qRT-PCR和Western印迹检测显示转染pEX-3-Ddit4后,HT-22细胞中DDIT4 的表达水平明显增加(P<0.01)。CCK-8和Western印迹结果显示,Ddit4过表达导致HT-22细胞增殖下降(P<0.01)。流式细胞仪结果显示,转染pEX-3-Ddit4后,G₀/G₁期细胞比例增加、S期比例下降(P<0.01),细胞凋亡率增加(P<0.05)。Western印迹检测发现,转染pEX-3-Ddit4能够显著上调切割胱天蛋白酶3(cleaved caspase3)水平(P<0.05),表明Ddit4过表达促进HT-22细胞凋亡。细胞免疫荧光及Western印迹结果显示,过表达Ddit4显著降低细胞β-联蛋白(β-catenin)、T细胞因子4、细胞周期蛋白D1和C-myc的表达水平(P<0.05),核内β-联蛋白减少,提示Ddit4过表达抑制了Wnt/β-catenin信号通路。过表达Ddit4的同时加入Wnt/β-catenin信号通路激动剂LiCl处理细胞可逆转上述现象,表明Ddit4过表达可能通过Wnt/β-catenin信号通路对HT-22细胞发挥抗增殖和促凋亡作用。
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  SPNG+:基于stacking集成策略预测革兰氏阳性菌非经典分泌蛋白质

  代伟, 许峻玮, 王鹤杰, 李琪

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 937-947. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.05.1011

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  革兰氏阳性菌通过分泌毒力因子入侵宿主细胞引起化脓性炎症,进而导致疾病的产生,威胁人类健康。识别分泌蛋白有助于了解细菌分泌系统和致病机理,并为进一步筛选出毒力因子奠定基础。由于非经典分泌蛋白质缺乏经典信号肽序列,大规模实验鉴定此类蛋白质相对困难并且耗时耗力。目前,虽相继提出了一些计算预测方法,但它们对革兰氏阳性菌非经典分泌蛋白质的预测性能并不令人满意。本文提出了一个集成学习模型——SPNG+(Stacking ensemble method to Predict Non-classical secreted proteins in Gram-positive bacteria),该模型通过stacking策略融合朴素贝叶斯、随机森林、支持向量机、两个梯度提升树XGBoost和LightGBM以及K近邻算法。五折交叉验证和独立数据集测试结果表明,此集成模型在预测革兰氏阳性菌非经典分泌蛋白质时综合性能优于单一模型、简单的集成学习模型和已有的预测工具。相较过去仅用有限的特征编码方法,或者单一机器学习算法进行构建的预测器,本文提出的方法是对革兰氏阳性细菌中非经典分泌蛋白质研究的有益补充。SPNG+的源代码可以通过https://github.com/weidai00/SPNG获得。
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  石斛生物碱抑制宫颈癌细胞SiHa恶性生物学行为

  李贺月, 张尊胜, 王军

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 948-959. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.05.1612

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  石斛生物碱(Dendrobium nobile Lindl. alkaloids,DNLA)可促进乳腺癌和结肠癌细胞凋亡,但其是否影响宫颈癌细胞的恶性生物学行为还未知。该文探究了DNLA对宫颈癌SiHa细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响及可能机制。将不同剂量(15、30、60 ng/mL)DNLA作用于SiHa细胞,转染si-NC、si-KCNQ1OT1、miR-NC、miR-487a-3p mimics、pcDNA-NC或pcDNA-KCNQ1OT1至SiHa细胞,或60 ng/mL DNLA作用于转染pcDNA-NC或pcDNA-KCNQ1OT1的SiHa细胞后,CCK-8法检测细胞增殖,Transwell检测细胞迁移和侵袭,流式细胞术检测细胞凋亡,蛋白质印迹法检测细胞中MMP2、MMP9、切割胱天蛋白酶3基因在蛋白质水平的表达量,RT-qPCR检测KCNQ1OT1和miR-487a-3p表达。双荧光素酶报告基因实验验证KCNQ1OT1和miR-487a-3p调控关系。结果表明,不同剂量(15、30、60 ng/mL)DNLA可降低SiHa细胞吸光度值、迁移数、侵袭数、MMP2和MMP9基因在蛋白质水平的表达量及KCNQ1OT1表达,而提高细胞凋亡率、切割胱天蛋白酶3基因在蛋白质水平的表达及miR-487a-3p表达(P<0.05)。低表达KCNQ1OT1或高表达miR-487a-3p均可降低SiHa细胞吸光度值、迁移数、侵袭数及MMP2和MMP9基因在蛋白质水平的表达量(P<0.05),而提高细胞凋亡率和切割胱天蛋白酶3基因在蛋白质水平的表达量(P<0.05)。KCNQ1OT1靶向负调控miR-487a-3p的表达。高表达KCNQ1OT1对SiHa细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响与低表达KCNQ1OT1相反,且高表达KCNQ1OT1降低了60 ng/mL DNLA对SiHa细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。综上所述,DNLA可能通过调控KCNQ1OT1/miR-487a-3p轴降低宫颈癌SiHa细胞的增殖、迁移和侵袭能力,并促进SiHa细胞凋亡。
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  二甲双胍联合顺铂对人成骨肉瘤MG-63细胞增殖的抑制作用

  张翔, 赵帅帅, 王雅玲, 张洁, 殷松娜, 吴博

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 960-966. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1680

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  为研究二甲双胍联合顺铂处理对人成骨肉瘤MG-63细胞的影响及潜在作用机制,本研究使用无药物处理组为对照组细胞,使用二甲双胍和顺铂联合处理MG-63细胞,采用CCK8法和流式细胞术检测细胞的增殖凋亡情况;用细胞克隆形成实验检测各组克隆形成率;用Trans well实验检测各组细胞迁移侵袭能力,用qPCR法和蛋白质印迹法检测凋亡相关基因的RNA水平和蛋白质水平表达量。结果显示,二甲双胍联合顺铂处理对人成骨肉瘤MG-63细胞的增殖抑制作用更加显著(P <0.01);流式细胞术检测结果也表明,二甲双胍联合顺铂处理能够更显著的促进人成骨肉瘤MG-63细胞的凋亡(P <0.01);细胞克隆形成的结果表明,二甲双胍联合顺铂处理抑制人成骨肉瘤MG-63细胞克隆的形成(P <0.01);Trans well结果表明,二甲双胍联合顺铂处理抑制人成骨肉瘤MG-63细胞的迁移和侵袭能力(P <0.01);qPCR和蛋白质印迹法检测结果表明,二甲双胍联合顺铂处理后可下调人成骨肉瘤MG-63细胞中凋亡相关基因MCl-1和XIAP(P <0.01),上调凋亡标志基因CASPASE-3 和Cyto C(P <0.01),及细胞迁徙侵袭相关基因MMP-2和MMP-9(P <0.01)表达水平。本研究结果表明,二甲双胍联合顺铂对人成骨肉瘤MG-63细胞增殖的抑制可能是通过调节MCL-1和XIAP来促进人成骨肉瘤MG-63细胞的凋亡,通过调节MMP-2和MMP-9途径来实现抑制人成骨肉瘤MG-63细胞的迁移侵袭。
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  JNK通过增强神经元自噬流提高大鼠缺血性脑卒中后的神经保护

  刘裕源, 任璐, 何红云, 邓仪昊

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 967-973. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.05.1698

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  为了探究应激激活蛋白激酶JNK在缺血性脑卒中后对神经元细胞的保护机制,本文采用栓线法构建雄性SD大鼠大脑中动脉梗塞(model of middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型。在自噬变化特征性时间点加入JNK激动剂茴香霉素(anisomycin,AN),随后采用Western 印迹和免疫荧光检测缺血半影区自噬流通路蛋白质表达水平,分析JNK对Bcl-2-Beclin1复合物稳定性的影响和对自噬流通路的影响。结果显示:与MCAO+Veh组相比:在12 h,AN组LC3(^**P＜0.01)、Beclin1(^**P＜0.01)和Bcl-2(^*P＜0.05)的表达水平显著升高,而切割胱天蛋白酶(cleaved caspase-3)的表达水平显著降低(^**P＜0.01),以及组织蛋白酶B(cathepsin B)(^***P＜0.001)和LAMP1(^***P＜0.001)表达水平均显著升高;在第2天,AN组的组织蛋白酶B(^**P＜0.01)和溶酶体关联膜蛋白1(recombinant lysosomal associated membrane protein1,LAMP1)(^*P＜0.05)表达水平显著降低。同时,通过神经功能损伤评分、TTC染色分析JNK活性激活对MCAO大鼠神经功能损伤、脑梗死体积的影响,结果显示:与MCAO+Veh组相比,MCAO+AN组的SD大鼠脑梗死体积显著减少(12 h:^***P＜0.001,第2 d:^*P＜0.05)且神经功能评分显著降低(12 h:^***P＜0.001,第2 d:^**P＜0.01)。上述结果提示:在缺血性脑卒中的急性期,JNK活性激活促进Bcl-2-Beclin1复合物解离,使神经元凋亡向自噬转换,提高了神经元的存活;在亚急性期,JNK活性激活使自噬产物堆积导致了神经元的自噬性损伤。
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  线粒体凋亡通路参与香烟烟雾暴露所致的大鼠睾丸凋亡

  何丽娟, 买尔哈巴·阿不力孜, 张晨, 仲春雪, 李琳琳

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 974-982. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1676

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  近年来,伴随全球吸烟人数剧增,对吸烟所致雄性生殖毒性损伤关注也日益增多。研究表明,长期大量吸烟可致男性睾丸损伤,表现为精液质量下降等,然而其具体机制不详。为探讨线粒体凋亡通路在香烟烟雾暴露所致大鼠睾丸凋亡损伤中的调控作用,选用SPF级 SD 雄鼠并随机分为高、中、低香烟烟雾暴露组(30支/d、20支/d和10支/d)和对照组,采用静式染毒法处理各组,分别于2、4、6、8和12 周后麻醉处死动物,计算睾丸脏器系数,检测睾丸组织病理学改变及细胞凋亡情况。同时检测细胞凋亡激活因子1(cell apoptosis activation factor 1, Apaf-1)、胱天蛋白酶9(caspase-9)及Bcl-2家族中Bim、Bcl-w和Bak在mRNA和蛋白质水平的表达。结果显示,随香烟烟雾暴露剂量增加,暴露时间延长,暴露组大鼠的体重逐渐下降,睾丸组织呈现出明显的病理学改变,睾丸脏器系数逐渐减少。染毒第8周,中、高剂量组及第12周各剂量组睾丸脏器系数较对照组显著减少(P＜0.05);睾丸阳性凋亡细胞数也随染毒时间延长而逐渐增多,从第 6 周起呈现统计学差异(P < 0.05);香烟烟雾暴露12周后,睾丸Apaf-1和胱天蛋白酶9表达均较空白组显著上调(P < 0.05);促凋亡基因 Bak 的mRNA转录水平在染毒初期逐渐下调,从第8周开始,其mRNA转录水平逐渐上调;Bak的蛋白质水平上调,在染毒12周时,Bak 的mRNA和蛋白质水平均出现显著性上调(P < 0.05);抗凋亡基因Bcl-w的mRNA转录表达在染毒第6周开始出现显著性下调(P < 0.05),Bcl-w在染毒12周时出现显著性下调(P < 0.05),BH3 only 基因 Bim 表达虽有上调趋势,但未出现统计学差异(P ＞ 0.05)。以上结果提示,长期大量吸烟可激活线粒体凋亡通路,促使睾丸组织的不可逆性凋亡损伤。这为进一步探讨吸烟所致男性生殖损伤的分子机制提供了科学依据。
教育与教学
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  中医药类专业《生物化学》课程思政教学改革探索——以“酶学”为例

  董德刚, 鲍淑芳, 宋梅, 王万春, 黄佩蓓

  中国生物化学与分子生物学报. 2021, 37(7): 983-988. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.04.1005

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  生物化学是中医药类专业的必修基础课程,能紧密联系临床实际,其思政元素较为丰富,能为课程思政教育实践提供可借鉴和使用的案例素材。然而,生物化学课堂教学普遍存在课程思政开展程度较低、思政功能较为缺失的现状。将思政教育融入生物化学课堂,促进专业教育与人文素养的有机结合,尤其对中医药类专业学生增强中医药文化自信与专业认同感,实现立德树人根本任务,培育和践行社会主义核心价值观具有积极意义。本文以“酶学”为例,积极探索生物化学实施课程思政的具体举措,深入挖掘该课程中蕴含的育人与德育元素,通过案例教学将思想政治教育自然融入中医药类专业生物化学课堂,在传授专业知识的同时,引导学生树立正确的世界观,人生观和价值观,真正实现教师教书育人的根本任务与崇高职责。