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• 2022年, 38卷, 第7期
  刊出日期：2022-07-20

    

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综述
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  聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1功能与其抑制剂的作用及耐药机制

  刘雨, 周筱, 王嘉东

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 829-838. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.11.1421

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  聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase-1,PARP1)是细胞中重要的修饰酶,其最广为人知的作用是通过自身PAR修饰,募集以XRCC1为首的多种DNA损伤修复效应蛋白质,参与DNA单、双链损伤修复。PARP1还能通过促进复制叉停滞与核小体解聚,为DNA损伤修复提供有利条件,维持基因组稳定性。近年来,除DNA损伤修复方面的作用,还发现PARP1能影响细胞凋亡、自噬与炎症通路,与神经退行性疾病的发生发展密切相关。而PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)是一种靶向PARP1,与细胞同源重组(homologous recombination,HR)缺陷表型共同作用,产生合成致死效应的抗肿瘤药物。该药物可捕获PARP1并抑制其活性,一方面直接干扰PARP1参与的DNA损伤修复通路,另一方面也抑制了PARP1介导的DNA损伤修复通路选择和复制叉停滞,使细胞基因组不稳定。然而,在临床治疗中常发现肿瘤细胞对PARPi不敏感。肿瘤细胞对PARPi耐药与自身基因突变高度相关,这些基因分别作用于细胞HR修复途径、PARP1循环途径、复制叉稳定性和药物主动外排等方面,在耐药肿瘤患者中确定具体的突变位点,将为临床治疗提供帮助。本文旨在对PARP1的功能作一综述,并重点介绍PARPi的作用机制和与肿瘤耐药相关的突变基因及其耐药机制,以期加深对细胞中PARP1介导的DNA损伤修复通路的认识,并为将来的临床治疗提供新思路。
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  嵌合RNA的形成机制及生物学意义

  陈晨, 秦付军, 唐悦

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 839-848. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.03.1344

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  传统观念认为,嵌合RNA只是由染色体重排导致的基因融合,且融合基因及其产物(RNA和蛋白质)曾被认为是癌症的独有特征。然而,随着测序技术的进步和生物信息学软件工具的开发,通过对RNA-Seq数据库分析,越来越多的嵌合RNA被分离和鉴定出来。近年的研究表明,嵌合RNA并不是癌症所特有的现象,它广泛存在于人类多种正常组织和细胞中。除了染色体重排之外,嵌合RNA还有多种不同的分子形成机制,包括相邻基因的顺式剪接和反式剪接等。未发生染色体改变的嵌合RNA在转录水平上受到调控,从而呈现出独特的调控模式,其失调可能影响细胞分化并诱导肿瘤的发生。此外,嵌合RNA还发挥特定的生理功能,包括影响正常细胞生长和迁移能力,调控细胞周期及凋亡。通过影响染色体重排从而诱导基因组畸变,亦可作为潜在的竞争性内源RNA,以及影响干细胞的分化等。了解嵌合RNA在组织和细胞发育不同阶段的特异性表达,将有助于发掘潜在的临床诊疗生物标志物。深入且准确地对嵌合RNA的组织学图谱进行研究,可能实现从崭新的视角对特定细胞类型进行嵌合RNA治疗。越来越多的实验数据表明,嵌合RNA广泛存在于癌症和正常组织中,且具有重要的生理功能,其表达水平和模式也是高等动物拓展基因组功能的方式之一。
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  肿瘤中甲硫氨酸代谢及其相关基因的表达调控

  赵祎, 王萌, 杨洋

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 849-857. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.01.1447

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  甲硫氨酸(methionine)作为人体必需氨基酸,生理功能多样,在肿瘤代谢重编程过程中具有重要意义。研究发现,多种肿瘤细胞对外源性甲硫氨酸存在依赖性,该效应被称为Hoffman效应。在人体内,甲硫氨酸经甲硫氨酸循环代谢,参与一碳单位代谢、叶酸循环,以及多胺、谷胱甘肽、半胱氨酸和核苷酸等多种物质的合成。肿瘤中常出现甲硫氨酸代谢的改变,并伴随甲硫氨酸代谢相关酶基因表达的异常,其中以甲硫氨酸腺苷转移酶(methionine adenosyltransferase, MAT)相关基因表达改变及甲硫腺苷磷酸化酶(methylthioadenosine phosphorylase,MTAP)基因的缺失最为常见,二者可分别引起甲硫氨酸循环及甲硫氨酸补救合成途径的异常,进而导致甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)的生成减少和甲硫腺苷(methylthioadenosine, MTA)的堆积,其与肿瘤的发生、发展和转移等活动密切相关。由甲硫氨酸的代谢改变和代谢酶的基因表达异常,分别衍生出2种不同的治疗策略,即甲硫氨酸限制疗法和靶向治疗。本文将从甲硫氨酸代谢出发,阐述肿瘤中甲硫氨酸依懒性、肿瘤细胞MAT和MTAP相关基因的表达调控,并概述甲硫氨酸相关肿瘤治疗方案的新进展与新问题,为肿瘤治疗方案的进一步探索提供新思路。
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  内皮联蛋白在血管生成中的调控机制及作用

  李炳轩, 黄涛

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 858-864. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.11.1339

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  机体新生血管的形成和稳态的维持是保证组织细胞正常生命活动的重要基础。参与血管生成这一生理过程的因子众多,血管生成机制复杂,该过程的异常与血管疾病、肿瘤和癌症的发生密切相关。内皮联蛋白(endoglin,ENG)是一种主要在内皮细胞上表达的I型跨膜糖蛋白,其作为转化生长因子β家族的辅助受体在调控血管生成与稳态中发挥着重要作用。随着基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14,MMP14)、整合素、血管生成性糖蛋白LRG1(leucine-rich alpha-2-glycoprotein-1,LRG1)、G蛋白信号调节体-G alpha相互作用蛋白C端(GAIP interacting protein C-terminus,GIPC)等越来越多与ENG具有相互作用的蛋白质被鉴定出来,关于ENG调控血管生成的分子机制的研究已有了一定的进展,但各个蛋白质之间错综复杂的调控网络仍有待探究和梳理。阐明ENG及其互作的蛋白质的特征、对信号传导的影响和对血管生成的贡献,对于理解机体在生理、病理条件下如何精细、有序地调控血管生成至关重要,且对于相关疾病的临床治疗手段的研究具有重要意义。本文系统总结了ENG与TGF-β及非TGF-β家族相关蛋白质的互作及在调控血管生成中的作用,并对未来ENG相关研究方向做出展望,以期为研究ENG在相关血管疾病中的机制提供分子层面的指导。
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  高通量测序技术在细菌耐药中的应用

  陈慧娟, 刘琪琦

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 865-874. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.09.1313

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  细菌耐药已成为威胁全球人类公共健康的重要因素之一,快速、准确明确细菌耐药的特性、机制及传播特征对疾病治疗及控制耐药菌的传播具有重要意义。高通量测序技术可以同时平行检测多个基因序列的状态,已广泛应用于细菌耐药检测。目前高通量测序技术在细菌耐药领域的应用主要有:全基因组测序技术、目标区域测序技术和宏基因组测序技术。所采用的测序平台主要为Illumina、Ion Torrent、BGI等二代测序和Pacific Biosciences、Oxford Nonopore 等三代测序平台。通过细菌耐药基因预测细菌耐药表型的准确性在很大程度上依赖于成熟的专业耐药基因数据库,各种通用型、特异型及隐马尔可夫模型耐药基因数据库的建立和完善,为高通量测序技术在细菌耐药领域的应用提供了坚实的基础。本文简要介绍了高通量测序技术、数据分析方法及相应测序平台在细菌耐药领域中的应用进展,并同时介绍了细菌耐药数据库的现状。
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  长链脂酰辅酶A合成酶家族与恶性肿瘤

  张秀娟, 李玲, 叶棋浓

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 875-884. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.11.1320

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  脂肪酸代谢紊乱容易导致癌症的发生。长链脂酰辅酶A合成酶家族(long chain acyl-coenzyme A synthetase family,ACSLs)负责激活长链脂肪酸,在脂肪酸代谢中发挥重要作用。但在癌细胞中,其调控作用经常被解除,细胞内脂肪酸的分布、种类和数量发生改变,进而导致癌症和其他代谢性疾病的发生。ACSLs 在哺乳动物中包括5种亚型,分别为ACSL1、3、4、5和6。ACSL1在甘油三脂的合成和分配中发挥重要作用;ACSL3有助于脂滴的形成,脂滴对维持脂质稳态具有重要作用;ACSL4的表达与类固醇激素相关,在铁死亡途径中发挥重要作用;ACSL5可以催化外源性脂肪酸的代谢,但不能催化从头合成脂肪酸的代谢;ACSL6在脑内的脂肪酸代谢及生殖器官中精子发生和卵巢功能维持等方面发挥重要作用。ACSLs的调控因子包括转录因子、共激活因子、激素受体、蛋白激酶和小的非编码RNA等。它们通过介导脂肪酸代谢,广泛参与线粒体介导的能量代谢,内质网应激和肿瘤炎性微环境等。此外,ACSLs还作为独立预后因素,成为各种癌症临床诊断和治疗的生物标志物和治疗靶点。近年来,越来越多的研究表明,ACSL家族在癌症的发生发展进程中发挥重要作用。本文从ACSL基因家族,ACSLs与恶性肿瘤及基于ACSLs脂代谢的肿瘤治疗方面进行阐述,为后续ACSL基因家族的研究及肿瘤的靶向治疗提供理论依据和候选分子靶标。
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  硫氧还蛋白相互作用蛋白在糖尿病及其并发症中的作用

  夏锐, 赵晓琴

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 885-891. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.09.1309

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  硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)又称维生素D₃上调蛋白1,因其能够与硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)结合并抑制其活性和表达而得名。本文概述了TXNIP的发现与结构,及其自身通过发挥调节糖脂代谢的作用进而影响糖尿病前期的发生发展。并在此基础上总结了TXNIP参与糖尿病发生发展的2条主要途径:TXNIP通过拮抗Trx的抗凋亡作用来激发细胞凋亡信号导致胰岛细胞凋亡;TXNIP过表达促使胰岛细胞磷酸化,进而使抑癌相关蛋白质表达增加,最终引起胰岛细胞衰老。进一步重点阐述了TXNIP在糖尿病心肌病、糖尿病肾病、糖尿病性视网膜病等糖尿病并发症中的作用:TXNIP能通过各种间接途径干预信号通路,进一步参与氧化应激、细胞凋亡、激活炎症、细胞自噬及糖脂代谢等生理生化过程。TXNIP具有极其重要的生物学功能,深入了解TXNIP在糖尿病及其并发症中的影响机制,对糖尿病及其并发症的治疗具有重要意义。最后对TXNIP的研究进行了展望,未来可进一步着手研究TXNIP基因是如何与其他基因或危险因素协同作用,进而共同参与糖尿病及其并发症的发生发展,且TXNIP单个基因甲基化尚不能全面揭示糖尿病及其并发症发生的分子机制,这些后续的深入研究,将为在糖尿病及其并发症的诊断与治疗中作为靶标分子的应用奠定基础。
研究论文
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  促红细胞生成素产生肝细胞受体A2(EphA2)SAM结构域对激酶结构域的脂质体结合能力与激酶活性的调控研究

  吴霞, 陈倩苟, 王玥, 刘伟

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 892-898. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1060

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  促红细胞生成素产生肝细胞受体(Eph receptor) 是受体酪氨酸激酶(RTK)家族中最大的亚家族,其介导的双向信号传导对细胞的形态、黏附、运动、增殖、生存及分化都有重要的调控作用。EphA2是Eph受体家族中一个被广泛研究的重要亚型,在白内障和乳腺癌等病理发生过程中发挥了重要作用。既往研究发现:EphA2受体的激酶结构域可结合细胞膜,其激酶活性受磷脂膜的调控,但是相邻的SAM结构域对激酶结构域与脂膜的相互作用以及激酶活性的影响尚不清楚。在此项研究中,通过与磷酸酶PTP1B1-301活性片段共表达的方式,表达、纯化了EphA2受体的胞内段激酶-SAM串联结构域,通过比较胞内段激酶-SAM串联结构域与单独激酶结构域的脂质体结合能力,以及测定对应的激酶活性,发现:EphA2受体胞内段的SAM结构域使其激酶结构域与脂质体(4 mg/mL)的结合能力增强约6倍(P＜0.001);磷酸化后的EphA2胞内段激酶-SAM串联结构域结合脂质体(4 mg/mL)的能力比非磷酸化的胞内段激酶-SAM串联结构域提高2.5倍(P＜0.05);而结合脂质体后,激酶结构域的激酶活性也被进一步提高,从而形成正反馈。综上所述,本研究的发现提示:EphA2胞内段的酪氨酸激酶结构域与相邻的SAM结构域可形成一个完整的结构功能单位,其激酶活性和脂质体结合能力与单独的激酶结构域相比都形成了明显的差异,我们的这一发现对进一步理解Eph受体家族其他亚型的激酶结构域的活性调控提供了参考与思路。
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  多聚嘧啶区结合蛋白1通过调控基因的可变剪接促进胆管癌细胞的生长、迁移及侵袭能力

  张静, 程敏, 金倩, 曹鹏博, 周钢桥

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 899-910. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.06.1058

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  胆管癌是一种起病隐匿、侵袭性强、致死率高的原发性恶性肿瘤。多聚嘧啶区结合蛋白1(polypyrimidine tract-binding protein 1, PTBP1)已被报道,在多种类型肿瘤组织中异常高表达并参与癌症进展,但其在胆管癌中的作用仍未见报道。该研究旨在探讨PTBP1在胆管癌中的生物学功能,并初步解析其分子机制。本文利用公开的癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据,分析了胆管癌及癌旁组织中的PTBP1 mRNA表达水平。结果显示,PTBP1在胆管癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织(P < 0.05)。随后,在胆管癌细胞系RBE和HuH28中,通过CCK-8和细胞平板克隆实验,评价了PTBP1对胆管癌细胞生长能力的影响。结果显示,过表达PTBP1可显著促进胆管癌细胞的生长(P < 0.01),而敲低PTBP1显著抑制胆管癌细胞的生长(P < 0.001)。Transwell和Invasion实验结果显示,过表达PTBP1可显著促进胆管癌细胞的迁移和侵袭(P < 0.001),而敲低PTBP1显著抑制胆管癌细胞的迁移和侵袭(P < 0.001)。转录物组测序和通路富集分析结果显示,在胆管癌细胞中,敲低PTBP1后上调表达的基因显著富集于p53信号通路;而下调表达的基因显著富集于胆固醇代谢、Rho GTPase和TGF-β等信号通路。基于上述转录物组测序数据,本文还分析发现,敲低PTBP1可导致一系列基因发生异常的mRNA可变剪接事件,例如参与TGF-β调控的TGIF1及与p53活性相关的GNAS基因等。综上所述,PTBP1可能通过调控一系列基因的可变剪接而影响多个癌症相关的信号通路,从而促进胆管癌的进展。
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  Wnt/β-catenin信号通路在博来霉素诱导的系统性硬化症小鼠模型血管重塑中的作用

  彭一琳, 夏强, 刘韧, 王燕, 吴锐

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 911-918. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1552

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  系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)是一种慢性可累及全身多脏器的自身免疫性疾病,以广泛的血管病变及皮肤和内脏的纤维化为特征,但其机制迄今尚不明确。已有研究证实,Wnt通路参与了SSc纤维化,但其在血管病变中的病理作用尚未见报道。本研究拟采用博来霉素(bleomycin,BLM)诱导的SSc小鼠模型,探讨Wnt通路在SSc皮肤血管病变中的作用。将18只Balb/C小鼠随机平均分为3组,分别设为对照组(于小鼠背部皮下注射PBS 100 μL/d)、模型组(于小鼠背部皮下注射浓度为 1 mg/mL 博来霉素BLM 100 μL/d)和治疗组(于小鼠背部皮下注射 1 mg/mL BLM 100 μL/d,同时腹腔注射Wnt及β-catenin的抑制剂 iCRT3 5 mg/kg·d),于造模第28 d处死小鼠。小鼠皮肤取材后,通过HE染色及Masson染色观察到经BLM诱导的模型组小鼠背真皮、表皮厚度较对照组皮肤均明显增加(P<0.05),同时模型组的皮脂腺、毛囊等皮肤附属器明显减少,脂肪层厚度变薄并被纤维组织包绕,模型组皮肤胶原沉积较对照组增加;通过免疫组织化学染色在组织学层面鉴定α-SMA表达情况,发现模型组及治疗组α-SMA在皮肤组织中均高表达,α-SMA阳性表达在血管周围较对照组明显增加;通过ELISA方法检测出模型组小鼠血清中IL-6及IL-17表达量较对照组明显升高(P<0.05),治疗组小鼠血清中IL-6及IL-17的表达量较模型组明显下降(P<0.05);提取皮肤微血管片段,通过q-PCR检测到模型组及治疗组小鼠皮肤微血管中β-联蛋白的mRNA基因表达水平较正常组升高;通过Western印迹检测皮肤微血管Wnt5A、β-联蛋白、α-SMA、col1A1的蛋白质表达情况,发现纤维化相关蛋白质α-SMA及col1A1在模型组表达升高,较对照组有统计学差异(P<0.05),治疗组较模型组表达下降(P<0.05),Wnt通路相关蛋白质β-联蛋白及Wnt5A在模型组表达明显升高,较之对照组有统计学差异(P<0.05)。本研究提示,BLM能成功诱导小鼠系统性硬化症皮肤表型,Wnt通路的异常激活参与了BLM诱导的硬皮病小鼠皮肤微血管病变,特异性Wnt通路抑制剂iCRT3可能通过直接或间接的方式下调细胞因子IL-6及IL-17,从而降低BLM诱导的小鼠皮肤微血管中的α-SMA及col1A1蛋白质表达,改善小鼠皮肤微血管病变,干预BLM诱导的小鼠血管病变的进展。
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  水稻ECT基因家族的全基因组研究

  宁德正, 庄可卿, 张巧玲, 李华, 张婉桐, 张桁源, 胡颂平, 卫海滨

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 919-925. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.06.1111

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  真核生物mRNA转录后修饰可调控许多基因的遗传信息,植物m⁶A甲基化研究正成为关注的新热点。m⁶A结合蛋白 (m⁶A readers) 调节m⁶A修饰的特异性,通常具有YTH (YT521-B homology) 结构域,在拟南芥中被命名为ECT结构域 (evolutionarily conserved C-terminal region ECT domain) 。目前ECT基因已在拟南芥和水稻等植物中检测到,但该基因家族在水稻中的成员及生物学功能还缺乏研究。本研究通过水稻ECT基因家族的全基因组分析,鉴定出12个OsECT基因,具有1个保守的基序,多位于蛋白质氨基酸序列C-端。共线性分析表明,在水稻基因组内OsECT-c与OsECT-e发生了重复事件,在物种间ECT同源基因对可能是在双子叶和单子叶植物分化后形成。同源基因对OsECT的Ka/Ks < 1,表明OsECT基因家族在进化过程中可能经历了较强的纯化选择压力。表达模式分析显示,OsECT-b、OsECT-c、OsECT-e和OsECT-j在水稻生长初期各个组织均保持较高的表达水平,OsECT-g在干旱处理后表达量显著下调。因此,OsECT基因在水稻生长发育和逆境胁迫中可能发挥着重要作用。本研究为今后OsECT基因在水稻的节水抗旱机制研究和相关抗逆育种提供了重要的理论基础。
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  线粒体分裂蛋白1在人宫颈癌细胞中过表达能促进线粒体裂变并降低细胞的增殖和迁移能力

  丛瑞, 李星宇, 霍楠, 朱祥, 薛春源, 房廖鑫, 亢小峰, 朱俊闻, 杜祎萌, 徐小洁

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 926-935. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1024

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  线粒体是持续进行分裂和融合的动态细胞器。近年来,除了线粒体代谢作用相关的研究之外,线粒体动力学也开始逐渐引起研究的关注。越来越多的研究表明,线粒体动力学与肿瘤细胞生物学行为具有相关性。线粒体分裂蛋白1(mitochondrial fission protein 1, FIS1)介导线粒体分裂复合物的组装,参与线粒体分裂,是线粒体融合分裂过程中重要的蛋白质。然而,鲜有研究揭示FIS1在人宫颈癌中的表达及其作用。本研究对比了宫颈癌组织以及癌旁组织的转录物组数据,结果显示,与癌旁组织相比,人宫颈癌组织中的FIS1 mRNA水平明显降低(P<0.01)。进一步进行宫颈癌组织FIS1高表达组与低表达组的差异基因分析,发现差异基因主要与线粒体功能相关。随后,进行FIS1过表达后HeLa细胞增殖、迁移、线粒体裂变以及ROS水平的相关分析。结果显示,过表达FIS1基因,HeLa细胞增殖及迁移能力显著降低,细胞内线粒体裂变程度加剧并且细胞内ROS水平升高。综合以上结果,FIS1在人宫颈癌细胞中表达水平较低,而过表达FIS1可促使宫颈癌细胞因线粒体动力学失衡而发生一系列生物学功能异常。因此,本研究为进一步研究FIS1在宫颈癌治疗中的作用奠定了重要基础。
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  低氧环境对三阴性乳腺癌细胞糖代谢途径的重编程

  胡沥予, 李航真, 方天星, 戴雯, 李翔, 曾凡才

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 936-948. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1118

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  代谢改变是癌细胞的特征之一。研究表明,低氧会使癌细胞的糖代谢发生改变,但是更详细的分子机制仍有待进一步研究。本研究利用转录物组测序技术(RNA-sequencing,RNA-seq)和生物信息学分析发现,低氧导致BT549细胞中334个基因和MDA-MB-231细胞中215个基因在转录水平的表达改变。这些表达变化的基因多与糖代谢相关。进一步分析RNA-seq数据并应用Western 印迹、酶活性检测和代谢产物定量测定的结果显示,低氧通过升高BT549细胞中葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)和MDA-MB-231细胞中GLUT1和GLUT3的表达以增加葡萄糖的摄入;低氧使催化糖的无氧氧化途径几乎全部反应的酶都至少有一种同工酶或酶蛋白亚基,以及调节酶6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3(PFKFB3)和4(PFKFB4)同工酶的表达增加来促进了糖的无氧氧化;低氧还通过增加调节丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)和3(PDK3)同工酶基因的表达,以及降低关键酶异柠檬酸脱氢酶3(IDH3)同工酶、琥珀酸脱氢酶B亚基和D亚基的表达来减少糖的有氧氧化途径进行;低氧可能还增加磷酸戊糖途径的关键酶葡糖-6-磷酸脱氢酶、糖原合成途径的关键酶糖原合酶GYS1同工酶的表达以促进这2条途径的进行,而对糖异生和糖原分解代谢途径酶基因的表达影响较小。生物信息学分析乳腺癌组织样本在线数据库中糖代谢途径酶基因在转录水平表达结果与细胞研究结果基本一致。总之,该文系统分析了低氧对糖代谢6条代谢途径中全部酶以及2种重要调节酶的影响,可见低氧会通过改变这些酶的同工酶或亚基的基因表达使糖代谢途径进行重编程,这对进一步认识低氧环境下癌细胞糖代谢的分子机制具有一定的意义。
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  基于生物信息学分析KCNQ1OT1在胃癌中的作用

  张丽媛, 李家秋, 蔡锦威, 毕春华, 刘方花

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 949-958. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1053

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  长非编码RNA KCNQ1OT1在多种肿瘤中高表达,但是在胃癌中的研究较少并且研究结果不一致,其在胃癌中具体的作用机制也缺乏相关研究。通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)公共数据库分析发现:KCNQ1OT1在胃癌中普遍高表达,且高表达KCNQ1OT1的胃癌病人预后不良,它与胃癌多种临床因素密切相关,尤其是与TP53的突变有明显的相关性,而且其表达与免疫细胞浸润明显相关;KCNQ1OT1在胃癌肿瘤细胞系中普遍高表达,敲低后可抑制胃癌肿瘤细胞的增殖能力,共表达网络分析发现,其表达与肿瘤代谢有密切的相关性;谷氨酰胺酶1(glutaminase 1, GLS1)在胃癌中普遍高表达,与预后不良密切相关,KCNQ1OT1与GLS1的表达具有明显的相关性,敲低KCNQ1OT1的表达可抑制GLS1 mRNA的表达,而过表达GLS1可以部分逆转敲低KCNQ1OT1造成的胃癌细胞增殖能力的下降,因此推测KCNQ1OT1可能通过GLS1调控胃癌肿瘤细胞的生长。本研究通过大数据及实验验证了KCNQ1OT1在胃癌中的表达及功能,提示KCNQ1OT1有可能通过调控谷氨酰胺代谢来促进了胃癌的发生发展,这为分子靶向治疗胃癌的临床研究提供了新的靶点和思路。
技术与方法
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  肠道微生物测序研究中不同实验来源差异的综合评价以及应用

  徐珂琳, 庄悦, 朱嗣博, 薛江莉, 蒋艳峰, 袁子宇, 王久存, 索晨, 张铁军, 吕明, 陈兴栋

  中国生物化学与分子生物学报. 2022, 38(7): 959-970. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.05.1516

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  肠道微生物测序研究具有将微生物结果转化为人类健康的巨大潜力。16S扩增子测序和宏基因组鸟枪测序(whole-metagenome shotgun, WMS)是微生物组研究中的两大主要方法,各具优势。然而,研究样品的异质性、测序仪和文库制备方法的差异如何影响肠道微生物测序结果的可重复性仍有待深入研究。该研究旨在通过比较粪便样本中微生物组成的差异,为测序技术的选择提供参考标准。3种广泛采用的测序仪的结果显示,WMS法中技术重复相关性(r=0.94)较高,而生物学重复相关性(r=0.69)较低。Bray-Curtis距离表明,生物学重复的差异大于技术重复(P<0.001)。此外,16S和WMS数据集间具有明显的分类学图谱差异。研究结果表明,同质化是样品DNA提取前的一个必要步骤;测序仪对分类学变异的贡献小于文库制备方法。我们开发了经验贝叶斯方法,即在计算中“借用信息”,利用标准化数据和(非)参数先验分布分析批次效应参数,提高了16S和WMS之间的群体可比性,为进一步应用于融合分析已发表的16S和微生物数据集提供了依据。