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• 2023年, 39卷, 第10期
  刊出日期：2023-10-20

    

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  综述
  研究论文
  教育与教学
  
  

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综述
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  冠状病毒非结构蛋白Nsp2的演化、结构与功能

  薛甜, 焦亚娟, 黄耀伟

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1375-1382. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.02.1483

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  以新冠病毒(SARS-CoV-2)为代表的冠状病毒(coronavirus,CoV)主要危害呼吸系统和消化道系统,严重危害人类与动物健康。冠状病毒非结构蛋白2(nonstructural protein 2, Nsp2)是病毒基因Orf1ab编码的多聚蛋白质在病毒木瓜样蛋白酶作用下,经切割后形成的成熟加工产物。Nsp2的研究较少,其在病毒复制相关的生命周期、与宿主相互作用等过程中发挥的主要作用至今未得到阐明。尽管Nsp2在不同CoVs中变异程度较大,但其演化分型与不同冠状病毒亚属的分型一致。最近对SARS-CoV-2 Nsp2的高级结构进行了解析和分析,同时也发现了SARS-CoV-2 Nsp2上存在一些与新冠突变株相关的显著突变,但是对Nsp2结构与突变及其生物学功能的联系仍不清楚。虽然Nsp2对于冠状病毒复制是非必须的,但是对于野生毒株达到最大病毒复制量至关重要。Nsp2被招募到被感染细胞的双层膜囊泡结构,与多种病毒蛋白质相互作用,协同参与病毒复制与转录。Nsp2还通过与多种宿主蛋白质相互作用,不仅参与线粒体、溶酶体、内质网等细胞器的生理过程,调节宿主细胞的能量代谢与物质转运,还通过影响干扰素的产生调节宿主先天免疫应答。本文对冠状病毒,特别是新冠病毒的Nsp2的产生、遗传演化、结构、主要变异位点进行了归纳,同时对其参与病毒复制、与病毒蛋白质及宿主蛋白质互作等最新研究进行概述总结,以期为冠状病毒的病原生物学、致病机制研究与防控提供参考。
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  治疗性肿瘤疫苗:过去、现在和未来

  魏建磊, 张涛, 张鹏霞

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1383-1391. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.02.1499

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  肿瘤是机体在各种致瘤因素的作用下,局部细胞在基因水平上对其生长的调控失去控制,导致细胞异常增生而形成的新生物。根据肿瘤生物学特性及其对机体危害程度的不同,可将其分为良性和恶性肿瘤两大类。在中国,恶性肿瘤是导致患者死亡的主要原因之一,其发病率和死亡率不断攀升,成为非常严重的公共健康问题。肿瘤疫苗是一种利用肿瘤特异性抗原或肿瘤相关抗原激活机体特异性免疫应答,以杀伤肿瘤细胞的免疫干预策略,是肿瘤免疫治疗研究的热点之一。在过去的几十年里,随着基因技术的不断发展,肿瘤疫苗的研发取得了极大的进步。肿瘤疫苗在实体瘤的临床前研究及其相关试验中均显示出巨大的潜力,有望进一步提高患者的总生存期。根据作用目的,肿瘤疫苗可分为预防性肿瘤疫苗和治疗性肿瘤疫苗;根据作用机制,肿瘤疫苗又可分为细胞疫苗、蛋白质/合成肽疫苗、核酸疫苗等。目前,免疫检查点抑制剂、过继性细胞治疗和基于纳米材料的免疫疗法均在肿瘤治疗中显示出较好的疗效,肿瘤疫苗同其它免疫疗法的联合应用有可能成为肿瘤治疗领域的未来方向。然而,肿瘤疫苗的发展历经重重困难,但也积累了宝贵的临床研发经验。本文主要就不同类型治疗性肿瘤疫苗的起源、类型、作用机制及其优势与局限性展开论述,以期为今后肿瘤疫苗的研究工作提供帮助。
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  支链氨基酸转移酶1在肿瘤发生与进展中的作用机制

  童旭, 孙晓迪, 袁萍

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1392-1400. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2022.12.1491

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  支链氨基酸转移酶1(branched-chain amino acid transaminase 1,BCAT1)催化支链氨基酸(branched-chain amino acids,BCAA)和支链酮酸(branched-chain keto acids,BCKA)之间的转换反应,在维持二者稳态中发挥重要作用。近年来人们发现,BCAT1在多种恶性肿瘤中高表达,且与癌症的分期和预后关系密切,进一步研究证实,BCAT1能促进癌细胞的增殖、侵袭和转移,并揭示BCAT1在癌症发生发展中的部分作用机制:(1)不同肿瘤中BCAT1催化转氨基反应的方向不同,BCAT1既可催化BCAA分解为BCKA,也可催化BCKA合成BCAA,这两个方向都可能促进癌症的发生和发展;(2)BCAT1既能直接影响肿瘤细胞代谢来发挥相关作用,也能通过影响肿瘤微环境而产生促癌效应。总体而言,BCAT1通过催化BCAA的分解与合成反应,影响物质代谢、能量合成、信号通路、肿瘤免疫、表观遗传学和细胞周期等方面,进而促进癌症的发生与进展。本文就国内外BCAT1和BCAA的研究进展,聚焦BCAT1在肿瘤发生发展中的作用机制做一综述,为进一步探讨BCAT1在恶性肿瘤研究中的应用前景提供理论依据。
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  假激酶在细胞信号转导中的功能

  伍铤, 王韵

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1401-1407. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.02.1511

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  蛋白质激酶是一个庞大的蛋白质家族,参与了真核细胞的绝大部分信号转导。激酶的磷酸化功能已得到较为深入的研究,而一些激酶在进化过程中由于关键模体的关键氨基酸突变/缺失而失去了激酶活性,称之为“假激酶”。假激酶在不同物种间是保守的,这一现象说明它们虽然不具备磷酸化活性,但可能具有其他一些非磷酸化功能。最近的研究证实,假激酶具有这些非磷酸化功能,并以此参与细胞内信号转导,包括:(1)通过直接结合活性激酶调控其磷酸化活性;(2)通过竞争抑制调控活性激酶的磷酸化活性;(3)作为分子开关发挥不依赖激酶的关键非催化功能;(4)作为信号支架辅助信号转导;(5)发挥磷酸化活性之外的催化功能。这些功能已被证明参与发育、免疫和代谢等重要的生理过程。假激酶的突变或表达异常与多种疾病例如肿瘤、神经系统疾病、代谢性疾病和自身免疫性疾病的发生相关。本文就假激酶在细胞信号转导中的功能进行了概述,并对其未来研究方向进行了展望。
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  新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰调控的基因转录及疾病

  齐吉红, 张强

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1408-1414. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.03.1488

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  染色质是人类遗传信息的载体,位于染色质上的基因在不同的时空条件下的精准表达调控与DNA的可接触性和染色质相关复合物的密切关联。组蛋白是染色质的重要组成成份,组蛋白上的多种化学修饰,例如乙酰化、甲基化和磷酸化等构成组蛋白密码,实时调控染色质的开放程度及转录调节复合物与染色质的结合,导致基因转录的激活或抑制。随着高分辨率质谱和专一性化学修饰抗体制备技术的提高,一系列新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰,例如巴豆酰化、乳酸酰化和琥珀酰化等被发现,进一步扩展了组蛋白密码的多样性,显著增加了组蛋白密码调控基因转录的复杂性。本文着重概述了新近发现的赖氨酸巴豆酰化、乳酸酰化、琥珀酰化、异丁酰化、甲基丙烯酰化和异烟酰化等新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰的书写、阅读及擦除的动态调控分子机制,总结了这些组蛋白酰基化修饰在基因表达中的功能及调控机制,阐述了新型组蛋白酰基化修饰与人类疾病的关联,提出新型组蛋白酰基化修饰研究面临的挑战和未来研究的方向。
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  基于纳米酶的无抗生素抗菌策略

  罗成, 李相龙, 李艳

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1415-1426. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.03.1506

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  抗生素是抵抗细菌感染的有力武器,然而抗生素的过量使用和滥用加速了细菌耐药性的发展,严重威胁人类健康。开发高效和广谱的无抗生素抗菌策略迫在眉睫。以过氧化氢(H₂O₂)为代表的活性氧(reactive oxygen species,ROS)能氧化多种生物分子,使其结构和活性改变而发挥广谱抗菌作用,是无抗生素抗菌策略之一。然而,临床常用的H₂O₂浓度较高(0.5%~3%),会刺激皮肤和延缓伤口愈合。利用过氧化物酶催化H₂O₂生成氧化性更强的羟自由基(·OH),可大幅提高ROS抗菌策略的性能。然而,天然酶生产成本高、稳定性低等缺点限制了该策略的推广。纳米酶是具有类似天然酶催化活性的纳米材料的统称。与天然酶相比,纳米酶具有制备简单、成本低和易储存等优势,是开发基于ROS的无抗生素抗菌策略的良好选择。贵金属、金属氧化物、金属硫化物、金属有机框架、碳基纳米材料等多种纳米材料具有过氧化物酶、氧化酶等的模拟催化活性,基于这些材料的纳米酶抗菌研究层出不穷,本文将对这些研究进行归纳和介绍,并对纳米酶抗菌应用研究中存在的问题进行讨论。
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  饮食诱导的下丘脑炎症与二甲双胍的调控

  崔思瑶, 周璐瑾, 常晓彤

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1427-1435. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.03.1480

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  高脂饮食模式严重危害人类健康,过量摄入的饱和脂肪酸可穿透血脑屏障,在中枢神经系统中诱发一种可引起机体代谢功能障碍的非典型性炎症反应。下丘脑是调节能量动态平衡的关键区域,其炎症反应是多种代谢性疾病的共同致病基础。下丘脑中慢性低度炎症会表现为神经胶质细胞的增生、炎性细胞因子的激活及内质网应激、氧化应激和自噬缺陷等胞内应激的增强。高脂饮食通过活化传统炎症信号通路,诱导下丘脑胰岛素及瘦素抵抗,影响下丘脑中促食神经元和厌食神经元形成的食欲调节网络的平衡,最终导致食物摄入量和体重增加。二甲双胍(metformin, MF)是一种具有广泛靶点的降糖药物。在中枢神经炎症发展进程中,MF可抑制下丘脑神经胶质细胞的增生、调节神经胶质细胞释放的促炎因子和抗炎因子之间的平衡;通过发挥抗炎和抗氧化作用,干预高脂饮食所致的下丘脑胞内应激;通过调节下丘脑中PI3K-Akt、STAT3、AMPK和mTOR等信号通路,影响胰岛素和瘦素信号通路,下丘脑瘦素和胰岛素信号传导的改善,促使食欲调节神经元的表达平衡向厌食因子转移,使机体的食物摄入量降低和能量消耗增加,从而减少下丘脑炎症介导的肥胖的发生。本文对高脂饮食诱导的下丘脑炎症、MF改善下丘脑炎症的分子机制作一综述,以期为MF的相关应用研究提供理论参考。
研究论文
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  重组茶树菇凝集素6二聚体的原核表达、纯化及糖结合活性鉴定

  刘行辉, 刘若兰, 龙云峰, 陈邦航, 张峥嵘, 敖欣, 樊洁柔, 李准洁, 苏延停

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1436-1444. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.07.1045

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  N-连接糖基化的N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc)末端修饰是一种缩短的糖基化修饰,与多种疾病密切相关,例如自身免疫性疾病、癌症和神经退行性疾病等。然而,因为缺乏有效的识别工具导致对这种修饰的功能研究仍然是一个挑战。之前的研究已经表明,一种识别GlcNAc的茶树菇凝集素6(Agrocybe aegerita lectin recognizing GlcNAc, AANL6)对末端的GlcNAc糖结构特异性识别,但是亲和力较低。为了改造更高效的末端GlcNAc糖识别工具,AANL6通过二聚化来提高单体的亲和力。将AANL6单体通过中间的接头序列(linker)进行分子水平的二聚化,然后克隆到pET-30a质粒上,转化至大肠杆菌表达菌BL21中。确立最优的表达条件,并大量表达纯化AANL6二聚体蛋白(根据linker命名为PA6和EAA6)。随后对AANL6二聚体进行纯度、分子量和糖结合活性研究。SDS-PAGE结果显示,AANL6二聚体纯度较高(92.5%),分子量介于66.2 ~116 kD之间,符合预期值88 kD的大小。等温滴定热量法(isothermal titration calorimetry, ITC)检测结果显示,二聚化的AANL6显著提高了对GlcNAc的结合能力(P<0.01)。糖结合活性检测显示,AANL6二聚体对末端的GlcNAc糖基化修饰与单体相比有着更高的特异性。这些结果显示,AANL6二聚体通过二聚化显著提高了对末端GlcNAc糖基化的亲和力和特异性,这不仅为未来的末端GlcNAc糖基化修饰的功能提供有效的识别工具,而且提供了一种新的改造凝集素的策略。
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  位点特异DNA甲基化调控细胞周期素D1基因

  杨刚, 孟晨雪, 田洁, 尚雨寒, 张品正, 孙佳佳, 王旭莹, 常铭杰, 马雨凯, 郭志义

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1445-1452. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.07.1101

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  DNA甲基化是基因表达调控的重要方式,一般被认为以CpG岛形式发挥作用;近年的研究表明,位点特异的DNA甲基化以元件(cis-regulatory element)的形式在生物微进化以及基因精细调控中发挥重要作用。我们的研究结果显示,曲古抑菌素 A (trichostatin A,TSA)导致细胞周期蛋白D1基因表达下调,以及其核心启动子的+65到+77之间的两段串联CpG序列发生DNA甲基化。报告基因结果显示,由细胞周期素D1核心启动子片段驱动的报告基因活性在TSA处理后下降到原来0.12,而前段(A)突变与后段(B)突变时,报告基因活性分别下降到原来1/7.6与1/8.36,双突变则下降到原来1/7.51。对于CMV启动子嵌合15 bp片段驱动的报告基因活性,野生型、A、B与AB双突变型报告基因活性分别下降1/1.48、1/1.17、1/1.51以及1/1.21。体外甲基化研究结果显示,与对照组相比,M.SssⅠ处理组的启动子活性中,野生型活性下降到原来1/8 800,A突变型活性下降到原来1/2 700,B突变型活性下降到原来1/4 156,双突变型活性下降到原来1/6 222。应用M.HhaⅠ处理进一步区分甲基化位点,A和B突变型报告基因活性分别下降到原来1/1.11和1/1.40。有趣的是,比对发现劳亚兽总目的+66位点为T。由此,我们联合应用DNA定点突变与体外DNA甲基化模拟技术,研究了细胞周期蛋白D1基因位点DNA甲基化元件的作用。我们的研究表明,细胞周期蛋白D1基因核心启动子的+65位点的甲基化在转录调控过程中可能发挥关键作用,为位点特异甲基化在基因精细调控的机制研究提供实验数据。
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  不同浓度微塑料对厚壳贻贝生理和转录物组的影响

  唐晓雯, 杨智, 李羽飞, 王健鑫, 廖智, 范美华

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1453-1467. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.08.1100

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  微塑料 (< 5 mm) 广泛分布在海洋环境中,对双壳贝类构成严重威胁。本文主要对不同浓度聚苯乙烯微塑料 (PS微塑料,直径90 μm,200 μg/L MPs、2 μg/L MPs) 对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)的酶活、能量代谢和转录物组的影响进行研究。结果表明,厚壳贻贝微塑料暴露后SOD、CAT活性上升,MDA含量升高,摄食率显著下降(P < 0.05),并呈现剂量效应。转录物组分析结果表明,与对照组相比,高浓度微塑料暴露组共鉴定到3 087个差异基因,包括上调的差异基因 1 989个,下调的差异基因 1 098个;低浓度微塑料暴露组共鉴定到2 184个差异基因,上调的差异基因有1 514个,下调的差异基因有670个。与低浓度微塑料暴露组相比,高浓度微塑料暴露组共鉴定到81个差异基因,包括上调的差异基因41个,下调的差异基因 40个。分别对不同比较组的上、下调DEGs进行富集分析,上调的差异基因主要富集到RNA转运 (RNA transport)、甲状腺激素信号通路 (thyroid hormone signaling pathway) 和黑色素生成 (melanogenesis) 等通路,下调的差异基因主要富集到碳代谢 (carbon metabolism)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、乙醛酸和二羧酸代谢(glyoxylate and dicarboxylate metabolism)、补体和凝血级联(complement and coagulation cascades) 和Th1和Th2细胞的分化 (th1 and th2 cell differentiation)等通路。免疫和信号相关途径中,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶LATS1/2、 Ras关联结构域含蛋白7/8、胰岛素受体底物1、Toll 蛋白、钾蛋白和G蛋白偶联受体激酶基因表达上调;Notch受体和整合素等都显著下调。能量代谢相关途径中,上调的基因主要包括羰基还原酶1 、碳酸酐酶、芳烃受体、延胡索酸水合酶、碳酸氢钠共转运体 、钙结合蛋白和乙醇脱氢酶等;下调的基因主要包括酰基辅酶A合成酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、琥珀酰辅酶A合成酶、果糖-1,6-二磷酸酶和乙醛酸/羟基丙酮酸还原酶等基因。荧光定量结果表明,微塑料暴露显著诱导了厚壳贻贝MgClq16、HSP70、TLR2和GST等基因的表达上调,特别是HSP70的表达在高浓度和低浓度微塑料暴露下分别为对照的430.54倍和278.78倍,差异性极显著。综上,高浓度的微塑料暴露加剧诱导氧化损伤,降低摄食率,从而导致糖酵解和三羧酸循环等能量代谢受到抑制,造成能量短缺,免疫反应受到抑制,最终影响厚壳贻贝的健康生长,这也为微塑料对贻贝毒害的具体作用机制提供了新见解。
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  重组人胰岛淀粉样多肽的制备及评价

  李欣宇, 张杰, 刘路馨, 陆仲夏, 王盛楠, 路新枝

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1468-1475. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.08.1173

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  人胰岛淀粉样多肽(hIAPP)的淀粉样变与2型糖尿病(T2D)的发生发展密切相关。为解决体外评价化合物抗hIAPP淀粉样变活性所需hIAPP存在化学合成困难、成本高、溶解性低和批次稳定性差等问题,本研究以蛛丝蛋白N端结构域突变体NT*作为融合标签,构建大肠杆菌高效表达hIAPP体系。通过优化表达条件和分离纯化工艺,获得重组hIAPP(rhIAPP),并对rhIAPP二硫键形成、淀粉样变能力和淀粉样变产物的毒性进行检测。融合蛋白质以包涵体形式存在,经过尿素变性和亲和层析纯化得到融合蛋白质产量为70 mg/L发酵液,融合蛋白质经过复性、凝血酶切除融合标签和进一步纯化,最终得到rhIAPP产量为6 mg/L发酵液。检测显示,rhIAPP的巯基未形成二硫键。rhIAPP具有“S”型淀粉样变曲线,其形成的β-折叠结构远多于化学合成的hIAPP(chIAPP),化合物姜黄素能显著抑制2种来源hIAPP的淀粉样变。细胞毒检测表明,rhIAPP在与红细胞孵育过程中促进红细胞溶血。
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  基因沉默SlERF14促进番茄果实成熟

  郭文通, 余越, 王思月, 姚改芳, 胡康棣, 张华

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1476-1486. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.08.1109

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  番茄(Solanum lycopersicum),果实富含维生素、番茄红素等是对人体有益的营养元素,是重要的蔬菜作物之一。乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,能直接调控目标基因的表达,然而SlERF14在番茄中的功能研究尚不清楚。文章对番茄、拟南芥和甘薯中31个ERF基因家族进行系统进化树分析,筛选归纳出与SlERF14同源性较高的1个分支的5个ERF基因进行氨基酸序列比对。结果表明,这些基因的功能可能较为保守,基因性质、结构更为接近。通过对番茄中的SlERF14基因进行表达量分析,发现SlERF14基因可能在果实成熟方面发挥作用。通过病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)发现SlERF14基因沉默促进番茄果实成熟,导致果实中的叶绿素含量减少,类胡萝卜素含量增多,在沉默15 d时,叶绿素a含量显著下调(P<0.01),类胡萝卜素含量显著上调(P<0.01)。类胡萝卜素合成相关基因(PSY1、PDS、ZDS)、叶绿素降解相关基因(NYC1、PAO、PPH、SGR1)、乙烯合成代谢途径相关基因(ACO1、ACO3、ACS2、RIN)的表达量都表现出上调趋势(P<0.05)。推断出SlERF14基因在番茄成熟衰老进程中发挥负调控作用。综上,文章对SlERF14基因家族的生物信息学分析及其功能进行研究,对深入研究SlERF14基因在番茄中的功能具有重要意义。
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  敲低神经靶酯酶引起斑马鱼发育缺陷

  唐思敏, 秦晓旭, 王家英, 徐晓悦, 薄文飞, 李凤, 纪鹏, 董小雷, 宋扬, 王磊

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1487-1493. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.09.1188

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  神经靶酯酶是Patatin样磷脂酶家族的成员,在神经发育中发挥重要作用。某些有机磷通过抑制神经靶标酯酶,导致人类和鸡有机磷酸酯诱导的迟发性神经病。神经靶标酯酶突变还会导致遗传性痉挛性截瘫等运动神经元疾病。Neuropthy target esterase功能的重要性已经得到一些了解,但是对于NTE在动物发育过程中的具体功能以及其导致运动神经元疾病的具体机制尚不清楚。本次实验对nte在斑马鱼发育过程中表达情况进行了分析,在此基础上使用吗啉反义寡核苷酸敲低nte基因,研究nte在斑马鱼胚胎中的具体功能及其作用机制。结果表明,nte出现在胚胎发育早期,并且斑马鱼Nte在其胚胎发育整个过程中表达。nte敲低后的斑马鱼表现出一系列的发育缺陷,包括尾部卷曲、轴突截断和分叉。nte敲低的斑马鱼胚胎细胞凋亡增加,神经元中出现胞内空泡、异常膜结构积累、内质网和线粒体结构异常以及自噬增加。总之,NTE在动物发育过程中以及其导致的运动神经元疾病中发挥重要作用。本研究为NTE的功能及其在神经变性中的作用机制提供了依据。
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  miR-155-5p靶向调控叉头框蛋白3影响脐带间充质干细胞衰老

  林晓波, 李伟中, 庄静文, 陈洁玲, 侯凯翔, 蔡灿鑫, 曾纪斌, 黄东乔, 刘沐芸

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1494-1503. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.06.1027

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  近期研究表明,miR-155-5p能通过影响线粒体裂变导致骨髓干细胞衰老,但其能否影响脐带间充质干细胞的衰老及作用机制尚不清楚。为研究其影响及机制,从脐带组织中获取P0代脐带间充质干细胞,逐代传至P10代,采用RT-qPCR检测发现,miR-155-5p的表达在P10代显著升高(P＜0.001)。过表达miR-155-5p的P2代脐带间充质干细胞发现,叉头框蛋白3(forkhead box O3, FOXO3)及自噬相关基因LC3和Beclin-1表达下降。通过TargetScan在线数据库预测,FOXO3的3′ UTR区域与miR-155-p存在特异结合位点,双荧光素酶报告基因结果证实,FOXO3为miR-155-5p的靶基因之一。向P10代脐带间充质干细胞转染miR-155-5p inhibitor后,经Western 免疫印迹检测发现,FOXO3、p-AMPK、LC3 II/I和Beclin-1蛋白质表达显著升高(P＜0.01或0.001),衰老相关蛋白质p16、p21和p53显著下降(P＜0.01或0.001)。经β-半乳糖苷酶活性染色后发现,转染miR-155-5p inhibitor的P10代脐带间充质干细胞显著降低β-半乳糖苷酶的表达(P＜0.01)。RT-qPCR法和ELISA法分别检测转染miR-155-5p inhibitor的P10代脐带间充质干细胞和其培养的上清后发现,TGF-β、HGF和VEGF的基因表达及蛋白质分泌水平均显著升高(P＜0.05或0.01)。经静脉注射脐带间充质干细胞治疗支气管肺发育不良的新生大鼠模型发现,转染miR-155-5p inhibitor的P10代脐带间充质干细胞显著提升新生大鼠生存率(P＜0.05),并显著改善新生大鼠肺部病理损伤。综上所述,miR-155-5p通过负调控FOXO3基因影响脐带间充质干细胞衰老,miR-155-5p inhibitor的应用是通过FOXO3/AMPK信号通路增加细胞自噬而逆转脐带间充质干细胞衰老。
教育与教学
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  农林高校“生物化学”课程思政的探索与实践

  张少斌, 苏敏, 刘慧

  中国生物化学与分子生物学报. 2023, 39(10): 1504-1514. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.04.1004

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  “生物化学”是农林高校农学、园艺、林学与生物学等多个学科专业基础课,是开展课程思政的重要载体,对于培养卓越农林人才,发展农林科技,保障国家粮食安全和生态安全具有重要意义。本文从生物化学的基本原理、生物化学基本技术、生物化学的实践应用、生物化学发展史、生物化学的最新进展、我国科学家取得的最新成果、社会典型负面案例以及网络时事的思政教育需要出发,详细分析了生物化学课程的思政融合点,充分挖掘了课程全部24个课时单元的思政元素。并以“蛋白质空间结构与功能”为例,创新课程思政教学方法,以学生为中心,采取案例教学、翻转课堂、讨论教学和线上线下相结合的混合式教学方法,将思政元素融入到生物化学教学全过程。课程思政调查结果显示,学生对生物化学相关内容“非常关注”的比例提高到70%以上,80%以上的学生提高了学习兴趣,促进了专业学习,学生总成绩平均提高8.5%。其中,平时成绩提高15.6%。学生对课程思政的总体满意度达90%以上,实现了对学生专业知识技能和综合素质能力的协同培养。