中国生物化学与分子生物学报

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中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 0-0.

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斑马鱼反向遗传学的研究技术

邓舜泽, 许兵

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1165-1177. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.02.1302

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斑马鱼因其胚胎透明、体外发育快速、产卵量大、基因组与人类高度相似等特点,已成为生物学研究中重要的脊椎动物模型。为研究基因功能,目前已开发了多种斑马鱼遗传学研究方法,包括正向遗传学和反向遗传学方法。正向遗传学是指从表型出发,通过筛选具有特定性状的突变体来追溯其致因基因;而反向遗传学则以已知基因为起点,通过改变其序列或表达水平来研究其功能。这两类策略共同构成斑马鱼基因功能研究的重要理论基础。与正向遗传学从表型到基因的研究方式不同,反向遗传学针对特定基因,采用从基因到表型的研究策略,在斑马鱼遗传学研究中的地位日益重要。斑马鱼的反向遗传学技术主要包括基因过表达、基因敲低和基因敲除等,通过对特定基因进行操纵,揭示其在生理发育和病理发生中的关键作用。这些技术的发展极大地推动了斑马鱼遗传学研究,促进了多种人类疾病斑马鱼模型的构建,为疾病发生发展机制的研究做出了重要贡献。本文将详细综述斑马鱼反向遗传学相关技术的研究进展,并展望其未来发展方向。

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表观遗传时钟在精准医学中的应用

黄星宇, 冯嘉财, 邓仁丽

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1178-1186. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.09.1288

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表观遗传时钟(epigenetic clocks)是通过分析表观遗传标记变化来评估生物学年龄的工具,其中基于DNA甲基化的时钟发展最为成熟。本文系统综述了DNA甲基化时钟(DNA methylation clock)在精准医学中的应用进展。第一代时钟基于线性回归模型,使用有限CpG位点,具备多组织适用性但精度有限;第二代时钟引入多组织特征和更复杂统计方法,显著提升疾病风险预测能力;第三代时钟采用深度学习方法分析全基因组甲基化图谱,实现更高精度和人群泛化性。当前面临的主要问题包括数据异质性高、模型泛化能力不足、临床转化成本高及伦理风险。应对策略需聚焦于标准化检测流程、构建多种族数据集、开发低成本技术及完善伦理监管。DNA甲基化时钟通过量化生物年龄加速,为慢性疾病风险预测、个性化干预和健康管理提供了新工具,有望推动精准医学在衰老及相关疾病领域的临床应用。

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自噬调控神经退行性疾病病理进程的机制及干预策略

迟睿, 李楠, 商宇

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1187-1195. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.12.1334

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阿尔茨海默病等神经退行性疾病(neurodegenerative diseases,NDDs)是一类以神经元损伤和死亡为特征的慢性进行性疾病。随着全球人口老龄化的加剧,此类疾病的发病率呈逐年上升趋势且缺乏有效的治愈手段。细胞自噬可通过调控神经毒性蛋白质聚集、神经炎症、氧化应激、能量代谢以及乳酸化修饰等关键环节,深度参与NDDs的疾病进程。本文首先论述了自噬的机制与过程,进而总结了NDDs的病理机制及其与自噬之间的关系,重点阐述了自噬对NDDs病理进程的调控作用的最新研究进展,最后探讨了自噬干预在NDDs治疗中的潜在价值。本文也对当前研究中存在的问题进行了一定深度的剖析。现有证据表明,NDDs相关病理进程普遍会启动自噬,但是又经常导致自噬的正常功能出现障碍。自噬能够通过溶酶体相关机制降解淀粉样蛋白-β、α-突触核蛋白等病理性聚集物,通过清除损伤线粒体及抑制小胶质细胞过度激活减轻神经炎症,通过清除功能失调的线粒体缓解能量代谢紊乱造成的细胞损伤。自噬功能障碍则导致毒性聚集体聚集增加、促炎细胞因子释放增加,并且损伤线粒体功能、诱发氧化应激与干扰细胞能量代谢。以上病理进程导致的乳酸化修饰增加进一步引起自噬功能紊乱与神经炎症等病理进程的加剧。齐墩果酸等具有自噬调控功能的药物在NDDs治疗中已经展现出一定的潜力。

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氦气生物学效应的发现与思考

王军, 程鹏飞, 沈文飚

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1196-1206. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1044

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氦(helium)是宇宙中第二丰富的元素,同时也是惰性气体家族中的重要成员,因其低密度、高热导性、化学惰性等特性被广泛应用于航空航天、医学成像和超导等领域。随着研究的深入,科学家发现氦气这一化学性质稳定的气体还可以调节生理以及病理过程。在医学研究中,动物实验表明,氦气具有显著的神经保护和器官保护作用;在农业研究中,氦气有效延长食品的保鲜期和强化农作物对胁迫环境的耐受性。这些结果提示,氦气可能通过调节特定的途径影响生物体的生理响应,从而发挥其保护效应。为了深入理解氦气的生物学效应,本文回顾了氦元素的发现历程,并分别从医学和农业领域总结了氦气在多种动物模型、农产品保鲜以及农作物耐逆性中的研究进展,概括了其生物学效应的分子机理,包括调节线粒体功能、激活抗凋亡通路、抑制氧化应激、诱导一氧化氮信号通路、降低呼吸速率和乙烯释放、抑制微生物生长,以及重建氧化还原平衡和离子稳态等。最后,本文探讨了当前相关研究的局限及其未来可能的研究方向,以期为氦气生物学的理论研究和实际应用提供参考。

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外泌体LncRNAs在食管鳞状细胞癌中的作用

吴娟, 李温庭, 刘佳鑫

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1207-1218. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.12.1289

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食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)是一种恶性程度高、预后差的消化道肿瘤。由于早期症状隐匿、诊断困难,且现有治疗手段效果有限,患者5年生存率始终处于较低水平。近年来,外泌体作为细胞间通讯的关键载体,备受研究者关注。它们能够携带蛋白质、脂质及核酸等多种生物活性分子,其中长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)作为重要的功能性RNA,在ESCC的发生发展、侵袭转移以及耐药机制中扮演着核心角色。研究表明,外泌体lncRNA通过多种机制参与ESCC的发生与发展。一方面,它们可被肿瘤细胞和肿瘤成纤维细胞分泌并递送至肿瘤细胞,通过调控关键信号通路影响肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移能力。另一方面,外泌体lncRNA也介导了食管鳞癌肿瘤微环境中的免疫调节与放化疗耐受。尤其值得关注的是,由于外泌体lncRNA广泛存在于血液、唾液等体液之中,具有较高的稳定性和易于富集检测的特点,使其成为ESCC早期无创筛查、动态疗效监测和个体化预后评估的理想生物标志物。本文系统综述了外泌体lncRNA在ESCC进展中的分子调控机制,同时深入探讨了其作为新型诊断标志物和精准治疗靶点的临床转化潜力与应用前景。

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菌群重构看中药对非酒精性脂肪性肝病的靶向干预

陈亚龙, 陈振东, 田旭东

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1219-1230. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.12.1316

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非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是全球范围内发病率最高的慢性肝病之一,是以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的临床病理综合征。近年来研究表明肠道菌群紊乱与NAFLD发生发展密切相关,有害菌数量增多的同时对有益菌产生抑制作用,除影响正常的脂质代谢外,微生态失衡还能破坏肠道黏膜屏障的完整性,肠道通透性增加,使有害菌代谢产生的内毒素入肝后又引起持续炎症反应,这对于肝生理尤为不利,与之相对,通过菌群重构可促进肝的脂质代谢、恢复肠道屏障完整性、抑制炎症等干预疾病进程。中药发挥其多通路、多靶点、不良反应轻等优势,以增加有益菌丰度和降低有害菌丰度,从而减少脂肪堆积、促进肠道屏障完整性恢复和抑制肝的炎症,进而对患者进行整体调控,为NAFLD的诊疗提供了新模式。

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香叶木素抗炎活性及其对抗炎信号通路调控机制

刘怡含, 牟文君, 侯宏卫

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1231-1241. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.11.1417

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炎症是机体应对损伤或感染的保护性反应,但其失调导致的慢性或过度炎症是驱动关节炎、神经退行性疾病、结肠炎等多种慢性疾病发生发展的关键因素。目前,临床上虽有非甾体类抗炎药物(NSAIDs)等治疗手段,但长期使用会伴随副作用与耐药性问题。因此,从天然产物中寻找安全和高效的抗炎药物已成为研究热点。香叶木素(diosmetin)作为广泛存在于柑橘类水果和其他药用植物中的天然黄酮类化合物,具有强大的抗氧化活性和抗炎作用。本文系统综述了香叶木素的来源、理化性质及药代动力学特征,并重点阐述了其通过系统性调控多条信号通路网络来改善炎症性疾病的分子机制。香叶木素的核心作用机制在于抑制核因子-κB(NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及JAK/STAT等关键促炎信号通路的激活。同时,它能激活核因子E2相关因子2(Nrf2)抗氧化通路,这不仅增强了细胞的抗氧化防御能力,还通过负向调控NF-κB等通路,形成了一个“抑制促炎”与“激活抗炎”相结合的高效调控网络。本文最后讨论了纳米制剂、联合用药等提高其生物利用度和临床应用潜力的前沿策略,以期为开发新型天然抗炎药物、拓展天然药物的应用前景及慢性炎症疾病的治疗策略提供重要的理论依据和新的思路。

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融合蛋白在尼帕病毒感染机制与疫苗开发中的作用

汪松波, 沈奥, 王永胜

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1242-1250. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2025.11.1297

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尼帕病毒(Nipah virus, NiV)是一种人畜共患病毒,因其跨种传播能力和高致死率已成为全球公共卫生的重大威胁。融合蛋白(fusion protein, F)是NiV进入宿主细胞的核心分子,在病毒感染与免疫逃逸中发挥关键作用,其既是病毒入侵的结构基础,也是关键免疫靶点。近年来,围绕F蛋白的结构稳定性、抗原表位分布及融合激活机制的研究不断深入,推动了多种疫苗平台的快速发展。本文重点介绍F蛋白的结构特征,特别是F1和F2亚基在病毒-宿主膜融合中的结构分工与功能协同,并强调其在诱导中和抗体与激发保护性免疫反应中的重要地位。另外,综述了基于F蛋白的多种疫苗平台,包括病毒载体、DNA、mRNA和病毒样颗粒(virus-like particle, VLPs)疫苗,并结合不同动物模型的实验数据,探讨了免疫保护的相关性。综合现有研究进展,突出了F蛋白在解析NiV感染机制和推动疫苗研发中的核心价值,为临床转化与公共卫生防控提供了理论依据。

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天冬氨酰葡萄糖胺酶结构与功能

林谦阁, 陈力, 孙桂芹

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1251-1262. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.02.1326

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天冬氨酰葡萄糖胺酶(aspartylglucosaminidase,AGA)是一种酰胺水解酶,能水解N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)和天冬酰胺(Asn)之间的酰胺键,生成N-乙酰氨基葡萄糖和天冬氨酸(Asp)。AGA属N-末端亲核水解酶(Ntn水解酶)家族,AGA酶翻译后新生肽链首先自水解生成α、β亚基,之后再进一步组装为α₂β₂异四聚体;其“漏斗状”的活性结构域,为底物结合与催化提供了反应场所。AGA广泛分布于人、鼠、牛、真菌及细菌等生物中。AGA作为细胞内N-糖蛋白降解的重要酶之一,其酶切产物可参与物质合成或能量代谢,维系胞内代谢稳态。AGA在调控小鼠中枢神经系统发育和运动功能方面发挥重要作用。有研究表明,寄生蜂可借毒液中AGA 调控果蝇宿主发育以适配自身后代存活。人AGA基因突变可导致罕见遗传性疾病天冬氨酸氨基葡萄糖尿症(aspartylglycosaminuria,AGU),其主要表现为发育迟缓、智力障碍、骨骼发育异常和结缔组织异常生长等,该疾病诊断依赖酶活性测定、基因检测及尿液 GlcNAc-Asn 筛查等。目前,该疾病治疗方法处于研究阶段,基因疗法(例如通过 AAV9 载体递送 hAGA)、酶替代疗法以及伴侣疗法(例如利用甜菜碱促进突变体折叠)研究取得一定进展,但距离临床转化应用仍需进一步研究验证。本文综述AGA在不同物种的分布、三维结构、酶学功能、生物学功能及其与疾病的关系等内容,为AGA的基础和应用研究提供依据。

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组织蛋白酶D 基因敲除通过 Cathepsin F/Bcl-2/caspase-3 轴介导耳蜗毛细胞凋亡与听力损伤

徐文翟, 张芳, 刘钰峰, 杨静, 吴玉龙, 张婷

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1263-1276. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1649

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组织蛋白酶D(cathepsin D, cathD)是溶酶体中的天冬氨酸蛋白水解酶,参与调控细胞凋亡、分化及细胞周期。其基因突变会导致神经元蜡样脂褐质沉积症(neuronal ceroid lipofuscinosis, NCL)的发生,该疾病属于溶酶体贮积症(lysosomal storage disease, LSD),此病患者常伴有感音神经性耳聋(sensorineural hearing loss, SNHL),但其致聋机制尚未被完全阐明。因此,为探究 cathD 在感音神经性耳聋中的调控作用,本文通过构建 cathD 基因敲除鼠(cathD^-/-)检测不同发育时期小鼠耳蜗形态发育及听力功能,以期阐明 cathD 对小鼠耳蜗的调控机制。本文利用听性脑干反应(auditory brainstem response, ABR)检测 cathD^-/- 小鼠听力,发现敲除 cathD 基因造成小鼠听力下降(P<0.01)。免疫荧光染色检测及扫描电镜观察发现,耳蜗毛细胞缺失及形态异常(P<0.01)。此外,通过蛋白质组学分析检测不同发育时期 cathD^-/- 小鼠的耳蜗蛋白,发现组织蛋白酶 F(cathepsin F, cathF)表达异常升高(P<0.01)。蛋白质免疫印迹发现,cathD^-/- 小鼠耳蜗组织中 Bcl-2 蛋白水平降低(P<0.01),胱天蛋白酶3(caspase-3)剪切体蛋白质表达上升(P<0.05),并且针对耳蜗毛细胞系的细胞实验进一步验证这一结果,上述实验表明,cathD 基因敲除后可通过提高 cathF 的表达,抑制 Bcl-2 的表达,激活胱天蛋白酶3 介导的线粒体凋亡途径,诱导细胞凋亡的发生,影响小鼠耳蜗毛细胞形态与听力功能。

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NONHSAT001931 ceRNA轴可能在高级别鳞状上皮内病变向宫颈癌进展中发挥调控作用

马月月, 刁伟华, 李琦, 孙宇虹, 何雨萱, 齐琦, 赵卫红

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1277-1284. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1060

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长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)在肿瘤发生及免疫微环境调控中发挥重要作用,但其在宫颈癌进展中的机制尚不明确。本研究基于对照组、宫颈高级别鳞状上皮内病变(high-grade squamous intraepithelial lesion,HSIL)组及宫颈鳞癌(cervical squamous cell carcinoma,CESC)组的全转录物组RNA测序数据,结合差异表达分析与机器学习方法筛选关键lncRNA,并构建ceRNA调控网络,识别出关键lncRNA NONHSAT001931,并进一步构建NONHSAT001931-miR-4699-5p-HHLA2潜在调控轴。数据库分析及免疫组化结果显示,HHLA2在宫颈癌组织中高表达,其表达与M1/M2型巨噬细胞浸润相关,提示该调控轴可能参与免疫抑制性肿瘤微环境的形成。综上,本研究揭示了该ceRNA轴在HSIL向宫颈癌进展中的潜在作用,为宫颈癌免疫机制研究及靶点探索提供理论依据。

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高发区患者源性食管鳞癌类器官模型构建及鉴定分析

张敏, 张理, 高震东, 杨平娟, 陈攀, 李佳怡, 石林林, 高社干

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1285-1295. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.05.1726

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食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)侵袭性强,预后差,具有鲜明的地域分布特点,长期受限于缺乏合适的临床前研究模型。患者源性类器官(patient-derived organoids,PDO)相比2D细胞及动物模型能更精确模拟人体器官的组织结构和功能特征。本研究基于ESCC高发区的临床样本,构建了稳定的患者源性食管鳞癌类器官(patient-derived esophageal squamous cell carcinoma organoids,ESCC PDO)培养平台,培养成功率为68.0%。利用苏木素-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,H&E)、免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)法验证了PDO模型能高度保留原始ESCC组织的病理特征,采用Calcein/PI双染法验证了各阶段ESCC PDO均可保持良好的细胞活性,药物敏感性检测验证了PDO模型可有效复现患者个体药物的反应差异。卡方检验及单因素逻辑回归分析的结果表明,肿瘤的分化程度(P=0.03)、T分期(P=0.01)、新辅助化疗结局(P=0.03)、肿瘤离体时间(P=0.00118)以及肿瘤重量(P=0.000273)与ESCC PDO培养成功率有显著相关性,而患者的年龄、性别、N分期、肿瘤位置均与ESCC PDO培养成功率无显著性差异(P>0.05)。本研究揭示了可提高ESCC PDO培养成功率的关键影响因素,为高发区ESCC PDO领域的研究构建了一个更加精确的体外模型。

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噬菌体E1通过gp38蛋白中色氨酸/精氨酸簇特异识别大肠杆菌OmpC的分子机制研究

潘扬位, 崔欣格, 蒋爽, 柴路维, 张永康, 杨影, 刘洪兵, 牟星颖, 乐涛

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1296-1306. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.05.1692

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多重耐药菌感染是当前全球主要致死原因,因此迫切需要开发以噬菌体疗法为代表的新型抗菌策略。深入解析噬菌体与宿主间的识别机制,是实现噬菌体精准治疗的基础。本研究以一株新分离的烈性T2样噬菌体E1为研究对象,系统阐明了其受体结合蛋白(Receptor-Binding Protein, RBP)与宿主受体的相互作用机制。首先,通过全基因组测序与系统发育分析,鉴定出其末端尾纤维蛋白gp38为潜在RBP。随后,利用抗体阻断实验证实了gp38为噬菌体E1的RBP,并进一步通过宿主表面蛋白酶解处理,结合体外Pull-down及Western印迹分析,明确了其特异性受体为外膜蛋白C(OmpC)。为在分子水平揭示这种识别逻辑,本研究利用AlphaFold3构建复合物模型,并开展500 ns分子动力学模拟实验。结果表明,gp38-OmpC复合物的结合过程由范德华力和静电相互作用驱动。通过丙氨酸扫描能量分析,识别出由Trp9、Arg21、Trp22和Trp37构成的关键能量热点簇(hotspots),其中Trp22和Trp37的结合能贡献最为显著(ΔΔG > 12 kcal/mol)。本研究不仅揭示了E1噬菌体利用色氨酸/精氨酸簇与OmpC内腔形成的“锁钥”识别机制,也为人工改造RBP以精准调控噬菌体宿主谱提供了理论依据。

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GPLD1与PLPP1相互作用调控脂代谢抑制乳腺癌细胞增殖

樊欣悦, 李佳文, 邢帆, 高宁, 张华华, 杨勇, 白铠瑞, 刘敏, 杜娟

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1307-1318. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1611

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本研究旨在探究糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D1(GPLD1)在乳腺癌进展中的作用与作用机制,评估其临床诊断价值。生物信息学分析GPLD1在不同肿瘤及相应组织中的表达发现,GPLD1在不同肿瘤组织中表达存在差异,且其mRNA和蛋白质含量在乳腺癌中均显著降低,其低表达与患者不良预后相关。生存分析显示,GPLD1高表达组RFS显著优于低表达组,提示GPLD1可能作为潜在的乳腺癌诊断标志物。以MDA-MB-231和HS578T细胞为材料,CCK8、克隆形成实验、Transwell和基质胶Transwell检测发现,GPLD1过表达可抑制乳腺癌细胞的增殖(P<0.01)、迁移(P<0.05)和侵袭(P<0.01)。流式细胞术和TUNEL染色显示,增加GPLD1表达能够促进乳腺癌细胞凋亡(P<0.05),但对细胞周期分布无显著影响。生信分析和Co-IP检测显示,GPLD1与磷脂磷酸酶1(PLPP1)存在直接相互作用,两者在乳腺癌组织中表达呈正相关,并在细胞内共定位;Nile Red检测发现,GPLD1与PLPP1共表达可协同降低细胞内脂质含量(P<0.05);siRNA干扰 PLPP1 能够部分逆转 GPLD1 对乳腺癌细胞生长的抑制作用及其对细胞脂质含量的降低作用(P<0.01)。综上所述,GPLD1作为乳腺癌抑制因子,可能通过与PLPP1相互作用调控脂代谢进而抑制肿瘤生长,这为乳腺癌的诊疗提供了新的潜在靶点。

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WBSCR22调控SNIP1促进结直肠癌恶性生物学行为

王莉, 马国瑞, 李有良, 赵海燕

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1319-1332. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1573

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Williams-Beuren综合征染色体区域22(Williams-Beuren syndrome chromosome region 22,WBSCR22)作为一种rRNA甲基转移酶,在肿瘤发生发展中的作用尚不明确。课题组前期研究发现,与自然杀伤(NK)细胞共培养的奥沙利铂耐药结直肠癌(CRC)细胞中WBSCR22表达显著下调。为探究WBSCR22在CRC中的功能及机制,本研究通过生物信息学分析发现,WBSCR22高表达与CRC患者总体生存期(overall survival,OS)显著相关。功能研究表明,过表达WBSCR22(WBSCR22-OE)可促进CRC细胞的增殖和迁移能力。利用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析,筛选出下游差异最显著的蛋白质SNIP1(FC≥1.2,P<0.05)。进一步研究显示,敲低SNIP1能够抑制CRC细胞的增殖、迁移及体内成瘤能力;而在SNIP1敲低的细胞中过表达WBSCR22,可部分恢复SNIP1的表达并逆转由SNIP1缺失引起的抑癌效应。机制研究表明,WBSCR22可能通过激活PI3K/Akt/β-catenin信号通路来促进SNIP1的表达。综上所述,WBSCR22/SNIP1促进CRC细胞增殖、迁移及肿瘤形成能力的潜在机制可能是通过PI3K/Akt/β-catenin信号通路发挥作用。WBSCR22/SNIP1轴有望成为CRC的潜在诊断生物标记物、预后指标和治疗方法。

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三重基序蛋白32基因沉默对甲基苯丙胺引起的氧化应激损伤的抑制作用及机制

曾惠, 王涵, 孟宪勇, 仲亚娜, 沈丽霞, 董晓华

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1333-1344. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1600

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三重基序蛋白32(tripartite motif protein 32,TRIM32)是一种E3泛素连接酶,在肌肉分化、肿瘤发生和代谢调控等多种生物学过程中发挥重要作用,同时可影响氧化应激反应。本研究旨在探讨沉默TRIM32基因对甲基苯丙胺(methamphetamine,MA)引起的氧化应激损伤的影响及其机制。以PC12细胞为研究对象,利用siRNA(small interfering RNA)转染技术沉默TRIM32基因的表达,建立分组:NC+NS组,NC+MA组,siTRIM32+NS组,siTRIM32+MA组。原位末端转移酶标记技术(terminal deoxynucleotyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling assay,TUNEL染色)揭示,沉默TRIM32基因抑制MA诱导的细胞凋亡。比色法和2′,7′-二氯′氢荧光素二乙酸酯(2′,7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate,DCFH-DA)荧光探针法检测结果显示,沉默TRIM32基因逆转MA引起的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性的降低(P<0.01)及丙二醛(malondialdehyde,MDA)及活性氧(reactive oxygen species,ROS)表达水平的升高(P<0.01)。Western 印迹结果证明,siTRIM32+MA组较NC+MA组磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)(P<0.05)、磷酸化蛋白激酶B(phospho-protein kinase B,p-AKT)(P<0.01)蛋白质表达水平上调,核因子E2相关因子2(nuclear factor e2-related factor 2,Nrf2)总蛋白质表达水平无显著性差异,siTRIM32+MA组较NC+MA组磷酸化核因子E2相关因子2(phosphorylated nuclear factor e2-related factor 2,p-Nrf2)/Nrf2(P<0.05)、胞核核因子E2相关因子2(nuclear nuclear factor e2-related factor 2,n-Nrf2)(P<0.01)蛋白质表达水平上调,胞质核因子E2相关因子2(cytoplasmic nuclear factor e2-related factor 2,c-Nrf2)蛋白质表达水平下调(P<0.01)。PI3K/AKT抑制剂LY294002同时刺激PC12细胞,siTRIM32+MA+LY294002组ROS荧光强度(P<0.05)、MDA(P<0.01)表达水平较siTRIM32+MA组升高,SOD(P<0.01)表达水平较siTRIM32+MA组降低,Nrf2总蛋白质表达水平无显著差异,p-Nrf2/Nrf2、胞核Nrf2蛋白质表达水平较siTRIM32+MA组下调(P<0.01),胞质Nrf2蛋白质表达水平较siTRIM32+MA组上调(P<0.01)。综上,沉默TRIM32基因可抑制MA引起的氧化应激损伤,从而发挥神经保护作用,其机制可能与PI3K/AKT/Nrf2信号通路有关。

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基于“益气活血”探讨黄芪甲苷IV通过缺氧诱导因子-1α乳酰化调控糖酵解保护缺氧/复氧心肌细胞

赵岚, 张萌, 吴玲, 严广东, 余梦莹, 张少衡

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1345-1357. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.05.1017

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心肌缺血再灌注损伤是心血管疾病治疗中的关键临床问题,其病理过程与中医学“气虚血瘀”“心脉痹阻”等病机相契合。现代中西医结合研究认为,中医“气”的科学内涵涵盖氧气、营养物质及三磷酸腺苷(ATP)等能量物质,其中线粒体氧化磷酸化高效合成ATP是“气”充沛状态的主要代谢基础,而糖酵解则是缺氧条件下维持基础能量供应的代偿性途径。黄芪作为益气活血之重要药物,黄芪甲苷IV(astragaloside IV, AS-IV)是其发挥心血管保护作用的主要活性成分,但对其调控细胞能量代谢与表观遗传修饰的调控机制尚需深入阐明。本研究旨在从中医学“气血理论”出发,采用H9c2大鼠心肌细胞及原代乳鼠心肌细胞建立缺氧/复氧(H/R)损伤模型,通过CCK-8、流式细胞术、Seahorse能量代谢分析、Western 印迹和qPCR等方法,探究AS-IV的保护作用及其机制。结果显示,20 μmol/L AS-IV预处理能显著提高H/R损伤后心肌细胞活力(较H/R模型组提升1.2倍,P < 0.001)并降低细胞凋亡率约47%(P < 0.001),该保护作用可被糖酵解抑制剂2-DG或HIF-1α抑制剂BAY逆转。AS-IV能有效拮抗H/R导致的糖酵解抑制,增加细胞外酸化率、糖酵解质子外排率及乳酸生成(均P < 0.001);同时,AS-IV处理不仅上调HIF-1α蛋白质水平的表达,更显著增强其赖氨酸乳酰化修饰水平(P < 0.001),进而驱动了下游SLC2A1、HK2、PDK1、LDHA等糖酵解关键基因的转录和蛋白质表达显著上调(mRNA水平,P < 0.001)。在原代乳鼠心肌细胞中验证了上述核心发现。在缺氧应激状态下,AS-IV并未恢复氧化磷酸化这一高效产能途径,而是通过维持糖酵解这一代偿性能量供应,帮助心肌细胞渡过能量危机——这种“存气固本”的作用模式,体现了中医“留得一分元气,便有一分生机”的治疗思想。由此可见,AS-IV通过促进HIF-1α发生乳酰化修饰,增强其转录活性,驱动糖酵解代谢重编程,从而缓解心肌细胞的H/R损伤。本研究从“代谢-表观遗传”调控轴揭示了AS-IV心血管保护作用的一条新机制,为中医“益气活血”理论的科学内涵提供了现代生物学阐释。

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胡萝卜囊泡外颗粒激活β-联蛋白信号通路修复糖尿病创面

卢宇婷, 李英喆, 史惠, 耿萌, 张洁

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1358-1368. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1545

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糖尿病创面难愈是临床重要难题,其病理机制与真皮成纤维细胞(dermal fibroblasts, DFs)及血管内皮细胞等重要靶细胞功能受损密切相关。植物来源的细胞外囊泡样颗粒(extracellular vesicles-like particles, EVLP)因其内含丰富的生物活性物质、跨物种调控能力、获得便捷性及良好生物安全性,在组织再生修复中引起关注。本研究旨在探讨胡萝卜来源的EVLP(carrot derived EVLP, Carr-EVLP)对糖尿病创面愈合的作用及其分子机制,重点分析其对DFs和人脐静脉内皮细胞(huamn umbilical vein endothelial cells, HUVECs)功能的影响。首先通过电镜、粒度分析及表面标志物检测对Carr-EVLP进行表征。在高糖高脂损伤条件下,Carr-EVLP处理显著降低DFs和HUVECs凋亡率(P <0.0001),并提升细胞增殖(P <0.0001)、迁移(P <0.05)和小管形成能力。为了深入探索其中机制,进一步通过转录物组学测序筛选出Carr-EVLP中可能发挥关键作用的转谷氨酰胺酶2分子(transglutaminase 2, Tgm2),并通过qRT-PCR(P <0.05)和细胞免疫荧光验证其表达。另外,通过酶标仪紫外分光光度法测定A₆₀₀、菌落涂板和药敏纸片实验,评估Carr-EVLP对糖尿病足部溃疡(diabetic foot ulcer, DFU)常见病原菌的抗菌活性。结果表明,Carr-EVLP可能通过影响Tgm2表达,并与β-联蛋白信号通路相关联,从而协同改善DFs和HUVECs功能,并具备一定抗菌能力,为糖尿病创面治疗提供新方案和临床转化新思路。

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“新农科”背景下人工智能赋能《分子生物学》课程思政教学的改革与实践

孙超, 汪军成, 毕真真, 李悦, 蒲媛媛, 白江平

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1369-1378. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2026.04.1615

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为响应国家“新农科”建设的战略号召,破解《分子生物学》等基础理论课程中普遍存在的专业知识教育与思想政治教育相互脱节的“两张皮”难题,本研究以甘肃农业大学农科类本科专业为对象,设计并实践了一种人工智能(artificial intelligence,AI)赋能的《分子生物学》课程思政教学新模式。该模式利用AI技术,深度挖掘并系统构建了一个与分子生物学知识点有机融合的思政案例库,并通过“课前AI助推探究、课中人机协同探索、课后AI辅助巩固、全程数据驱动反思”的四阶段闭环教学流程,将价值引领贯穿于知识传授全过程。教学实证数据表明,该模式显著提升了教与学的综合成效:在学业表现上,实验组期末成绩优秀率(>90分)是对照组的2.6倍,低分段(60-69)比率和不及格率均减半,且在考察高阶思维能力的“模拟学术汇报”环节,实验组表现显著优于对照组(P<0.05);在学习体验上,高达94.85%的实验组学生认为思政案例融入自然且有启发性,且显著增强了服务“三农”的专业认同感。研究结果表明,AI赋能的教学模式能够有效解决理论课程思政融入难的问题,实现了知识传授与价值塑造的同向同行,为培养具备扎实专业技能与深厚家国情怀的新时代知农爱农创新人才提供了可复制、可推广的实践方案。

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组织蛋白酶D基因敲除通过 Cathepsin F/Bcl-2/caspase-3 轴介导耳蜗毛细胞凋亡与听力损伤（见1263~1276页）

封面图片设计徐文翟, 张婷

中国生物化学与分子生物学报. 2026, 42(7): 1379-1379.

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