在国家大力推进交叉学科发展的战略背景下,推进生物医学交叉课程改革与创新已成为支撑交叉学科建设以及拔尖创新人才培养的核心抓手。探索高质量的交叉课程改革路径与实践模式,对提升学科建设与人才培养质量具有重要作用。本文以浙江大学“生物医学传感与检测”课程为典型案例,直面生物医学交叉课程普遍存在的课程体系复杂、教学计划设计与实施困难、交叉创新思维与实践能力难以兼顾等挑战的基础上,结合教学团队多年探索的改革实践经验,以“实践交叉创新”为核心理念,构建“课程体系-教学模式-实践育人-协同生态”四位一体的交叉人才培养体系,在课程成果、课程资源、教学成效以及交叉创新思维与实践能力培养方面获得了显著的进展。该课程体系的具体改革路径与创新实践探索可以为国家交叉学科建设的深化推进,以及复合型拔尖创新人才的系统培养提供可借鉴的理论参考与实践范式。

项目制学习是一种以学生为中心,以具体项目为载体,培养学生探究、合作、实践能力的教学方法。为克服传统生物化学实验教学“中学化”、考核体系单一的弊端,本研究以项目制学习理念为指导,尝试对生物化学实验教学模式进行改革。我们引导学生参与系列实验项目设计并制定了从预习报告、实践操作、问题解决到成果汇报的完整科研训练过程。同步改革了考核方式,建立了过程性评价与终结性评价的多元化考核体系,重点关注学生创新能力、团队协作能力与科学思维能力的培养。教学实践表明,该项目制教学模式有效增强了学生自主学习能力、表达能力及团队合作意识,显著提高了生物化学实验教学质量,为高校生物化学实验教学改革提供了有益参考。

N6,2′-O-二甲基腺苷(m6Am)作为RNA帽结构附近的重要表观转录物组标记,在调控mRNA稳定性、翻译起始及RNA结合蛋白质相互作用中发挥关键作用,并与代谢性疾病及肿瘤发生发展密切相关。准确识别m6Am修饰位点对于解析其分子机制和探索疾病诊疗靶点具有重要意义。然而,现有预测方法在序列上下文表征与位置依赖性建模方面仍存在局限。为提高RNA m6Am修饰位点的计算识别精度,本文提出一种融合多位置编码与残差多尺度卷积-Transformer的预测模型im6Am-MPE。该模型以长度为41的候选序列为输入,联合C2编码、核苷酸化学属性编码(NCP)以及相对位置、绝对位置和高斯位置编码构建特征表示。并通过残差多尺度一维卷积提取局部基序特征,结合Transformer捕获长程依赖关系。同时引入SE通道注意力和Focal Loss以增强特征表达,并缓解类别不平衡问题。在Full transcript和Mature RNA的2个独立测试集上,模型的准确率(accuracy, Acc)分别为0.9557和0.9318、马修斯相关系数(matthews correlation coefficient, MCC)分别0.6713和0.6877。结果表明,所提方法能够有效融合局部与全局序列信息,提升m6Am修饰位点预测性能,可为RNA表观修饰研究提供有效的计算工具。

中胚层分化是多能干细胞向心肌细胞分化的必要环节。转录因子Brachyury T是中胚层最经典的标志基因,在心肌分化中呈现一过性表达。本研究探讨了Brachyury T基因表达与Wnt信号之间的调控关系。采用悬浮诱导和贴壁诱导法,通过二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)诱导P19畸胎瘤干细胞向心肌分化,Real-time PCR检测Wnt3a和Brachyury T基因的时间特异性表达。结果发现,Wnt3a和Brachyury T基因均在中胚层分化阶段呈现一过性表达,且P19细胞悬浮诱导下,Wnt3a和Brachyury T基因表达较贴壁诱导高2~3倍。Real-time PCR和免疫荧光结果显示,Wnt信号抑制剂处理,会封闭Brachyury T基因表达,Wnt激动剂处理在悬浮诱导时抑制Brachyury T基因表达,但在贴壁诱导时对Brachyury T基因表达无明显影响。通过构建Brachyury T基因启动子的荧光素酶报告质粒,分析Brachyury T基因启动子,结果表明,Brachyury T近端启动子含有进化保守的Wnt信号响应元件,荧光素酶报告实验证实,Wnt信号激动剂通过Wnt信号通路激活Brachyury T近端启动子的报告活性。构建Brachyury T-绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)融合蛋白质粒,检测Brachyury T蛋白在Wnt信号激动剂和抑制剂处理下的蛋白质稳定性和定位改变,结果显示,Wnt信号激动剂和抑制剂处理,几乎不影响Brachyury T-GFP融合蛋白的蛋白质稳定性和核定位。Brachyury T-GFP在P19细胞中过表达会上调Wnt3a基因表达。总体而言,Brachyury T基因表达与Wnt信号之间存在交互调控。Wnt信号是Brachyury T基因表达所必需的,但是过强的Wnt信号反而抑制Brachyury T基因表达。这一调控模式可能与干细胞分化的阶段性特征相关。

目前,以程序性死亡受体-1(programmed death-1,PD-1)及其配体程序性死亡配体-1 (programmed death-ligand 1,PD-L1)抑制剂为代表的免疫检查点阻断疗法在肝癌的治疗中取得了突破性进展。但仍有一部分患者对于治疗响应不佳,总体应答率仍然有限。肿瘤细胞膜表面PD-L1的异常积聚是导致肿瘤免疫逃逸并影响免疫治疗疗效的重要原因之一,但肝癌中PD-L1膜稳态调控机制尚未明确。刺样平面细胞极性蛋白1(prickle planar cell polarity protein 1,PRICKLE1)在肿瘤发生发展中的作用已受到关注,且已有研究发现,其可以调节某些膜蛋白的内化过程,但PRICKLE1是否参与肝癌中PD-L1膜转运调控尚未明确。本研究通过内源性蛋白质免疫共沉淀实验发现,PRICKLE1可与PD-L1相互作用。通过质粒过表达和sgRNA干预构建PRICKLE1稳定过表达和敲除的细胞株,而后体外细胞实验发现,PRICKLE1负向调控PD-L1总蛋白质及膜蛋白质水平。细胞膜特异性染料FM4-64标记以及抗体内化实验进一步显示,PRICKLE1促进肝癌细胞内吞活性并促进PD-L1内化。免疫荧光结果表明,PRICKLE1促进内化后的PD-L1向LAMP1阳性溶酶体区室转运。进一步应用溶酶体抑制剂干预发现,加入溶酶体抑制剂后PRICKLE1介导的PD-L1蛋白下调可被明显逆转。通过公共数据库和临床样本分析显示,PRICKLE1在肝癌组织中的表达低于癌旁组织,且与PD-L1表达呈负相关。综上所述,本研究发现,PRICKLE1可通过促进PD-L1内化进入溶酶体降解,从而降低细胞膜表面PD-L1水平,是调控PD-L1膜稳态的重要因子,可能成为干预肝癌免疫逃逸的潜在靶点。

在内耳发育历程中,Notch信号通路在内耳支持细胞与毛细胞分化、发育的调控环节占据核心地位。毛细胞的不可逆损伤是导致感音神经性听力丧失的核心因素。本研究采用单层贴壁诱导法和无基质细胞诱导体系,将人源诱导性多能干细胞逐步诱导分化为内耳祖细胞(Otic Epithelial Progenitors, OEPs)和毛细胞,并在OEPs阶段上调Jagged1配体的表达水平,并多维度检测各种细胞标志基因的表达、对应蛋白质的丰度变化、以及毛细胞表面纤毛结构及电生理功能的变化来解析Jagged1基因过表达对内耳细胞功能的影响。结果显示,与空载慢病毒感染的对照组相比,过表达Jagged1基因组表现出更高水平的OEPs(P<0.01)、毛细胞标志性基因(P<0.001)和蛋白质(P<0.05),细胞表面不仅存在静纤毛,还存在动纤毛,且扫描电镜结果显示,静纤毛数量明显增多、平均长度显著增长(P<0.05),同时表现出更成熟的毛细胞电生理功能,包括L型钙电流。表明Jagged1基因主要通过促进OEPs的分化,进而对毛细胞的发育和成熟也发挥积极的促进作用。

抑郁症给全球健康与经济造成了沉重负担,然而不同程度的抑郁样行为对肠道微生物群组成及肠道屏障功能的具体影响尚缺乏深入认识。本研究通过短期与长期束缚应激诱导不同严重程度的抑郁样行为,系统探究其对大鼠多个生理系统的影响,包括下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、肠道炎症、屏障完整性、肠道菌群结构及短链脂肪酸(SCFA)代谢。将21只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为3组:无应激对照组、短期应激组(7d,模拟轻度抑郁)和长期应激组(28d,模拟重度抑郁)。两组应激大鼠均表现出抑郁样行为,表现为旷场实验中自主活动距离减少、糖水偏好降低以及强迫游泳中不动时间延长,且长期应激组在各项指标上的行为缺损均更为显著。应激暴露导致血清皮质酮(CORT)和促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)水平升高,结肠炎症加剧,抗氧化指标(SOD、GSH-Px、T-AOC)及肠道屏障通透性相关蛋白质(MUC1、Claudin-1、 ZO-1、Occludin)表达下降;上述变化在重度抑郁组中更为明显。肠道菌群分析显示,轻度抑郁即已显著降低菌群α多样性,并改变特定菌属的相对丰度(例如Holdemanella和Blautia减少,Clostridium_sensu_stricto_1增加),而重度抑郁则进一步引起Lachnospiraceae_NK4A136_group和Treponema_2等类群的丰度变化。这些微生物变化与HPA轴活性、炎症及氧化应激指标显著相关,同时伴随粪便SCFA含量及其受体(GPR41/43/109A)mRNA表达的紊乱。综上所述,抑郁严重程度是调控微生物-肠-脑轴功能紊乱的关键因素,这一发现为应激相关疾病的时序性干预提供了重要依据。

果蝇视觉转导是已知最快的G蛋白偶联受体信号级联反应,其毫秒级响应依赖于高度区室化的感光细胞结构与精密的信号调控网络。果蝇无失活与后电位C蛋白(neither inactivation nor afterpotential C,NINAC) 作为首个被鉴定的第三类肌球蛋白 (myosin Ⅲ,Myo3) 家族成员,其剪接体p132在果蝇视觉信号终止及光适应中发挥了关键作用。钙调蛋白 (calmodulin,CaM) 作为关键钙传感器,其在感光细胞中的胞质定位也依赖于其与NINAC蛋白p132亚型的相互作用。本研究利用Sf9昆虫细胞真核表达系统,成功实现了NINAC蛋白p132亚型全长蛋白质的可溶性表达。通过凝胶过滤层析结合多角度静态光散射技术,在ATP 与 Mg²⁺存在条件下获得了高均一性的p132单体,证实ATP与Mg²⁺是维持其单体构象稳定的关键因子。而冷冻电镜2D分类所呈现的蛋白质整体形貌,在低分辨率水平上与AlphaFold3预测结构的分子轮廓吻合良好,进一步证实,纯化所得p132蛋白构象均一和状态稳定。GST融合蛋白下拉实验表明,p132全长蛋白质与CaM的结合受Ca²⁺调控;通过生物膜干涉技术 (Bio-Layer Interferometry,BLI) 测得,Ca²⁺条件下二者的结合亲和力为7.65×10^-7 mol/L。综上,本研究成功表达纯化出p132全长单体,进行了探索性的结构分析,并初步阐明了其与CaM的钙依赖性相互作用特征,为后续解析果蝇p132/CaM 复合物的全长三维结构、相互作用调控机制及生物学功能提供了重要的生化基础。

Kirsten大鼠肉瘤(Kirsten rat sarcoma, KRAS)信号在子宫内膜癌(endometrial cancer, EC)中异常上调,促进肿瘤发生和进展。然而,其潜在机制尚不清楚。在此,我们首先利用TCGA和CPTAC数据库分析Kelch样14蛋白(Kelch-like 14, KLHL14)基因在EC中的表达情况。接着对人EC组织样本中KLHL14的蛋白质表达水平进行免疫组化分析。接着,通过细胞功能实验和异种移植瘤模型中研究了KLHL14在HEC-1-A和ishikawa细胞中的功能。最后,采用免疫沉淀实验和免疫荧光检测KLHL14的互作蛋白及子宫内膜癌细胞中KLHL14下游调控因子的蛋白质水平变化。本研究揭示,E3泛素连接酶底物结合适配器KLHL14通过介导多聚免疫球蛋白受体(polymeric immunoglobulin receptor, PIGR)的泛素化修饰和降解,抑制免疫球蛋白A(immunoglobulin, IgA)的跨细胞运输,从而激活KRAS信号。在蛋白质水平上,KLHL14在EC中显著高表达,与PIGR呈负相关,且促KRAS信号通路。在异种移植瘤模型中,KLHL14过表达显著促进EC肿瘤生长,但在过表达KLHL14的EC细胞功能实验中无显著差异。我们的研究揭示了KLHL14通过抑制PIGR介导的IgA跨细胞运输促进EC进展,为KRAS信号过度激活的EC患者提供了潜在治疗靶点。

肝豆状核变性(Wilson disease, WD)是一种由ATP7B基因突变导致的铜代谢障碍疾病。近年来,泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)功能紊乱与铜死亡(cuproptosis)的发现,为阐释WD病理机制提供了新视角。本综述提出并论证ATP7B突变所致铜过载、UPS功能失调及铜死亡通路三者构成了一个相互驱动网络,旨在为WD的机制研究与靶向治疗提供新的理论框架。

脯氨酸羟化酶(prolyl hydroxylase domain,PHD)是一种双加氧酶的氧传感器蛋白质,通过感受氧分压的变化,发挥调节低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)的活性和调控相关基因表达的作用。目前,哺乳动物细胞中发现了4种PHDs,包括PHD1、PHD2、PHD3和具有跨膜结构域的脯氨酸羟化酶4(prolyl 4-hydroxylase possessing a transmembrane domain,P4H-TM),其中PHD2是调控HIF α亚基降解的关键酶,其活性的改变是肿瘤细胞诱发缺氧反应的始动环节。除氧分压外,影响PHD2底物α-酮戊二酸(2-oxoglutarate,2OG)、辅因子亚铁离子、抗坏血酸结合的因素或者调节蛋白质的化学修饰与相互作用等均会影响PHD2酶的活性,进而影响对转录因子HIF或其他底物稳定性和活性的调节,以及多个信号通路的调控。在多种肿瘤中均检测到PHD2的异常表达,但关于PHD2在恶性肿瘤进展中的作用尚未达成共识,具体机制仍需进一歩阐明。本文主要介绍PHD2分子的结构与活性调节、PHD2在恶性肿瘤进展中对肿瘤血管生成、细胞代谢、肿瘤恶性表型和肿瘤免疫微环境的调控,并分析PHD2为靶点的抗肿瘤治疗的研究现状及潜在意义。

瞬时受体电位香草酸亚型(transient receptor potential vanilloid,TRPV)通道作为非选择性阳离子通道,在多种生理和病理过程中发挥核心作用,其功能异常与皮肤黑色素瘤(skin cutaneous melanoma,SKCM)密切相关。本文系统阐述了TRPVs(包括TRPV1、TRPV2和TRPV4)在皮肤黑色素瘤发生发展过程中的表达调控及分子机制、在肿瘤微环境及治疗耐药中的作用等方面的研究进展。值得关注的是,TRPV家族成员在SKCM中呈现功能分化与背景依赖性:TRPV1可通过钙内流诱导细胞凋亡发挥抑癌功能,而TRPV2和TRPV4则通过调控钙信号、Akt通路及细胞骨架重塑促进黑色素瘤的侵袭和转移;TRPV2的上调与肿瘤微环境内的相互作用相关,TRPV4在不同激活强度下可分别驱动转移或诱导铁死亡,体现了该家族成员功能的复杂性。此外,TRPVs可调控免疫检查点分子(例如程序性死亡配体1 (programmed death-ligand 1,PD-L1))和耐药通路(例如磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白质激酶B(phosphoinositide 3-kinase/ protein Kinase B, PI3K/Akt)),进而促进免疫逃逸和化疗耐药。尽管TRPVs激动剂和拮抗剂显示出治疗前景,但亚型选择性和临床转化方面的挑战仍是障碍。本文系统阐述了TRPV通道在皮肤黑色素瘤中的功能分化及其复杂性,并指出了当前靶向该家族成员所面临的主要挑战,为TRPVs靶向治疗皮肤黑色素瘤提供了理论依据和策略展望。

视网膜色素变性(retinitis pigmentosa, RP)、先天性黑蒙症(leber’s congenital amaurosis, LCA)和年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration, AMD)是3种典型的眼科遗传病。营养支持和抗VEGF(vascular endothelial growth factor, VEGF)药物(治疗湿性AMD)等传统治疗方法能在一定程度上延缓相关病情进展,但难以根治,并存在疗效有限、治疗方式繁琐且长期使用可能引发耐药性等问题。近些年,CRISPR-Cas基因编辑技术的快速发展为眼科遗传病的根治带来了新的机遇。CRISPR-Cas9系统及其衍生工具为直接修改眼底致病基因突变提供了可能,表现出极高的眼科遗传病治愈潜力。本文综述了CRISPR-Cas9、单碱基编辑器和先导编辑器在RP、LCA和AMD等眼科遗传病中的最新研究进展。重点探讨了不同疾病背景下基因编辑疗法的特异性作用机制和临床转化过程中所面临的挑战,为加快CRISPR系统基因编辑治疗眼科遗传病的临床应用提供理论支撑。

许多蛋白质与疾病的发生发展密切相关,已成为临床诊断和治疗预后的主要检测靶标之一。但由于靶标蛋白质通常具有在疾病早期表达低、识别元件有限和易失活等特点,其高灵敏与高特异检测面临巨大挑战。高亲和力和特异性识别的适配体是新兴发展的一类短单链寡核苷酸,由于分子量小、可修饰、高选择性和稳定性等优点,被广泛应用于蛋白质检测分析。近年来,成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/相关蛋白系统(CRISPR-associated proteins system,Cas)凭借其卓越的核酸反式切割信号放大能力,成为生物传感领域的研究热点。将适配体与CRISPR/Cas系统结合,有望充分发挥二者在蛋白质识别与信号放大方面的优势,实现对低表达蛋白质的高灵敏和高特异性检测,为疾病早期诊断提供强有力的技术支持。本文综述了近年来发展出的适配体结合CRISPR/Cas系统的蛋白质检测新方法,介绍适配体和CRISPR/Cas系统的工作原理;重点归纳与分析基于二者协同作用的蛋白质检测技术在比色、荧光、电化学等生物传感平台上的研究进展与应用策略,同时涵盖纳米材料(例如金纳米颗粒、金属有机框架、MXene等)增强、共振瑞利散射(RRS)、表面增强拉曼散射(SERS)等新型检测方法的整合应用;最后探讨该类研究当前面临的关键挑战及潜在的应对策略,同时对该技术领域做了进一步的展望,旨在为该领域的技术创新与临床转化提供系统性的参考,为进一步精准灵敏检测蛋白质的研究奠定基础。

医学生物化学与分子生物学是现代生命科学的基石,其教学成效直接关乎生命科学及医学相关人才的培养质量。传统以“选择题、填空题、简答题为主导”的闭卷考核方式,其更侧重于对离散化、事实性知识点的记忆与复述。这种考核范式在对于保障教学基础质量和评价的客观性具有不可或缺的作用。然而,随着教育理念的革新与国家对创新人才需求的剧变,其固有的局限性日益凸显,与学科内在的实践性、逻辑性和创新性本质产生了裂隙,也逐渐难以全面适应创新人才培养的多元需求。本文聚焦“基于实验设计的考核”这一创新考核评价模式作为对传统考核模式的补充,初步探索其命题形式、实施细则及师生反馈,归纳总结该过程中所具备的内在优势、潜在挑战以及改进方式,为“新医科”背景下的基础生物化学与分子生物学的考核改革提供全新的思路。

帕金森病(Parkinson's disease, PD)是全球第二大神经退行性疾病,其核心病理特征是α-突触核蛋白(α-syn)的异常聚集及路易小体形成。近年来,靶向蛋白质降解技术为PD治疗提供了新思路。其中TRIM-Away技术利用细胞内源性E3泛素连接酶TRIM21与靶标抗体的特异性结合,能够快速、选择性地降解特定蛋白质。本研究基于该原理,构建一种能够高效靶向降解α-syn蛋白的新型嵌合体RING-βsyn,并在人胚胎肾细胞(HEK293T细胞)以及神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)中,验证该嵌合体有效靶向清除细胞内α-syn,并且呈现浓度依赖性;同时,该嵌合体可以恢复细胞活力,缓解α-syn的细胞毒性。本研究巧妙地开发出一种能高效清除病理α-syn、阻断PD病理进程的全新治疗策略,避免了TRIM-Away体系中需要持续地补充TRIM21蛋白及引入大分子量的抗体蛋白质的局限。

为构建基于DNA损伤修复(DNA damage repair,DDR)相关基因的结直肠癌(colorectal cancer,CRC)预后风险模型,并探讨核心基因ATP酶肌浆网/内质网钙离子转运蛋白1(ATPase sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca²⁺transporting 1,ATP2A1)的表达特征及其潜在生物学功能,本研究整合了TCGA和GEO数据库中CRC的转录物组及临床数据。采用最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator-Cox regression,LASSO)回归筛选预后相关的DDR基因,并构建风险评分模型,通过Kaplan-Meier生存分析和受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估模型预测效能。利用CIBERSORT、ssGSEA及XCELL算法分析肿瘤免疫细胞浸润特征,并结合基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)及基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)探讨ATP2A1的潜在功能。通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,RT-qPCR)验证ATP2A1在CRC细胞系中的表达水平。结果显示,成功构建了包含9个DDR相关基因(CPT2、SIX4、CXXC5、NAT1、MC1R、LRP2、ATP2A1、CYP19A1和NKX2-5)的预后风险模型,可将患者分为预后显著差异的高风险组和低风险组(P＜0.0001)。ATP2A1被鉴定为核心危险基因,其在CRC组织中显著高表达,且高表达与不良预后密切相关。免疫浸润分析表明,ATP2A1表达水平与多种免疫细胞浸润特征显著相关。功能富集分析提示,ATP2A1可能参与钙离子稳态调控、内质网应激反应及错配修复等生物学过程。体外实验进一步证实,ATP2A1在CRC细胞中表达显著上调。本研究构建的9基因风险模型可作为CRC潜在的独立预后指标,并在DDR相关分子网络背景下进一步验证了ATP2A1在CRC进展中的重要作用,为其作为潜在治疗靶点和生物标志物提供了理论依据。

小胶质细胞BV2是脑内主要的免疫效应细胞, 具有内源性免疫防御功能。不少药物具有优良的生物活性,但它们对胶质细胞的影响研究较少。本研究旨在探讨二联吡啶酮腙二硫代氨基甲酸(DpdtC)对小胶质细胞的影响及分子机制。MTT结果显示,DpdtC对BV2细胞生长有明显地抑制作用,且诱导的生长抑制与ROS有关;并导致G₁期阻滞。AO-EB染色及流式细胞分析提示有凋亡发生。Western印迹显示:在高浓度时,bcl-2表达水平下降,而断裂的胱天蛋白酶3(caspase-3)明显上升,支持有凋亡参与,然而它对生长抑制的贡献较弱。内质网染色显示:DpdtC还能诱导细胞胞质囊泡化,并伴随alix下调,说明有副凋亡发生。此外,还观察到MDM2介导的p53表达下降。DpdtC处理细胞时亦导致胞质及线粒体的钙离子上升,以及IP3R/GRP75/VDAC1表达上调;IP3R抑制剂(2-APB)与DpdtC共处理细胞时,IP3R/GRP75/VDAC1表达下调,但alix表达上升,说明上述通路对副凋亡有调控作用。此外,DpdtC还能使PI3K/AKT/mTOR途径失活。综上所述,本研究证实:DpdtC对小胶质BV2细胞的生长抑制涉及凋亡、副凋亡、IP3R/GRP75/VDAC1介导的线粒体钙超载及PI3K/AKT/mTOR通路失活;而副凋亡与IP3R/GRP75/VDAC1介导的线粒体钙超载有关为首次报道。

肥胖引起的生殖功能障碍是亟待解决的健康问题,运动可有效改善该症状,但具体分子机制尚未明确。本研究聚焦脂肪因子白脂素(asprosin,ASP),探究其对下丘脑Kisspeptin-GPR54-GnRH信号轴的调控作用,及运动是否通过调控ASP表达改善肥胖所致的生殖功能障碍。研究采用ASP杂合子敲除(Fbn1^+/-)及同窝野生型(WT)小鼠,通过外源性ASP或生理盐水腹腔注射,验证ASP对该信号轴的调控作用;同时建立高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型,随机分为肥胖对照组(OC)和10周跑台训练的肥胖运动组(OE)。干预结束后利用免疫荧光技术定位下丘脑弓状核(arcuate nucleus, ARC)中ASP与Kisspeptin神经元的空间关系;并通过RT-PCR和Western印迹技术检测ASP、Kisspeptin、GPR54及GnRH的表达水平。结果显示,ASP与Kisspeptin在下丘脑ARC区存在显著的共定位,表明两者存在相互作用的结构基础。与WT小鼠相比,敲除小鼠下丘脑Kisspeptin、GPR54及GnRH的mRNA和蛋白质水平均显著降低(P<0.01);外源性ASP腹腔注射可显著逆转上述分子的下调(P<0.01)。在肥胖模型中,OC组小鼠下丘脑ASP及Kisspeptin信号轴分子表达较正常对照组显著受抑制(P<0.01);10周跑台运动可显著提升OE组下丘脑ASP水平(P<0.05)。综上,ASP是下丘脑Kisspeptin-GPR54-GnRH信号轴的正向调控因子,肥胖状态下中枢ASP的匮乏是HPG轴功能抑制的重要分子机制。运动可通过上调ASP水平、激活Kisspeptin信号通路,逆转肥胖诱发的生殖功能障碍,为运动改善生殖健康的机制及相关干预策略提供实验依据。

苦味受体16(TAS2R16)是人类苦味受体家族(TAS2Rs)的关键成员,主要通过识别β-D-吡喃葡萄糖苷类化合物结构介导苦味信号转导,其主要在人类口腔中表达,与牙龈炎症反应的调控有关。除此之外,TAS2R16也在口腔外组织中异位表达,与多种疾病密切相关。尽管TAS2R16与其典型配体水杨苷的复合物结构已被解析,但该受体对其他β-D-吡喃葡萄糖苷类配体的识别模式及分子机制尚未系统阐明。本研究基于已解析的TAS2R16-水杨苷复合物结构,选取多种β-D-葡萄糖苷类小分子作为研究对象,结合分子对接与细胞内Ca²⁺动员实验,系统分析不同配体在TAS2R16结合口袋中的占位特征及功能效应。结果显示,TAS2R16通过保守的糖基识别模式实现对β-D-葡萄糖苷类配体的共性结合,而芳香环取代基的差异可进一步调控配体在口袋内的精细构象及受体激活效率。关键相互作用残基的点突变显著削弱受体介导的Ca²⁺响应,但不影响其细胞表面表达水平。本研究从结构与功能层面揭示了TAS2R16识别β-D-葡萄糖苷类配体的分子基础,为理解苦味受体的配体选择性及潜在非味觉功能提供了新的实验依据。

在衰老的过程中,心肌氧化应激稳态失衡是诱发老年心肌损伤、心功能衰退的重要病理因素,Nrf2/HO-1/GPX4 信号通路是维持心肌氧化平衡、抵御氧化损伤的关键调控通路。亚精胺与抗阻运动均具备良好的抗氧化作用,可以改善机体因氧化应激加剧造成的损伤,但二者联合干预对 D - 半乳糖诱导的衰老大鼠心肌氧化应激的调控效应及具体作用机制,目前尚未清楚。本研究旨在探究8周亚精胺联合抗阻运动对D-半乳糖诱导衰老大鼠心肌氧化应激的调控作用,探究其通过Nrf2/HO-1/GPX4信号通路改善氧化应激的作用及机制。实验选用8周龄健康雄性SD大鼠,进行6周D-半乳糖衰老大鼠造模,空白组和模型组各随机选取2只验证造模。确定造模成功并进行为期8周的干预,其中药物干预是每天腹腔注射亚精胺溶液,运动干预是坡度跑台抗阻训练。本实验大鼠分组为:空白组(Con组)、模型组(Mod组)、抗阻组(Re组)、生理盐水联合抗阻组(Sal-Re组)、亚精胺联合抗阻组(Spd-Re组);末次训练后12 h取心脏组织用于检测其生理生化指标。采用H&E染色和透射电镜观察心肌组织形态发现抗阻组、生理盐水联合抗阻组和亚精胺联合抗阻组心肌细胞排列、心肌纤维断裂及炎性细胞浸润情况相对于模型组有所缓解,亚精胺联合抗阻组最为显著。采用ELISA试剂盒检测各组大鼠心肌组织氧化应激相关蛋白质含量,与模型组比较,抗阻组和生理盐水联合抗阻组心肌组织GSH、HO-1蛋白质含量均极显著升高(P<0.01),ROS蛋白质含量极显著降低(P<0.01),亚精胺联合抗阻组SOD、HO-1、GSH、GPX4蛋白质含量均显著升高(P<0.05或P<0.01),MDA、ROS蛋白质含量极显著降低(P<0.01)。采用实时定量PCR技术检测各组大鼠心肌组织中氧化应激相关基因的mRNA表达水平,与模型组比较,抗阻组和生理盐水联合抗阻组心肌组织SOD、GPX4、NRF2的mRNA表达量显著升高(P<0.05),亚精胺联合抗阻组SOD、HO-1、GPX4、NRF2的mRNA表达量均极显著升高(P<0.01);与抗阻组和生理盐水联合抗阻组相比,亚精胺联合抗阻组HO-1、GPX4、NRF2的mRNA表达量均显著升高(P<0.05)。通过蛋白质印迹法(WB)检测大鼠心肌组织中氧化应激相关蛋白质的表达变化,与模型组比较,抗阻组、生理盐水联合抗阻组、亚精胺联合抗阻组NRF2、SOD、GPX4的蛋白质相对表达水平均有显著提高(P<0.05),亚精胺联合抗阻组NRF2、SOD、GPX4的蛋白质相对表达水平均有极显著提高(P<0.01)。总之,我们的实验结果提示,亚精胺和抗阻运动干预均可通过上调Nrf2信号通路相关蛋白质表达水平,缓解和改善D-半乳糖诱导的心肌氧化应激水平,延缓大鼠心肌衰老,亚精胺联合抗阻运动的效果比单独进行抗阻运动的效果更好。