结直肠癌是目前发病率和死亡率排名较高的肿瘤之一,其预防和治疗面临严峻挑战,近年来越来越多的研究表明,去泛素化酶与结直肠癌的发生发展密切相关。去泛素化酶通过精准去除蛋白质上的泛素分子,调控蛋白质稳定性、细胞信号传导及基因表达,进而影响肿瘤细胞增殖、存活及迁移等关键生理过程。去泛素化酶可以通过影响细胞周期蛋白质的稳定性来促进细胞周期,加速细胞增殖。在Wnt/β-catenin信号通路中,去泛素化酶通过增加β-联蛋白(β-catenin)的核定位引起通路异常激活,促进结直肠癌的发生。去泛素化酶可以参与调节免疫检查点的稳定性,影响肿瘤微环境中的免疫细胞功能,促进免疫逃逸。去泛素化酶可以调控转录因子泛素化状态,影响靶基因表达,促进上皮-间质转化过程,增强结直肠癌的侵袭性和转移潜能。去泛素化酶还能通过调控凋亡抑制因子稳定性、DNA修复酶活性或药物外排蛋白质表达,介导肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。鉴于去泛素化酶在结直肠癌进展中的关键作用,开发靶向去泛素化酶的小分子抑制剂逐渐成为有吸引力和挑战性的热门领域,目前,已发现多种小分子抑制剂在体外实验和动物模型中展示了抑制结直肠癌细胞生长和诱导细胞凋亡的能力。本文就去泛素化酶在结直肠癌中的研究进展,以及小分子抑制剂在结直肠癌中的应用展开讨论,为结直肠癌的治疗提供思路。

蛋白质甲基化是生物体内常见的翻译后修饰。长期以来蛋白质甲基化的研究主要集中在精氨酸和赖氨酸上,关于组氨酸甲基化的报道较少,而最近的研究强调了组氨酸甲基化也是一种普遍存在且高度保守的修饰,该修饰发生在组氨酸咪唑环上的Nπ和Nτ位点,由特定的组氨酸甲基转移酶(PHMTs)催化。本文综述了组氨酸甲基化的研究历史和近年来取得的重要进展,重点强调了几个已知的组氨酸甲基转移酶,这些酶通过特定分子机制负责组氨酸上精确位点的甲基化修饰,其介导的甲基化在细胞运动、肿瘤细胞增殖和蛋白质翻译等过程中发挥重要作用。此外,本文还讨论了组氨酸甲基化的研究方法,特别是质谱技术的应用,在推动组氨酸甲基化研究中发挥重要作用。尽管组氨酸甲基化的面纱正在逐渐被揭开,对该修饰及其功能机制的完全理解仍存在挑战,因此,本文还对目前组氨酸甲基化的研究困境和未来的研究重点提出了一些新的见解,期待在未来揭开组氨酸甲基化更多的秘密,以扩展蛋白质甲基化修饰网络,为阐明疾病机制、开发新的治疗策略提供新的视角和策略。

抑郁症广泛且严重影响人类身心健康,其核心症状为抑郁心境和快感缺失。临床和动物研究陆续揭示抑郁症复杂致病机制,其中大脑单胺类递质缺陷机制极大促进了临床一线抗抑郁药物研发应用。单胺类抗抑郁药物起效需持续用药2周以上,对约1/3抑郁患者无显著疗效。氯胺酮类药物以中枢谷氨酸递质系统为主要作用靶点,具有快速且持久抗抑郁效果,但此类药物有潜在成瘾和致幻副作用,因此,仅被美国食品药品监督管理局批准用于难治性和有严重自杀倾向的重度抑郁患者。寻找能快速起效但副作用小的抗抑郁药物,是当前疾病治疗的重点方向,而深入揭示抑郁症复杂致病机制则是前提。近年研究发现,氧化应激是抑郁症重要致病机制,而运动和复合膳食等天然抗氧化方式能有效缓解抑郁症状,是值得探索的抗抑郁途径。本文综述了中枢谷氨酸系统功能异常与抑郁症密切的关系,以及氧化应激对谷氨酸系统的影响和相关分子机制,旨在为疾病预防治疗提供新思路和药物靶点。

N⁶-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine, m⁶A)是指RNA分子腺嘌呤第6位氮原子上发生的甲基化修饰,是信使RNA(mRNA)和非编码RNA(ncRNA)中最常见的转录后修饰。m⁶A修饰在RNA循环的所有阶段,包括RNA稳定、剪接、核输出、折叠、翻译和降解等过程中发挥重要作用,这一过程需甲基转移酶(writers)、去甲基酶(erasers)和m⁶A阅读蛋白(readers)的参与。随着RNA高通量测序技术的不断发展,m⁶A修饰参与病毒与宿主互作中的研究不断涌现。研究表明m⁶A修饰发生在多种RNA病毒中,影响病毒感染、复制及子代病毒粒子的生成。病毒也可通过改变宿主细胞转录物组的m⁶A修饰影响病毒的感染性或宿主对病毒的抵抗性。本文对呼吸道病毒、反转录病毒、疱疹病毒等感染宿主细胞造成的m⁶A修饰进行概述,并针对m⁶A修饰对病毒的复制及对宿主免疫反应的调节作用进行综述,为了解病毒与宿主互作机制研究及抗病毒药物筛选供理论基础。

自然进化过程中,细胞为了适应环境变化,必须感知内外繁多的信号,进行逻辑处理并执行相应功能,完成这一过程的信号转导通路是由细胞内自然存在的分子构成的。应用合成生物学手段构建的基因回路是一个根据检测或治疗目的定制的人工信号转导通路,由工程化改造或从头设计的生物分子构成,包含传感器模块、逻辑处理模块和应答模块3部分。经过理性设计的基因回路可感知肿瘤生物学标志物或失衡的病理状态,根据设定的条件释放示踪分子或治疗产物来识别或杀伤癌细胞。这些在细菌或人类细胞中量身定制的基因回路具有前所未有的特异性,已在动物实验中用于检测或治疗癌症。应用基因回路治疗癌症有3类手段:基于工程菌、基于CAR-T细胞和直接导入核酸的治疗。在对基因回路的模块性、正交性、可调性、可组装性进行优化的探索中,蛋白质回路展现出了明显的优势:反应速度快、不引起永久的基因改变和整合性佳。多传感器基因回路设计和控制论指导的基因回路设计是当下基因回路发展的两大主流方向,而开发拥有多传感器及调节元件的复杂单转录本蛋白质回路为该方向上的重点。本文主要对基因回路在癌症检测与治疗中的研究进行综述,重点阐述蛋白酶及其特异性切割位点在基因回路中的应用,其调节的灵活性使得蛋白质回路的开发成为可能,为新一代基因回路的研究拓展思路。

RNA N6-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine,m⁶A)修饰主要受m⁶A甲基转移酶、m⁶A去甲基化酶和m⁶A结合蛋白的调控,可以改变基因转录,从而调节生理和病理过程。近年来,越来越多的证据表明,m⁶A甲基化在调节肿瘤微环境(tumor microenvironment ,TME)中发挥至关重要作用,影响各种癌症的发生、发展和转移过程。髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSC)为一群病理激活的未成熟髓系细胞,是TME中的重要免疫细胞。其主要通过抑制T细胞的活性发挥作用,从而促进恶性肿瘤的免疫逃逸。研究表明,靶向MDSC能够重塑免疫抑制微环境,提高癌症免疫治疗的疗效,是一种新的、有希望的免疫治疗靶点。m⁶A修饰在一些免疫细胞的激活、分化和效应功能等方面的作用已受到广泛关注,但是m⁶A修饰如何影响MDSC的研究仍非常有限,因此,进一步探讨二者之间的关系显得尤为重要。本综述在介绍MDSC及RNA m⁶A修饰的基础上,总结了RNA m⁶A修饰调控TME中MDSC的机制及研究进展,以期从表观调控的角度为靶向MDSC提供治疗肿瘤的新策略。

在肿瘤细胞中,特定氨基酸的改变会对癌细胞的代谢产生显著影响,并使肿瘤微环境中的免疫细胞发生改变,影响肿瘤的发生发展和治疗效果。本文首先介绍肿瘤中氨基酸的作用,从外源性氨基酸的摄入,氨基酸修饰,支链氨基酸的代谢探讨肿瘤中必需氨基酸的代谢,并阐明非必需氨基酸在非必需氨基酸营养缺陷型肿瘤中的作用。其次,阐述了氨基酸代谢重编程对肝细胞癌发生发展的影响。必需氨基酸和非必需氨基酸在肝细胞癌中存在不可或缺的作用。在肝癌细胞内,必需氨基酸含量异常升高,促进肝癌细胞的发生发展,但支链氨基酸含量的升高却存在双重作用。非必需氨基酸在肝癌细胞中常作为抑制因子发挥作用,但精氨酸可联合天冬酰胺形成正反馈循环促进肝细胞癌的发生发展。最后阐述了氨基酸代谢重编程对肝细胞癌治疗的影响。谷氨酸、丝氨酸,支链氨基酸,S-腺苷甲硫氨酸,甘氨酸,精氨酸等可作为肝细胞癌的作用靶点,抑制氧化戊二酸脱氢酶的表达可以提高肝细胞癌患者对索拉非尼的药物敏感性。肝细胞癌肿瘤微环境中的氨基酸代谢重编程促进了肝癌细胞的恶性增殖和免疫逃逸,研究其中特异性改变的氨基酸有利于为患者制定个性化的免疫治疗。

胰腺导管腺癌 (pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC) 是世界范围内因癌症死亡的主要原因之一,目前临床上缺乏对PDAC有效的筛查和治疗手段。近十年来,吉西他滨 (gemcitabine) 一直被用作治疗PDAC的一线化疗药物,但由于肿瘤耐药性等因素的存在,吉西他滨方案仅能非常有限的改善PDAC患者的总生存期。高度纤维化、缺氧和免疫抑制性的肿瘤微环境的形成是导致PDAC对吉西他滨产生耐药性的重要原因,也是未来克服其耐药性的重要研究方向。本综述回顾了肿瘤微环境对PDAC耐药性产生机制的研究进展,并对未来可能运用于重塑PDAC肿瘤微环境的新技术和潜在靶点做出展望。

N6-甲基腺苷(m⁶A)修饰是RNA中腺苷酸(A)第6位N上发生的甲基化,是真核生物mRNA中最丰富的表观转录组学修饰。m⁶A修饰不仅能调控胞内基因组转录水平,也直接影响癌基因、抑癌基因和多种非编码RNA(ncRNA)的表达水平,与肿瘤的发生、发展直接相关;另外,m⁶A修饰也能调控细胞自噬和铁死亡代谢途径中相关基因的表达水平,从而调控细胞自噬和铁死亡等胞内代谢途径,其调控异常直接影响肿瘤细胞的增殖或者死亡。本文主要对m⁶A修饰调控细胞自噬和铁死亡途径相关基因的表达,及其与肿瘤发生、发展相关的基因表达调控,促进或抑制体内肿瘤细胞的生长进行综述,不仅为进一步揭示肿瘤的发生、发展机制提供参考,也为肿瘤治疗提供新的靶标提供科学依据。

口腔疾病是指口腔在外界理化因子的损害、病原的侵入、牙颌面发育异常以及全身性疾病等情况下出现的病理现象,其引起的口腔感染及疼痛不适感严重降低患者的生存质量。细胞焦亡是一种细胞程序性死亡,其特征是细胞肿胀直至细胞膜破裂,细胞内容物释放并激活强烈的炎症反应。研究表明,细胞焦亡广泛参与调节口腔疾病的发生发展过程。本文详细介绍了4种类型的细胞焦亡途径,包括经典焦亡路径、非经典焦亡途径、胱天蛋白酶3/8介导的焦亡途径及不依赖胱天蛋白酶的焦亡途径。不同的焦亡途径形成复杂的信号网络,调控口腔中牙周膜细胞、牙龈成纤维细胞、巨噬细胞等多种细胞的生命活动,进而影响口腔疾病的发生与发展进程。该综述通过对大量文献信息的整合,对不同的细胞焦亡途径及其在口腔疾病中的作用进行了详细的梳理,旨在为寻找有效的治疗和预防口腔疾病的方法提供理论依据和研究方向。

肌动蛋白聚合在细胞过程中发挥着关键作用,包括细胞分裂、发育、形态发生、运动和极性建立等重要过程。肌动蛋白聚合异常可引发心血管疾病、神经系统疾病和癌症等多种疾病。肌动蛋白聚合在细胞功能和疾病的发生和发展中发挥着至关重要的作用。尽管物种间和种内肌动蛋白的氨基酸序列高度保守,暗示其功能可能相似,然而最新研究发现,它们在聚合功能方面有差异性。研究表明,大部分动物或植物肌动蛋白能够在酵母细胞中被异源使用,但是兔子骨骼肌和玉米花粉肌动蛋白在聚合功能方面几乎无法互相替代。与此相比,酵母肌动蛋白则可以与动物或植物肌动蛋白共聚。本文综述了近年来动物、植物和酵母肌动蛋白的聚合特性以及其在体内外聚合功能上的差异性研究进展,以及靶向干预肌动蛋白聚合的药物,不仅为治疗人类疾病提供了新的途径,同时也为我们深入了解种内外肌动蛋白的分子机制奠定了基础,有助于开发治疗人类疾病的新型药物。进一步的研究探索将有助于揭示肌动蛋白多样性和功能进化的潜在规律,为相关领域的研究提供了重要的指导和启示。

p53是人体重要的肿瘤抑制因子,研究发现,p53在近一半的肿瘤中均发生了突变。突变p53(mtp53)发挥着促进肿瘤的作用,在肿瘤免疫中扮演着关键角色。研究证明,mtp53通过多种机制参与机体肿瘤免疫过程中的诸多环节。本文介绍了mtp53的结构和功能,并进一步探讨了mtp53对肿瘤免疫分子机制的调控,重点阐释了mtp53在促进肿瘤免疫逃逸、促进机体氧化应激、调控肿瘤相关炎症信号网络和肿瘤浸润免疫细胞募集以及分化4个方面的分子机制。最后,本文总结了mtp53对肺癌、三阴性乳腺癌和结直肠癌免疫微环境的影响,以及mtp53在癌症PD-1/PD-L1抑制剂治疗中的应用进展,以期为表达mtp53癌症的免疫治疗提供合适的方向和选择。

p53是细胞内最重要的抑癌基因之一,超过50%的人类肿瘤存在以错义突变为主的p53基因变异,导致肿瘤细胞中突变体p53蛋白的产生和积累。除了丧失正常的生物学功能、并通过显性负效应抑制野生型p53的转录活性和肿瘤抑制能力,越来越多的研究表明,突变体p53的“功能获得(gain-of-function)”是其促进肿瘤进展和转移的重要途径。翻译后修饰是调节p53分子功能的关键方式,对野生型p53及不同类型突变体p53的调控表现出普遍性和特异性的双重特征,是靶向突变体p53进而逆转肿瘤的新兴潜在靶点。本文以突变体p53的翻译后修饰为切入点,对突变体p53通过“功能获得”参与肿瘤发生发展的过程、翻译后修饰对突变体p53的调控机制,以及靶向突变体p53及其翻译后修饰在肿瘤治疗中的应用做一综述。此外,我们还讨论了突变体p53在肿瘤生物学研究中尚未解决的问题,并对未来的研究方向进行了展望。本综述旨在系统概括翻译后修饰对突变体p53“功能获得”的调控和在肿瘤发生发展中的意义,为开发基于靶向突变体p53翻译后修饰的肿瘤干预策略提供依据。

近年来,随着大众对自身的健康意识的不断提高,多酚类物质对机体的有益影响逐渐被人们认识。国内外学者对于多酚的研究颇多,目前研究,证实多酚类物质由于自身的化学性质,有较好的抗炎抗氧化作用,对许多疾病,例如:癌症、糖尿病和结肠炎等均有改善作用。中国是全球最大的亚麻生产和消费国家之一。其中亚麻籽中存在大量的亚麻木酚素,亚麻木酚素也是多酚类物质的一种,其对机体的影响不言而喻。亚麻木酚素作为一种对众多疾病的都有一定的辅助治疗的物质,表现出巨大的发展潜力。因此,本文对亚麻的来源、代谢过程、生物作用进行了描述,并从与亚麻木酚素相关信号通路的角度,全面综述亚麻木酚素干预疾病的机制。研究发现,亚麻籽木酚素可通过直接调节基因表达或间接调节信号通路的方式,促进机体健康。此外,亚麻木酚素还能根据特定的生理条件发挥不同的作用。

肠道菌群是由许多细菌及其代谢产物组成的复杂生态系统,对人体消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节等诸多方面发挥着不可替代的作用。探索肠道菌群的结构与功能、关键基因与代谢产物,将有助于实现疾病的早期诊断与辅助诊断,发现新的治疗靶点与药物治疗效果评价,更好地指导抗生素的使用。肠道菌群的鉴定在临床诊疗及药物研发等领域都具有重要作用,因此,有必要对这一迅速发展的领域进行全面回顾。传统的鉴定方法无法全面捕捉肠道微生物多样性。随着分子生物学的快速发展,肠道菌群的分类鉴定也从最初的表型鉴定和化学鉴定演变到了分子水平鉴定。本综述整合了肠道菌群的主要鉴定方法及其应用评价,特别关注于分子生物学方法的研究进展,并重点介绍了高通量测序技术在肠道菌群鉴定中的应用,这种革命性的肠道菌群鉴定方法预示着人类对微生物世界认识的全新篇章。

CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具。其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达。作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域。随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力。基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性。

细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是细胞主动分泌的具有磷脂双分子层结构的囊泡,天然携带母细胞来源的各种内容物,保留母细胞的生物学特征,可以反映其分泌时的母细胞状态。为了解EVs的生物发生及其在机体内的生物学功能,科学家们做了许多尝试,但直接检测EVs有一定的困难,目前的检测技术通常以EVs内容物作为检测对象,实现间接表征的目的。通过分析体液中的EVs,可以实现疾病诊断的目的,对EVs进行详细表征可以推动精准医学的发展。EVs属于内源性物质,可作为递送药物的载体,具有增加药效、降低药物毒理作用和辅助药物通过生物屏障的优势。目前,作为药物或者递送药物的载体应用尚存在的问题,包括 (1)EVs内容物的表征,以便使用更明确定义的EVs;(2)开发适合的检测方法来监测体内的EVs,以确定和优化 EVs的剂量、给药途径及潜在毒性;(3)确定EVs膜组成的种类及数量。EVs直径为纳米级别,内容物含量少,但临床应用价值大。应用中选择合适的分析技术将能够对EVs类型进行全面表征,并进一步推进对EVs生物学的理解,开发基于EVs的新型诊断和治疗方法,促进其临床转化。本综述介绍了EVs研究中分析技术的原理、应用及优缺点,重点是EVs和EVs中蛋白质的表征检测技术。

帕金森病是一种中枢神经系统变性疾病,为多基因遗传。因中脑多巴胺代谢失调而引起运动障碍等症状。目前,尽管用于治疗帕金森病的药物是针对该疾病发病机制开发的,但是由于在血脑屏障渗透性方面仍存在着一定的缺陷,导致这些药物的治疗效果不佳。纳米材料为帕金森病的药物治疗提供了解决方案,能够将药物靶向到特定区域,解决药物缺乏特定部位的递送问题。纳米材料具有独特的物理化学特性,可以通过不同的机制穿越血脑屏障。最新研究表明,携带纳米载体和合适配体的治疗药物,有助于改善亲、疏水性药物在大脑中的分布,实现特定部位的药物递送。黑磷是近5年备受关注的新型纳米材料,因其独特结构赋予的性能,包括优越的光热/光动力特性、还原性、高载药能力以及良好的生物相容性等,被广泛应用于生物医药领域研究。在这篇综述中,我们将介绍帕金森病的病理机制以及黑磷纳米片在帕金森病治疗中的适用性。

微RNA(microRNAs,miRNAs)是一种与肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关的短序列非编码RNA,其具有丰度低、序列同源性高和易降解等特点,因此,miRNAs的高灵敏、高特异检测面临巨大挑战。具有RNA切割活性的脱氧核酶是新兴的一类功能性单链DNA分子,此类酶能在金属离子的辅助下对核酸底物特异性切割,释放miRNA进行循环再利用,实现信号放大。目前,基于脱氧核酶催化放大检测miRNA的新方法研究是近年来科研人员的重点关注方向之一。本文根据脱氧核酶结合不同的生物传感新技术和新材料,对近年来发展出的基于脱氧核酶催化放大检测miRNAs的新方法进行分类与回顾,归纳为脱氧核酶DNA自组装、脱氧核酶偶联等温扩增以及脱氧核酶结合新型纳米材料的3类方向,并逐一阐述各个方向的基本原理及其在生物传感领域、医学检测方向的最新研究进展与应用实例,旨在为进一步的精准灵敏检测miRNAs新策略研究提供参考。

染色体在细胞核中的空间构象对于基因的表达、DNA的复制、DNA的损伤修复以及基因的稳定性具有至关重要的作用,了解染色体在细胞核中的空间构象是研究疾病发生发展的关键所在。但目前对于染色体空间构象的变化规律的认识依然不足,束缚了对染色体空间构象与疾病关系的研究。其主要原因在于高分辨率研究染色体空间构象的技术有待进一步发展与完善。本文简要介绍了染色体的基本空间组织结构,并详细介绍了非活体细胞染色体空间构象研究技术荧光原位杂交技术(FISH)和染色体构象捕获技术(3C及其衍生技术)的应用及相关研究成果。为了能够更加准确地实时观察染色体的空间构象及其动态变化,采用活体细胞进行研究势在必行,因此,本文又详细介绍了基于荧光显微技术的定位追踪技术,以及染色体动力学追踪技术在染色体空间构象研究方面的应用及相关成果。最后,针对各种技术的优缺点,本文对目前各种技术研究染色体空间构象存在的问题以及对今后的研究方向给出了建议。

DNA损伤引发细胞启动一系列DNA损伤应答(DNA damage response,DDR),包括DNA损伤修复、细胞周期检查点激活、细胞周期阻滞、各种细胞内信号转导途径的活化和细胞凋亡等。DNA损伤修复(DNA damage repair)是细胞维持基因组稳定性的重要机制,于2015年获得诺贝尔化学奖。DNA损伤修复途径主要包括:碱基切除修复(base-excision repair,BER)、核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER)、错配修复(mismatch repair,MMR)、同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)等,分别在DNA单链断裂(single-strand break,SSB)或双链断裂(double-strand break,DSB)等损伤修复中发挥重要作用。DNA损伤修复缺陷与肿瘤发生发展密切相关,同时也是肿瘤治疗的重要靶点。DNA损伤修复通路的多聚ADP核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase,PARP)与乳腺癌易感基因BRCA1/2等存在合成致死(synthetic lethality)作用,使PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)成为第一个也是目前唯一上市的肿瘤治疗合成致死靶药。PARPi在卵巢癌及多种实体瘤治疗中疗效良好,使DNA损伤修复及相关DDR通路的合成致死靶药研发成为热点,其他在研靶点主要包括:共济失调毛细血管扩张突变蛋白(ataxia telangiectasia-mutated protein,ATM)、共济失调毛细血管扩张与RAD3相关蛋白(ataxia telangiectasia and Rad3 related protein,ATR)、DNA依赖性蛋白质激酶催化亚单位(DNA-dependent protein kinase catalytic subunit,DNA-PKcs)、细胞周期检测点激酶1(checkpoint kinase1,CHK1)、细胞周期检测点激酶2(checkpoint kinase 2,CHK2)、阻止有丝分裂的蛋白质激酶WEE1等。PARPi与其他DDR靶药、抗血管生成药物及免疫检查点抑制剂的联用,有可能成为克服PARPi耐药、提高疗效的有效手段和发展前景。本文针对DNA损伤修复及相关DDR通路的关键分子和潜在肿瘤治疗靶点进行综述,阐述了DNA损伤修复相关通路的合成致死靶点研究及在卵巢癌的应用和前景,为基础研究及临床应用提供指导。

脂肪组织是人体重要的能量储存库,也是最大的内分泌器官,在衰老过程中发生显著变化。脂肪组织中衰老的细胞通过分泌细胞因子、释放代谢物质等与邻近细胞相互作用,可造成脂肪组织功能异常,并引发全身性的慢性炎症或代谢紊乱。目前,对衰老过程中脂肪组织微环境的变化及其机制并不完全清楚。本文概述了衰老脂肪组织微环境的改变,包括脂肪组织中多种细胞类型的变化、细胞外基质堆积造成的纤维化、细胞因子等分泌表型和代谢物的改变;归纳总结了衰老脂肪组织微环境如何影响脂肪组织功能以及全身慢性低度炎症、胰岛素抵抗和早衰等;最后介绍了几种有望延缓脂肪组织衰老的策略,包括改善脂肪细胞产热、衰老细胞消融药物、饮食和锻炼。本综述对衰老脂肪组织微环境的深入探讨,有望为衰老相关疾病的治疗提供理论支撑。

抗生素耐药性被认为是21世纪人类健康面临的最严重的全球性威胁之一,抗生素的过度使用加剧了细菌耐药性的产生,因此,需要进一步研究细菌耐药的机制,探索新型的耐药菌抑菌策略。本文从细菌耐药性的产生机制及耐药菌新型抑菌策略两方面进行概述,详细阐述了固有耐药性、获得耐药性和适应耐药性三种耐药性的分子机制,发现相较于具有强抗药性的固有耐药性及获得耐药性,新出现的适应耐药性具有群体效应及可逆性的特点。同时对新型抑菌化合物分子、噬菌体疗法、CRISPR-Cas系统疗法和反义疗法等新型抑菌策略进行了归纳,证明新型抗菌方法必须具备特异性和强响应性的特点。本综述旨在对细菌耐药性的发生机制进行总结,并为后续细菌耐药性的防治提供参考。

单碱基编辑器(base editors,BEs)是一类基于CRISPR/Cas系统或转录激活子样效应子阵列蛋白(transcription activator-like effector,TALE)基因编辑技术的新兴碱基编辑器。该类编辑器既不需要引入DNA双键断裂,也不需要供体DNA,可针对基因组单个碱基进行精准替换,与以前的基因编辑技术相比,单碱基编辑器具有副产物更少、碱基编辑范围更大等优点,这为基因治疗点突变导致的遗传性贫血带来了曙光。本文对单碱基编辑技术的发展,以及单碱基编辑技术在基因治疗突变引起的遗传性贫血的临床尝试中取得的进展进行概述,可为未来临床上基因治疗遗传性贫血提供理论参考。

内质网应激是细胞在应对缺氧、营养缺乏等情况时产生的保护性应激反应,通过诱导未折叠蛋白质反应的3条通路来缓解内质网的蛋白质堆积。内质网应激通过内质网自噬受体诱导的内质网自噬,是降解不易被未折叠蛋白质反应途径降解的未折叠或错误折叠的蛋白质,以及恢复内质网形态结构的重要途径。哺乳动物和酵母细胞中存在多种内质网自噬受体,主要功能为促进内质网碎片的形成,并捕获自噬底物,将内质网碎片和未折叠或错误折叠的蛋白质递送至自噬溶酶体中进行降解。每种内质网自噬受体具有独特的结构导致它们捕获自噬底物的方式不尽相同;同时,内质网应激通过不同的途径调控内质网自噬受体的表达和磷酸化。因而,内质网应激通过不同的分子机制激活内质网自噬受体介导的内质网自噬。此外,内质网应激介导的内质网自噬在许多人类疾病的发生发展中发挥重要的作用。阐明内质网应激诱导内质网自噬的具体机制,为内质网自噬相关疾病的防治提供理论依据。因此,本文将综述内质网应激启动哺乳动物细胞中内质网自噬受体FAM134B、RTN3L、SEC62、CCPG1和酵母细胞中内质网自噬受体Atg39、Atg40、Erp1介导的内质网自噬的分子机制,以及内质网应激诱导的内质网自噬与神经退行性疾病和肿瘤等人类疾病的联系,为内质网自噬相关疾病的防治提供新策略。

大量研究结果表明,食管鳞癌等恶性肿瘤中,Fascin异常高表达并发挥促癌功能,其与癌症患者的不良预后密切相关。近年来,包括本实验室在内,多家实验室的研究结果一致表明,磷酸化或乙酰化修饰可使Fascin的促癌功能翻转,犹如川剧中的“变脸”。最近,本室进一步研究发现,Fascin的翻译后修饰明显影响Fascin小分子抑制剂的抑癌效果,提示以Fascin为靶点的抗肿瘤药物研究应该将Fascin翻译后修饰状态纳入是否适合用药的评价体系中。为此,本文在系统评述Fascin促癌功能的基础上,重点讨论了翻译后修饰对Fascin功能的调控作用,以及翻译后修饰对Fascin小分子抑制剂抑癌功效的影响;同时还对相关领域针对Fascin的未来研究趋势进行了展望。

蛋白质精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)是蛋白质精氨酸甲基转移酶家族中的一员,通过将甲基从S-腺苷-L-甲硫氨酸转移到末端胍基氮原子以甲基化精氨酸残基,催化精氨酸残基的单甲基化和不对称二甲基化。研究发现,PRMT1位于细胞核和细胞质内,参与哺乳动物转录调节、信号转导和DNA损伤修复等过程,并通过多种方式影响肿瘤的增殖、凋亡、转移及耐药等生物学过程,在恶性肿瘤的发生过程中发挥着十分重要的作用。此外,PRMT1还是多种癌症预后不良的生物标志物,其抑制剂能够抑制部分肿瘤的生长。PRMT1与肿瘤的生物学特性密切相关,影响癌症患者的预后。本文主要就PRMT1在消化系统肿瘤中不同的作用靶点以及参与的信号通路做一综述,并简要概括PRMT1抑制剂联合治疗策略,以期为消化系统肿瘤的临床治疗及预后提供新思路。

蛋白质-蛋白质相互作用 (protein-protein interaction, PPI)几乎参与了机体内所有重要的生物学过程,在细胞的基本生命过程中扮演了至关重要的角色,开发高通量的PPI检测新方法具有重要的生物学意义。目前,下一代测序技术(next-generation sequencing, NGS)发展快速,能在几天内测定超过10亿个模板的DNA序列。由于并行DNA测序技术所特有的敏感性、特异性、高通量和多路复用优势,其已被用作广谱分子计数器,应用于基因组测序和转录物组测序等领域。核酸条形码技术通过将寡核苷酸标签与目标蛋白质连接起来,从而标记编码蛋白质。之后,利用高通量的测序方法检测相互作用的蛋白质,实现了PPI的高通量检测。这一技术推动了PPI检测方法的飞速发展,提升了单次实验检测的通量,为构建PPI网络提供了强有力的技术支持。本文详细阐述了核酸条形码在PPI检测方法中的设计、生成和读取;通过分析核酸条形码技术在PPI研究中的应用范例,探讨了各自的优势和不足,并评估了数据的可靠性,讨论了基于核酸条形码技术的PPI检测方法未来的发展趋势。

环状RNA(circular RNA, circRNA)是真核生物细胞中一类特殊的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),具有高度稳定性。目前已广泛发现circRNA可作为微RNA(microRNA, miRNA)海绵参与各种疾病发生发展过程。作为近年来研究的热点,circRNA的功能和作用不断被发现和利用,其既可作为蛋白质支架使靶点结合更紧密,也可以调节疾病信号分子的转录表达,还能作为翻译模板,参与蛋白质的表达。此外,研究证实了铁死亡在疾病发展中具有重要作用,而铁死亡相关circRNA的分子机制研究也是医学研究领域的新前沿。最近研究发现,circRNA不仅能作为miRNA和蛋白质支架参与调控铁死亡,还能从转录水平调节铁死亡相关信号分子。目前,人工合成的环状RNA已被设计用于RNA疫苗,各种基因治疗技术、药物递送载体也为靶向circRNA的药物开发提供重要依据。本文阐述了circRNA的功能和作用、铁死亡调控的关键靶点及其在疾病中的作用,并且着重阐释了铁死亡相关circRNA在肿瘤、神经系统疾病及糖尿病并发症等多系统疾病中的作用机制,概述了circRNA相关的药物开发策略,为基于铁死亡相关circRNA的药物开发提供新的思路。

长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)的序列长度超过200核苷酸(nucleotide, nt),部分可编码多肽。生物信息分析和多组学技术已被用于在乳腺癌中批量鉴定lncRNA与lncRNA编码肽。本文通过在线软件分析了Spencer数据库中收录的919个lncRNA编码的乳腺癌肿瘤特异性多肽,结果显示,这些多肽涉及抗癌、抗炎和细胞穿透等活性。乳腺癌的发生发展与lncRNAs的异常表达密切相关,lncRNAs通过编码多肽、调控表观遗传、调节免疫等多种途径影响乳腺癌发展。部分lncRNA编码肽独立于lncRNA,通过表观遗传调控、抑制血管生成等途径调控乳腺癌的发展。lncRNA与lncRNA编码肽在乳腺癌的诊断与治疗中也有较大的应用潜力。因此,本文系统综述了lncRNA与lncRNA编码肽在乳腺癌发生发展与诊断治疗中的作用,对该研究领域目前存在的问题和挑战进行了分析。

胃肠道肿瘤发病率逐年上升,其病死率在我国癌症中位居前列,严重危害国民健康。只有提前预防加有效治疗双管齐下,才能更好地降低癌症负担。铁死亡是一种铁依赖的,区别于细胞凋亡、坏死、自噬的细胞程序性死亡方式。近几年,肿瘤耐药性的增加引起了学者对诱导癌细胞铁死亡的兴趣,因为铁死亡固有的生理功能之一就是肿瘤抑制。铁死亡受到氧化系统和抗氧化系统的平衡调节,谷胱甘肽过氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)是抗氧化系统的核心因子之一,在多种恶性肿瘤中异常表达,与肿瘤的不良生物学行为相关。在胃肠道肿瘤中,GPX4表达异常,并参与肿瘤的发生发展、治疗和耐药。作为胃肠道肿瘤中许多分子的作用靶点(例如小分子化合物、miRNA和纳米反应器等),GPX4在多个水平上受到调节,并参与调控多种复杂的信号通路。以GPX4为靶点的策略有望成为治疗胃肠道肿瘤的新途径。本文就GPX4在胃肠道肿瘤中的国内外研究进展进行综述,阐明其分子调控机制和目前的药物研究进展,为胃肠道肿瘤的研究及防治提供新的思路。

自噬(autophagy)是一种进化上高度保守的细胞降解过程,它可以完成细胞成分的基本周转,并提供能量和大分子前体以维持生物体的代谢与平衡。近年研究发现,细胞自噬水平的失调与多种疾病的发生和发展密切相关,这一点已在多种疾病动物模型中得到验证。过高或不足的自噬水平都可能导致疾病。运动作为一种与能量代谢及细胞内环境变化密切相关的活动,与细胞自噬过程之间有密切关联。而运动对自噬的调节是一个双向的过程。对于自噬不足或过度引起的疾病,运动可以恢复其正常的自噬功能,并起到改善、延缓疾病进展的作用。当前,对于运动调控疾病背景下异常的自噬水平的理论及机制尚缺乏充分的阐述。深入探索和讨论运动对疾病中异常自噬水平的调节,将有助于我们拓展视野,为更全面地理解运动在预防和改善各种与自噬相关的疾病过程中的潜在机制和作用。因此,本综述分析概括总结了运动改善疾病中过高或不足的自噬水平及运动对疾病的缓解效果,梳理了运动与自噬的双向调控关系,并进一步提炼归纳了运动调控异常自噬水平所涉及的相关信号通路。这为探究运动促进健康的机制及理清运动调控自噬之间的关系提供理论依据与参考。

糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖尿病患者死亡的主要驱动因素,其患病率在全球范围内呈上升趋势。DN的发生发展与复杂的慢性低度炎症密切相关。在糖尿病患者中,高血糖和高血脂会导致损伤相关分子模式的释放,触发Janus 激酶/信号转导与转录激活子3(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription 3, JAK/STAT3)、核因子-κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)、磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)-蛋白质激酶 B(protein kinase B, PKB或Akt)等促炎细胞信号通路的活化,以及白介素-1(interleukin-1, IL-1)、IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等促炎细胞因子的产生,这些促炎因子是导致肾损伤的关键致病介质,从糖尿病的初始阶段到晚期肾衰竭中均发挥着多重作用。迷走神经是自主神经系统的关键组成部分,其通过介导胆碱能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway, CAP)发挥抗炎作用。在DN时,迷走神经活性下降,胆碱能抗炎系统受损,促炎与抗炎反应失调,肾的炎症和损伤加重。而利用神经免疫相互作用,通过迷走神经刺激术激活CAP,则可调控炎症信号通路及炎性细胞因子,改善DN的炎症和损伤状态。本文将对炎症细胞因子和炎症信号通路在DN发生发展中的作用,以及迷走神经活化的胆碱能抗炎通路对DN的改善作用进行综述,以期为DN等慢性炎症相关疾病的治疗策略研究及应用提供理论基础。

颅骨的发育依赖于颅缝(cranial suture)正常的骨供给,期间颅缝的间充质干细胞经历系统地增殖和成骨分化以保证骨的正常生长。遗传因素或外界干扰则可能引起干细胞的过度成骨分化,导致颅骨的过早闭合,称为颅缝早闭。颅缝细胞与细胞外基质、骨膜以及脑膜共同构成颅缝微环境(niche)。它们相互调节以保证颅缝的正常发育。临床研究发现,绝大多数颅缝早闭(craniosynostosis)患者都伴有硬脑膜和细胞外基质(extracellular matrixc,ECM)的异常。许多研究也发现,作用于颅缝的异常外界机械刺激也可能导致颅缝发育的异常。考虑到颅缝发育受多方面因素影响,本篇综述将介绍近年来有关颅缝微环境异常,以及机械力在调控颅缝发育中的研究进展,总结颅缝早闭发生的分子机制和目前研究方向,旨在为该病的诊断治疗提供新的思路。

N-乙酰基转移酶10(N-acetyltransferase 10,NAT10)是一种具有乙酰基转移酶活性的核仁蛋白质,可催化蛋白质赖氨酸残基和RNA胞嘧啶碱基的乙酰化修饰。近年来,大量研究表明,这些乙酰化修饰在端粒酶活性调节、细胞基本且核心功能的调节、细胞胁迫响应、DNA损伤修复、细胞周期调控、核糖体RNA的生物学合成、mRNA稳定性及翻译效率的调节等多种生命活动中发挥重要作用,并且与人类癌症、Hutchinson-Gilford早衰综合症(Hutchinson-Gilford premature aging syndrome, HGPS)的发生、发展和预后密切相关。然而,关于NAT10的研究仍存在一些局限性,例如NAT10完整的结构以及这些结构对其功能的影响仍未知,由NAT10调控的细胞基本功能也尚不清楚,并且NAT10对人类癌症和HGPS发展的具体影响机制也待阐明。本文从NAT10的结构、酶活性、生物学功能及其在疾病中的作用进行了综述,并提出了目前研究的局限性,展望了未来的研究方向,以期为NAT10的相关研究提供参考。

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)是一种受体酪氨酸激酶,参与如细胞的增殖、分裂和分化等生理过程,并在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用。在非小细胞肺癌的靶向治疗中,靶向表皮生长因子受体的酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)取得了显著疗效。然而,伴随着EGFR T790M等突变的出现,患者会对第一代和第二代EGFR-TKI治疗产生耐药性。为此,开发的以奥希替尼(Osimertinib)为代表的第三代EGFR-TKI,在治疗携带EGFR T790M突变患者的耐药中取得了良好效果。但部分接受第三代EGFR-TKI治疗的患者仍会产生获得性耐药。目前,已知的耐药机制主要分为EGFR依赖型(EGFR自身激酶结构域突变)和EGFR非依赖型(异常旁路信号的激活、下游信号通路的激活、组织学表型转变)两类。本文对EGFR及第三代EGFR-TKI药物结构、主要的耐药机制和耐药后的治疗策略进行了全面综述与总结,并对未来克服EGFR-TKI耐药性的可能方向进行了分析。

造血前列腺素D合酶(hematopoietic prostaglandin D synthase, HPGDS)是一种谷胱甘肽转移酶,依赖于谷胱甘肽发挥活性作用,在巨核细胞系和多种免疫细胞中多有分布,广泛存在于多种组织,在过敏性疾病中发挥重要生物学功能。研究发现,HPGDS参与机体过敏反应的调控。HPGDS能够催化前列腺素H2(prostaglandin H2, PGH2)转化为前列腺素D2(prostaglandin D2, PGD2),PGD2和DP2受体结合,促进炎症因子的释放和过敏反应的发生。近年的研究发现,HPGDS在特应性皮炎(atopic dermatitis, AD)、食物过敏(food allergy)、过敏性鼻炎(allergic rhinitis)、过敏性哮喘(allelgic asthma)、嗜酸性食管炎(eosinophilic esophagitis, EoE)的发病中发挥重要作用,促进过敏反应和炎症性疾病的发生。HPGDS在不同疾病中发挥关键作用的细胞有所不同,HPGDS在特应性皮炎中的Th2细胞、过敏性哮喘中的肥大细胞、过敏性鼻炎和嗜酸性食管炎中的嗜酸性粒细胞中高表达,并在疾病的发生发展中发挥重要功能。值得注意的是,HPGDS可以作为治疗相关疾病的重要靶点,靶向HPGDS的药物,例如HQL-79、TAS-204、TAS-205、TFC-007等能够有效缓解存在HPGDS升高现象的多种过敏性疾病的症状。本文阐述了HPGDS的生物学功能,并综述了HPGDS在过敏性疾病中的重要作用和研究进展,以及HPGDS相关靶向药物研究,指出HPGDS在过敏性疾病发病中的重要性,为研发治疗过敏性疾病的药物提供新的思路。

葡萄糖(glucose)是生物最主要的供能物质,是活细胞的能量来源和新陈代谢的中间产物,并在细胞信号传递中发挥着重要作用。异常葡萄糖代谢经常与糖尿病、视网膜病变、阿尔兹海默症以及心血管疾病等相关。钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-glucose cotransporter 2,SGLT2)是机体内参与维持葡萄糖稳态的转运体之一,介导肾对葡萄糖的重吸收,对维持血浆葡萄糖稳定有着重要作用。钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor,SGLT2i)可减少肾对葡萄糖的重吸收,对于血糖、血压、体重等产生积极影响。本文总结了当前SGLT2及其抑制剂的研究进展,综述了SGLT2结构及关键位点、SGLT2i作用机制,特别是近几年的研究发现,SGLT2i对肾及心血管的保护作用愈加明显,同时还能抵抗肿瘤细胞的发生和发展。最后,本文总结讨论了目前针对SGLT2i相关研究的瓶颈问题,为未来基于结构的抑制剂药物优化提供新思路。