多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种异质性很强的血液系统恶性肿瘤,其发病率呈逐年上升趋势且不可治愈,亟待深入研究以探索更有效的治疗方案。近年来,微RNA(microRNA,miRNA)在MM中的研究取得了显著进展,为深入理解疾病发病机制、开发新型诊断方法和治疗策略提供了新思路。本文系统综述了异常表达的miRNA通过调控细胞周期、代谢、凋亡、分化及迁移等生物学过程,影响肿瘤细胞功能、骨髓微环境及耐药性的分子机制。同时,重点阐述了miRNA作为潜在治疗靶点的应用前景,以及其在疾病预后和诊断中的临床价值。最后,本文展望了基于miRNA的治疗策略所面临的风险和挑战,包括递送效率低和靶向性不足等问题,并对该领域今后的研究方向提出建议。本文通过对miRNA在MM中的研究现状进行深入讨论,旨在推动该治疗策略在MM治疗中的临床转化,为临床实践提供有价值的参考。

注意缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)是儿童和青少年常见的神经发育障碍性疾病,临床表现为注意缺陷、多动与冲动控制障碍,其病因及发病机制尚未完全阐明。多巴胺(dopamine, DA)缺陷理论是目前ADHD发病机制研究的核心。基于该理论,针对多巴胺转运体(dopamine transporter, DAT)和多巴胺受体(dopamine receptor, DR)功能的深入研究促成了国际主流药物的开发,这些药物通过提升DA浓度有效缓解症状,进一步验证了DA系统在ADHD中的关键作用。除以上因素外,新近研究表明,DA缺陷的形成存在更为关键的诱因。SNARE复合体(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor complex)是介导突触囊泡与质膜融合的核心装置,由突触相关蛋白25(synaptosomal-associated protein 25, SNAP-25)、突触融合蛋白1A(syntaxin-1A, STX1A)和囊泡相关膜蛋白2(vesicle Associated membrane protein 2, VAMP 2, 也称为synaptobrevin 2)三者构成。SNARE复合体作为促进DA囊泡分泌的“最小机器”,对突触前膜DA囊泡锚定、膜融合、囊泡胞吐循环的关键环节产生影响。其组装解离过程中,辅助蛋白质的功能失衡可能干扰DA的有效释放,被认为是DA缺陷形成的重要潜在机制之一,亦成为ADHD机制研究的新兴焦点。本文聚焦SNARE复合体,系统梳理其核心蛋白质及调控因子在ADHD发病机制中的作用,为疾病机制解析与靶向干预提供理论支持。

二型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是一种以胰岛β细胞损伤、胰岛素抵抗为主要特征的慢性代谢性疾病。除血糖稳态受损外,糖代谢紊乱所产生的葡萄糖毒性还会引起糖尿病肾病、糖尿病性冠心病以及糖尿病认知功能障碍等并发症,对患者的生命健康造成严重威胁,因此,增强糖代谢改善胰岛素抵抗是防治T2DM的重要手段。当前,T2DM的防治手段以口服类降糖药和外源性胰岛素注射治疗为主,但在治疗过程中存在着诊断指标不清晰、治疗效果不显著和药物副作用等诸多问题,因此,探寻更加精准高效的治疗方案是当前临床研究中的重中之重。MicroRNA(miRNA)是一种对基因转录过程有调控作用的短链非编码RNA,且有报道称与T2DM相关的miRNA在血糖受损等病理特征显露前就已发生明显改变,由此可推断miRNA具备成为T2DM诊断指标的潜力,从而解决当前诊断延迟率高、因延误最佳治疗阶段导致病情恶化等问题。此外,miRNA可通过调节糖代谢相关通路表达增强患者体内糖代谢并改善胰岛素抵抗,维持血糖稳态的同时避免了传统疗法引发的如骨密度下降、局部脂肪堆积等副作用,发挥精准高效的防治效果。因此,本文将通过系统阐述miRNA调控糖代谢相关通路的分子机制,为其后续临床研究提供参考依据和理论基础。

O-糖基化(包括黏蛋白型O-糖基化和O-GlcNAc糖基化)作为一种关键的蛋白质翻译后修饰(post-translational modification,PTM),通过在苏氨酸或丝氨酸残基上添加糖链分子,调节蛋白质功能、稳定性和亚细胞定位,参与细胞信号传导、代谢调控和应激反应等生物学过程。DNA损伤是指细胞在内源性(例如代谢产物、复制错误等)或外源性因素(例如射线、化学物质等)作用下,基因组的完整性受到破坏,进而引发癌症、衰老或遗传性疾病。机体针对DNA损伤,进化出DNA损伤应答(DNA damage response,DDR)系统,通过协调复杂的蛋白质网络,用以检测DNA损伤并促进修复。研究表明,O-糖基化修饰可以通过影响DNA损伤修复相关蛋白质的活性、定位和相互作用调控DDR。然而,O-糖基化修饰参与DDR的详细机制有待阐明,为此,本文总结了黏蛋白型O-糖基化、O-GlcNAc糖基化的生物合成过程和DDR级联反应步骤,针对目前肿瘤细胞中O-糖基化与DNA损伤应答的研究现况予以回顾,并基于此提出机制研究新的展望,以期为开发新的肿瘤靶点和肿瘤治疗提供依据。

创面愈合是一个涉及止血、炎症、增殖和组织重塑的动态生理过程。难愈性皮肤损伤,例如糖尿病足溃疡、静脉溃疡和压疮,给患者带来严重的生理和心理负担,而传统治疗手段难以根本性解决此类问题。近年来,中草药来源的细胞外囊泡(Chinese herbal medicine-derived extracellular vesicles,CHMEVs)因其出色的生物相容性、低免疫原性和高安全性,在创面修复和药物递送领域展现出良好潜力。CHMEVs作为纳米级尺寸的生物囊泡,富含中草药小分子化合物、蛋白质及代谢物,能够跨越生物屏障并有效调控细胞间通讯,促进组织修复。本文综述了CHMEVs的分离提取方法及在创面修复中的作用及机制,并探讨了其在临床应用中的前景及挑战。CHMEVs的工程化改造和生物材料结合进一步拓展了其在精准医疗中的应用潜力,为未来难愈性创面的治疗提供了新思路。

乳酰化修饰是新近发现的一种新型蛋白质翻译后修饰,其通过酰胺键介导乳酸基团与赖氨酸残基共价结合,从而改变蛋白质的功能和细胞内的信号传导过程。乳酰化修饰包括组蛋白乳酰化修饰和非组蛋白乳酰化修饰两大类,都受到“Writer-Eraser”酶系统的动态精密调控。其中,非组蛋白的乳酰化修饰主要受到AARS1和SIRT3等酶的调控,并在肿瘤的代谢重编程、ROS应激和信号通路调控方面发挥功能,在多种疾病进展中具有重要作用。特别是在肿瘤中,非组蛋白乳酰化修饰与肿瘤增殖、免疫逃逸和耐药等密切相关。因此,深入探究非组蛋白乳酰化修饰在肿瘤进展中的作用,有望为肿瘤的精准诊治提供新靶点和新策略。值得注意的是,非组蛋白乳酰化修饰中乙酰化修饰的干扰效应不可忽视,乳酰化与乙酰化具有类似的“writer”和“eraser”酶,且存在重叠的修饰位点,这提示两者之间可能存在功能性串扰。由于目前缺乏针对赖氨酸乳酰化修饰的特异性编辑工具,因此,难以明确乳酰化是否发挥主要的调节作用。本文就近年来非组蛋白乳酰化修饰在肿瘤中的研究进展作一综述。

随着全球肥胖人数的不断上升,肥胖对生殖生理的影响引起社会广泛关注。肥胖是一种代谢性疾病,通常伴随着脂肪聚积过多及炎症反应加剧等多种异常生理现象,严重影响人类与动物的生殖健康。由肥胖引起的生殖损伤涉及一系列复杂的生化反应和体内代谢通路,表现为对雄性精子质量和雌性受孕能力的损害。为了更好的理解肥胖与生殖生理之间的关系,本文就肥胖引起机体生殖损伤及其作用机制进行了归纳总结。肥胖状态下,诱发氧化应激、胰岛素抵抗及高胰岛素血症等病症,脂肪因子(瘦素、脂联素、抵抗素等)和炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β等)多种因素相互影响共同作用于生殖系统。氧化应激可激活MAPK与NF-κB通路,干扰胰岛素信号传导。慢性炎症导致脂肪细胞分泌紊乱,扰乱下丘脑-垂体-性腺调控轴。研究发现,雄性肥胖个体睾酮水平显著降低,精子质量受损;雌性肥胖个体生殖系统激素失衡,产生排卵障碍,出现多囊卵巢综合征患者。本综述讨论了肥胖引起机体代谢紊乱进而导致雄性和雌性的生殖生理功能受损及其发生机制,为未来肥胖相关的生殖生理障碍疾病的预防与治疗提供理论依据。

铁死亡(ferroptosis)是一种由铁依赖的脂质过氧化驱动的新型程序性细胞死亡方式,其多层面的调控机制(主要涉及铁代谢、脂质过氧化及抗氧化系统)在疾病治疗和微生物防控领域均发挥关键作用。尤其在疾病治疗领域,铁死亡因其在自身免疫性疾病、癌症及心血管等疾病中发挥关键作用,被视为极具潜力的治疗靶标。本综述系统梳理了铁死亡的核心调控因子(例如过氧化物酶4(GPX4)、长链酰基辅酶A合成酶4(ACSL4))及其相互作用网络,深入探讨了基于铁死亡信号通路的靶向干预策略在疾病治疗及微生物防控中的应用前景。此外,文章还总结了当前铁死亡在实际应用中面临的问题,并提出通过纳米递送、提高药物化学稳定性及水溶性等策略优化疗效,为探索更多利用铁死亡进行靶向治疗提供理论基础和实用性指南。

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)属于中枢神经系统疾病,是一种广泛性神经发育障碍性疾病。已有研究证实,神经免疫炎症反应可能是ASD的发病机制之一。在中枢神经系统中,小胶质细胞作为中枢神经系统中固有免疫细胞,在神经免疫炎症微环境中发挥重要的作用。本综述分别从遗传和环境因素两个维度,系统总结了两大类ASD小鼠模型中小胶质细胞数量和形态的变化,具体而言,阐述了基因突变小鼠模型以及环境因素诱导小鼠模型(例如母体免疫激活模型),深入探讨了ASD小鼠模型中树突棘密度和神经传递功能的变化。此外,本文重点对比了环境因素诱导的母体免疫激活小鼠模型和遗传因素诱导的BTBR T⁺Itpr3^tf/J 小鼠模型在白细胞介素-17 受体 A信号通路和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路上的相似性;在此基础上,本综述进一步总结了ASD小鼠大脑中异常激活的小胶质细胞内细胞因子的变化、线粒体中氧化磷酸化功能障碍以及氧化应激产生的活性氧水平变化,并详细阐述了这些变化对细胞功能的影响;最后,本文从神经发生和突触形成与功能两个方面,归纳总结了小胶质细胞对神经发育的影响机制,并探讨了其引发自闭症样行为表现的可能途径,为临床ASD患者的治疗提供新的潜在靶点。

tRNA是转录后修饰种类最为丰富的一类RNA分子,在细胞内不仅是转运氨基酸的接头分子,还依赖种类繁多的转录后修饰,调控基因表达,进而影响诸多生物学进程。该修饰主要由tRNA甲基转移酶及去甲基化酶协同调控,前者转移甲基基团,后者则去除甲基,可逆地调控甲基化修饰,使之时刻处于动态平衡。这些酶的突变或失调与肿瘤等疾病的发生发展联系紧密,是近年来的研究热点。它们依赖细胞质tRNA甲基化修饰调控促癌基因的翻译进程,或依赖线粒体tRNA甲基化修饰调控线粒体蛋白质合成,从而影响供能代谢,为肿瘤细胞无限增殖提供能量。基于此,从“酶量”和“能量”两个层面,tRNA甲基化修饰为肿瘤细胞生长提供物质基础,与肿瘤细胞周期失调密切相关。细胞周期是细胞有序生长和分裂的过程,受一系列检查点蛋白质精密调控,确保遗传信息正确传递。细胞周期异常激活既是肿瘤的关键特征之一,也被视为克服肿瘤的重要机制。tRNA甲基化修饰酶多维度地调控细胞周期与代谢适应性。深入探究tRNA调控细胞周期的作用机制不仅有助于开发新的肿瘤靶点和药物,更可能为突破传统细胞周期靶向治疗的局限性开辟新思路。基于上述背景,本文就tRNA甲基化修饰酶调控细胞周期的分子机制展开讨论,彰显其治疗潜力。

早发性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI),又称为卵巢早衰(premature ovarian failure,POF),是女性不孕的主要原因之一,发病率逐年上升,严重影响女性的生殖健康,已成为全球日益严重的公共卫生问题。POI发病机制复杂,可能与遗传、免疫和环境等因素有关,但是近年来氧化应激(oxidative stress,OS)作为一个关键因素受到了广泛关注,它可以影响卵巢颗粒细胞(granulosa cells,GCs)的功能,进而导致POI的发生。活性氧(reactive oxygen species,ROS)通过多条信号通路例如PI3K-Akt、MAPK、TGF-β/Smads和Notch等,调控GCs的增殖、存活与凋亡;AMPK和线粒体自噬在减轻ROS损伤、保护卵巢功能方面发挥着重要作用;过度ROS会破坏自噬和溶酶体功能,导致细胞内废物的积累,从而影响GCs的生理功能与内分泌稳定;此外,OS还通过影响激素合成和破坏GCs的功能,导致雌激素和孕激素水平的失衡,增加POI的风险。因此,本文综述了OS在POI中的作用机制,探索OS如何通过信号通路和细胞功能的调节影响卵巢衰退,为POI的临床治疗提供理论依据,进而为其早期诊断及预防提供新的研究思路。

胰腺癌是一种预后极差的高度恶性肿瘤,具有早期转移和高度侵袭性的特征,并对传统治疗方法例如化疗和放疗不敏感。近年来,代谢研究逐渐成为胰腺癌领域的研究热点。肿瘤细胞代谢重塑是胰腺肿瘤细胞生长和增殖的关键机制,代谢途径中的调控因子可能成为新的治疗靶点。代谢重塑主要体现在三大营养物质代谢途径的改变以及氧化磷酸化途径的变化,此外,胰腺肿瘤细胞微环境也展现出独特的代谢特征。当前相关机制研究发展迅速,未来有望整合组学技术、人工智能等创新研究方法,进一步揭示代谢变化对胰腺癌发生发展的驱动机制,并将这些研究成果应用于靶向药物开发和基于代谢组学的诊断工具,以推动胰腺癌个体化治疗的发展。

线粒体和内质网(endoplasmic reticulum, ER)的结构与功能对维持细胞稳态至关重要,线粒体和ER之间的交互作用参与了多种疾病的发生发展。线粒体相关ER膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes, MAM)是ER和线粒体之间的膜接触位点,是真核细胞细胞器间的重要通信枢纽,ER侧的钙离子通道及线粒体侧的钙离子通道参与了MAM调节钙转运的基本过程,二者的交互作用通过调节钙转运控制线粒体生物学功能和细胞存亡,参与多种病理过程的发生和进展。一方面,靶向MAM调节钙转运参与了肿瘤细胞、神经元、心肌细胞、内皮细胞、髓核细胞等细胞的生存和死亡过程;另一方面,MAM调节钙转运在Hepa 1-6细胞、胰岛β细胞的合成和分泌以及肌萎缩性侧索硬化症线粒体功能障碍的发生与发展。此外,MAM还可通过调节钙转运影响细胞转录过程,进而参与血管生成及乳腺癌的进展。本文综述MAM及其在钙转运调节中的病理生理作用,为靶向MAM防治相关疾病提供新的视野。

纳米医学的兴起为药物递送和肿瘤治疗开辟了新途径,特别是纳米载体,已成为药物递送领域的核心工具。抗癌肽能够通过诱导肿瘤细胞凋亡、抑制血管生成以及调节免疫微环境等途径实现抗肿瘤效应。其较低的毒副作用和抗药性发生,使其在癌症治疗领域展现出重要的研究和应用价值。然而,抗癌肽在实际应用中面临稳定性差、体内半衰期短、靶向递送效率低等瓶颈,严重限制了其治疗效果与进一步发展。纳米载体凭借其增加药物溶解性、改变药物体内分布和提高药物靶向性的优势,为抗癌肽的递送提供了高效、灵活且精确的解决方案。本文系统综述了脂质体纳米载体、高聚物纳米载体、无机纳米载体和自组装纳米肽等四种纳米载体的结构特征、生物学特性,重点分析了纳米载体在增强抗癌肽稳定性、提高靶向递送效率、改善生物利用度及克服抗药性肿瘤治疗中的应用实例。此外,文章还详细总结了这四种载体的结构优势与不足。最后,展望了纳米载体与抗癌肽结合研究的发展方向,以期为抗癌肽的临床应用提供理论基础和参考。

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)是全球日益严重的慢性肝病,其发病机制复杂,诊断和治疗面临诸多挑战。近年来,全基因组研究揭示了表观遗传修饰在NAFLD发生中的重要作用,尤其是印记基因的参与。NAFLD的亲本来源效应表明,印记基因在其发病过程中发挥关键作用。Dlk1-Dio3基因簇作为最大的印记基因簇之一,因其在胚胎发育和代谢调控中的核心作用,成为研究的重点。本综述探讨了Dlk1-Dio3基因簇的结构与功能,及其在NAFLD发病中的潜在作用。该基因簇通过复杂的调控网络影响肝的脂代谢、糖代谢、炎症反应和氧化应激等生物过程,在NAFLD的“二次打击”中发挥关键作用。具体而言,DLK1作为负调控因子,抑制脂肪细胞分化,从而减少肝的脂质积累;而DIO3则通过调节甲状腺激素转化促进脂肪细胞分化,增加肝的脂质积聚。此外,Dlk1-Dio3基因簇通过调控多个microRNA(例如miR-370、miR-122等)调控脂肪代谢。miR-370通过抑制CPT1α加剧脂肪积聚;miR-122上调SREBP-1c,促进脂肪酸合成;miR-379/410簇则通过降低脂质清除能力,增加脂肪积累。长非编码RNA MEG3也在NAFLD中发挥重要作用。MEG3通过上调SIRT6促进脂肪酸氧化,减少脂滴堆积;并通过结合miR-21抑制Wnt/mTOR信号通路,减轻脂质合成。在胰岛素抵抗方面,DLK1通过激活PI3K/Akt/mTOR通路抑制糖异生并促进脂肪酸氧化,从而减轻肝的脂肪负担。DIO3则通过调节甲状腺激素影响胰岛素敏感性,促进NAFLD的发展。同时,Dlk1-Dio3基因簇在调控氧化应激和炎症反应中也具有重要作用,DLK1通过抑制炎症因子表达和激活抗氧化信号,减轻肝的氧化应激损伤。综上所述,Dlk1-Dio3基因簇在NAFLD的发生与发展中扮演着多维度的角色,提供了潜在的生物标志物和治疗靶点。

消化道肿瘤发病率逐年上升,已经成为发生率高和预后差的世界性健康问题。铁死亡作为一种新型的死亡方式,其主要是由细胞内铁代谢异常引起细胞内铁过量,导致细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的大量产生和脂质过氧化物的积累。随着铁死亡的研究逐渐深入,发现铁死亡可以增强消化道肿瘤细胞对药物治疗的敏感性,从而达到比较好的治疗效果,因此,近些年来这种死亡方式在消化道肿瘤的治疗领域引起了广泛的关注。传统中药具有悠久的使用历史,由于其成本较低,不良反应少的特点,已经广泛应用于癌症的治疗,越来越多的研究发现,传统中药能够诱导消化道肿瘤发生铁死亡,从而抑制肿瘤细胞的生长和转移。该文主要通过介绍铁死亡机制,进一步引出中药单体通过调控铁代谢、抑制与铁死亡相关的抗氧化系统、调控核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NRF2)三个方面诱导消化道肿瘤细胞发生铁死亡,从而达到抑制消化道肿瘤的发生与发展,并且对传统中药以及中药单体与化疗药物联用抗消化道肿瘤的研究进行了部分阐述,为消化道肿瘤的治疗提供了新思路。

缺血性心脏病(ischemic heart disease, IHD)是全球健康的主要威胁之一,其发病机制复杂且尚未完全阐明。近年来,随着表观遗传学研究的不断深入,乳酰化修饰(lactylation, Kla)作为新发现的一种蛋白质翻译后修饰方式,逐渐受到科研人员的关注。Kla通过直接影响基因转录、调控信号转导和代谢过程等,对IHD的病理生理过程及细胞分子功能的调节产生深远影响。Kla广泛存在于组蛋白和非组蛋白中,与调节各种病理过程中的蛋白质功能相关,通过调节相关酶的活性及信号通路的传导,影响心肌细胞包括能量代谢、炎症反应、血管生成、脂质代谢失调、凋亡、纤维化及修复等在内的过程。尽管目前关于Kla在IHD中的具体机制和靶点研究仍有限,但其在疾病治疗中的潜在价值不容忽视。本文通过综述Kla在心肌梗死、心肌缺血再灌注损伤、心力衰竭及心肌肥大等IHD关键病理环节中的作用机制以及相关研究进展,并探讨其潜在的治疗靶点与应用前景,为寻找有效干预策略提供依据和方向,有望为IHD的防治开辟新的思路与途径。

雄激素受体(androgen receptor, AR)信号通路中的异常信号转导对前列腺癌的发生和进展至关重要,因此,通过雄激素剥夺疗法(androgen deprive therapy, ADT)控制雄激素抑制AR活性,是前期控制前列腺癌发展的重要手段,然而大多数患者在6~20个月内复发并发展为去势抵抗性前列腺癌(castrate resistant prostate cancer, CRPC)。手术和放疗仍是CRPC的治疗方法,但有泌尿系统症状和性功能障碍等不良反应。第一代和第二代新型AR抑制剂可治疗CRPC,然而,对这些化学制剂的耐药性是不可避免的,因此,许多患者可能会经历复发。对AR抑制剂的耐药性主要包括AR突变、剪接变异体的形成和扩增,这表明在CRPC中其发挥重要作用。同时,细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin dependent kinase, CDKs)的异常激活及表观遗传改变(例如组蛋白修饰和DNA甲基化)也被报道与前列腺癌进展相关。蛋白质水解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimeras, PROTACs)凭借其独特的作用机制、靶向不可成药蛋白质的能力和特异性结合靶标的特征,在CRPC治疗中具有独特的优势。本文总结了针对AR不同结构域、CDKs及表观遗传标记等靶点治疗CRPC的PROTAC技术发展情况,并讨论了PROTAC在治疗领域的未来前景与挑战。

目前,获得性免疫缺陷综合征(acquired immune deficiency syndrome,AIDS)已成为严重威胁世界人民健康的公共卫生问题,它破坏人体的免疫系统,使人体因丧失对各种疾病的抵抗能力而发病并死亡。根除潜伏存在的人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV),实现功能性治愈,从而限制AIDS的发展,并改善患者的生活质量,是需要迫切解决的问题。表观遗传学主要研究基因序列改变之外的可遗传的基因表达调控。HIV的基因表达调控受到多种表观遗传因素的影响,并涉及到多种机制。了解HIV感染过程中相关的表观遗传机制,对于清除潜伏的病毒和在未来实现对AIDS的控制与治疗至关重要。因此,我们将对HIV感染过程中的相关表观遗传调控方式及其机制进行阐述,重点介绍DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控和RNA修饰等表观遗传修饰方式,总结这些调控对于HIV潜伏、激活和维持过程的影响。同时,将HIV感染过程中的表观遗传调控与其关联的信号通路联系起来,并根据近年来在HIV功能性治疗策略方面取得的成果与挑战进行展望,旨在阐明表观遗传在HIV调控方面的重要作用,以期为未来根据表观遗传调控实现AIDS的控制以及开发治疗药物提供新的理论基础和研究方向。

心磷脂(cardiolipin, CL)是一种特殊的聚甘油磷脂,主要在线粒体内膜和嵴中合成,作为线粒体功能的关键组成成分。它在细胞膜、线粒体内膜以及能量代谢过程中扮演着重要角色,特别是在维持氧化磷酸化和电子传递链的稳定性方面。心磷脂的代谢异常与多种心血管疾病的发生密切相关,尤其是在Barth综合征等遗传性疾病中表现尤为突出。此外,心磷脂的过氧化物氧化心磷脂(oxCL)在心血管疾病中的作用日益受到关注。研究表明,心磷脂过氧化不仅会导致线粒体内膜的损伤,还会促进活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成,增强细胞的氧化应激反应。心磷脂的代谢异常还与动脉粥样硬化、糖尿病性心肌病、高血压等疾病的发病机制密切相关。通过调节心磷脂代谢和修复其功能缺陷,有望成为治疗这些疾病的潜在策略。本文综述了心磷脂的合成、分解和重塑过程,并探讨了它在心血管疾病中的重要作用。心磷脂的合成依赖于线粒体内部的多种酶,而其重塑则涉及磷脂酰转移酶等关键酶类。心磷脂的异常代谢,尤其是BTHS患者中tafazzin基因突变导致的心磷脂重塑缺陷,会引起线粒体功能障碍、ATP合成减少及氧化应激加剧,最终导致心肌和其他组织的损伤。

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种主要影响记忆、学习以及认知功能的神经退行性疾病,目前缺乏有效的治疗措施,成为影响老年人健康的重要问题。AD主要的病理特征为淀粉样蛋白β(β-amyloid, Aβ)沉积形成的老年斑(senile plaque, SPs),以及过度磷酸化的Tau蛋白(hyperphosphorylated Tau,p-Tau)形成的神经纤维缠结(neurofibrillary tangle, NFTs)。这些病理变化通常会诱导氧化应激,氧化应激是AD的重要病理机制,其与Aβ和Tau沉积密切相关,是治疗AD潜在的干预靶点。然而导致AD的病理机制具有多因素特征,AD氧化应激通常与其它机制相互作用共同影响AD进程。因此,本文重点探讨线粒体自噬、神经炎症、神经元凋亡及核因子红细胞2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)与氧化应激的调节关系,通过阐明AD病理特征、氧化应激及与其它调控机制的作用关系,发现潜在有效的干预靶点。目前大量研究表明,运动可有效缓解AD氧化应激,改善认知功能,但运动改善AD氧化应激的相关分子机制仍需进一步阐明。因此,本文进一步讨论了运动调控氧化应激与相关分子信号通路的作用机制,阐明运动可能通过影响这些信号通路改善AD氧化应激,从而改善AD相关病理特征与认知功能,这有助于从分子机制角度理解AD的发病机制,为科学有效的运动干预防治AD提供理论探讨。

在基因转录的经典模型中,转录因子通过与含有其“共有基序”的双链DNA(double-stranded DNA, dsDNA)结合来调控靶基因转录。与dsDNA不同,G-四链体是一种非典型的核酸二级结构,由富含鸟嘌呤的序列形成,参与调节基因转录等多种生物学过程,是目前分子生物学领域研究热点。近期,多个研究组发现,与dsDNA相比,G-四链体结构更高效地招募转录因子结合到启动子上,从而激活靶基因表达。然而,目前对这种非经典的基因转录调控模型缺乏全面的总结和探讨。本文介绍了G-四链体结构特点及检测该结构的技术。G-四链体包括分子内和分子间类型,其中分子内G-四链体又分为平行、反平行和杂交类型;该结构可通过圆二色谱、核磁共振光谱和凝胶迁移等技术进行鉴定。进而讨论了G-四链体在基因转录中的调节功能。G-四链体主要在基因启动子区高度富集;早期研究揭示,G-四链体可抑制基因转录,而近期的大量研究证明,该结构具备招募转录因子激活基因转录的新功能。最后,总结了具有G-四链体结合活性的转录因子的分类,包括C₂H₂锌指、叉状头/翼状螺旋、以及p53结构域的转录因子,且DNA结合结构域决定转录因子与G-四链体结合;并对该领域的后续研究方向进行了展望。总之,本文为理解“G-四链体作为转录激活的顺式作用元件”的观点提供重要指导。

神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)是一类由神经系统损伤或疾病引发的慢性疼痛,主要表现为自发性疼痛、痛觉过敏及痛觉超敏,严重影响患者生活质量。NP的发病机制复杂,涉及外周敏化、中枢敏化、离子通道改变以及胶质细胞活化等异常调节。近年来,m⁶A在NP中的作用引起了广泛关注,但是m⁶A修饰在不同疾病与疼痛模型中的作用研究仍然有限,因此,阐明m⁶A修饰在不同疾病与疼痛模型中的作用显得尤为重要。本文基于不同疾病与疼痛的模型,综述了近年来关于m⁶A甲基化修饰在NP发病中的作用及机制的研究进展,尤其是综述了METTL3、METTL14、FTO、ALKBH5和YTHDF1等5种经典的m⁶A修饰因子介导不同疾病与疼痛模型形成NP的作用机制,以期从m⁶A修饰的角度为NP的药物开发和防治提供新的启示和思路。

基因编辑技术在目标基因定位与切割方面具有高效性和精确性,已成为生物医学研究的重要工具。该技术不仅促进了对基因功能的基础研究,还为遗传性疾病的基因治疗和作物遗传改良提供了新的策略。随着人工智能技术的融入,特别是机器学习算法的应用,基因编辑的设计与执行变得更加智能化。AI技术通过预测分析和模式识别,优化了sgRNA的设计,提高了编辑的特异性和效率,同时降低了非目标效应的风险。此外,AI在大规模基因组数据的解析中也发挥着关键作用,为理解复杂的生物学过程和疾病机制提供了新的视角。本文 综述了数据驱动的基因编辑技术在靶点精准化、安全性提升和个性化治疗方面的研究进展,旨在为基因编辑技术领域的研究者提供参考和启发,推动人工智能在基因编辑技术中的应用和发展。

阿尔兹海默症因其发病机制极其复杂,致病因素繁多以及给患者和社会带来沉重负担等而受到广泛关注。近年来,一些研究揭示了阿尔兹海默症的多种致病机制,而纳米医学领域也掀起了针对这些致病机制进行阿尔茨海默症治疗的热潮。纳米材料独特的物理化学性质促使其在阿尔兹海默症的治疗中展现出巨大潜力。纳米材料具有良好的生物相容性;能够持续稳定调节并释放治疗药物,确保药物在治疗部位浓度达到理想水平;同时可以精准地与治疗靶点结合并发挥作用,因此,开发出新型纳米药物已成为阿尔兹海默症治疗的重要研究方向。本文综述了阿尔兹海默症的主要病理特征和致病机制,包括β-淀粉样蛋白聚集、Tau蛋白过度磷酸化、氧化应激和神经炎症反应等;另外,重点探讨了纳米材料在清除病变蛋白质(如β-淀粉样蛋白和Tau蛋白)、抑制氧化应激以及缓解神经炎症等方面的治疗策略。最后,本文展望了当前纳米材料治疗阿尔兹海默症所面临的风险和挑战,包括药物的脑部递送效率过低及其治疗后可能带来的毒副作用等,并对该领域今后的研究方向提出建议。本文旨在通过对纳米材料治疗阿尔兹海默症研究现状的讨论,推动纳米材料在阿尔兹海默症治疗中的临床转化。

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一种具有共价闭环结构的单链RNA,相较于线性RNA具有更稳定的结构以及更低的免疫原性。大量研究表明,circRNA具有保守性、稳定性和组织特异性等特点,同时可以充当 microRNA (miRNA)海绵,与蛋白质和翻译模板相互作用,调节基因表达和信号转导等生物学功能。基于circRNA的特性以及多种生物学功能,部分内源性circRNA在肿瘤的发生及发展中发挥重要调控作用,具有作为生物标志物和治疗靶点的潜力。此外,mRNA药物在实际应用中具有不稳定易降解、翻译效率低和免疫原性等限制。工程化可翻译的外源性circRNA可解决线性mRNA应用的部分缺陷,成为新型有潜力的高效药物。在本文中,介绍了circRNA在体内生物发生的机制,具体的生物学功能,在肿瘤中的诊疗应用现状。包括内源性circRNA在肿瘤中的诊断应用,外源性circRNA的设计合成策略,以及详细列举目前工程化circRNA疫苗利用其稳定高效表达蛋白质的功能在肿瘤治疗方面的一些设计和应用进展。最后,我们就当前circRNA的临床诊断应用问题,外源性circRNA的治疗应用挑战以及展望进行讨论。

铁死亡是一种以依赖铁的脂质过氧化为核心的新型程序性细胞死亡形式。多种代谢物可参与铁死亡的调控,其中脂质代谢发挥着重要作用。含多不饱和脂肪酸的磷脂(phospholipids containing polyunsaturated fatty acyl chain, PUFA-PLs)在生物膜上发生超阈值的过氧化,导致膜结构和功能的破坏是最为经典的脂质代谢介导的铁死亡机制。此外,含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)的特殊脂质,例如具有二酰基-PUFA尾的磷脂(phospholipid with diacyl-PUFA tails, PL-PUFA₂)、多不饱和醚磷酯(polyunsaturated ether phospholipid, PUFA-ePL)、含PUFA的胆固醇酯(cholesterol ester containing polyunsaturated fatty acyl chain, PUFA-CE)也被发现,可通过提供PUFA用于过氧化,进而参与铁死亡过程;脂滴通过储存和释放PUFA调节铁死亡的敏感性;胆固醇代谢的中间产物及衍生物主要参与铁死亡的负向调控;不同类别的鞘脂对铁死亡的调控方向并不一致。基于前期大量研究证实,铁死亡与胃肠肿瘤的增殖、转移和耐药的发生等密切相关,我们进一步归纳了胃肠肿瘤细胞中驱动铁死亡抵抗的相关脂质代谢机制,如削弱PUFA-PLs合成代谢及过氧化进程,增强铁死亡防御系统等,以及胆固醇代谢、脂滴代谢、鞘脂类代谢与胃肠肿瘤产生铁死亡抗性的关系。靶向这些特定脂质及代谢酶与途径以调控铁死亡具有重要的临床潜在价值,有望为寻找新的胃肠肿瘤诊断、预后标志物和治疗药物,及逆转化疗耐药提供新思路。

CRISPR/Cas系统的出现极大推动了基因编辑领域的进步,特别是CRISPR/Cas9系统,已成为生物医学研究的核心工具。长非编码RNA(lncRNA)在基因调控、细胞分化和多种疾病的发展过程中发挥关键作用,尤其在癌症研究中,lncRNA作为癌症生物标志物和治疗靶点,具有重要的应用前景。然而,由于lncRNA普遍具有低丰度和保守性差等特点,限制了传统手段对其功能的研究。CRISPR/Cas9技术为lncRNA的研究提供了一个高效、灵活且精确的工具,显著加速了该领域的进展。本文首先回顾了CRISPR/Cas9系统的基本原理及其在基因编辑中的广泛应用,包括CRISPR敲除、敲入、干扰和激活等多种功能系统。这些技术不仅可以筛选特定生物过程中的关键lncRNA,还能够用于基因功能研究,探索其在疾病中的作用。本文重点分析了CRISPR/Cas9技术在研究lncRNA功能和调控机制,以及其在肿瘤研究中的关键应用。此外,文章还总结了通过CRISPR/Cas9进行全基因组筛选以识别功能性lncRNA的方法,并探讨了这些lncRNA在癌症细胞增殖、迁移、侵袭以及耐药性中的作用。CRISPR/Cas9敲除系统可以高效敲除lncRNA基因,揭示其在基因调控中的具体功能。同时,CRISPR激活和干扰技术为非编码基因的研究提供了新的思路,通过调控lncRNA的表达水平,进一步探索其在癌症等疾病中的临床应用。文章还探讨了CRISPR技术在未来lncRNA研究中的潜力,尤其是在解决基因组复杂性、靶向效率和脱靶效应等技术难题方面的进展。综上所述,CRISPR/Cas9技术不仅为研究lncRNA提供了强有力的工具,也为未来开发新的癌症诊断和治疗手段提供了新的思路和机会。

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球人类癌症相关死亡的第三大原因,虽然HCC的临床诊断和治疗取得了相当大的进展,但患者的预后仍较差,5年生存率仅约为18%。HCC的发生发展是由发生突变后能够直接促进细胞的增殖、存活和转移的驱动基因推动的,随着分子生物学和基因组学技术的发展,阐明了驱动基因突变赋予HCC细胞选择性生长优势,使细胞能够抵抗凋亡、维持增殖信号、启动侵袭和转移、诱导血管生成、实现代谢重塑和免疫逃逸等。探索HCC发生发展的关键驱动因素以进一步阐明HCC的发病机制,可为HCC的诊断、治疗以及改善预后提供新的方向。本文从端粒维持、细胞周期、Wnt信号通路、氧化应激、表观遗传修饰等多个方面总结了HCC中的驱动基因突变以及它们在HCC诊断和治疗中的应用前景,以期为HCC的诊断、治疗和研究提供信息参考。

相分离是细胞内生物分子由单一均相混合物形成2种不相溶的液滴凝聚体过程,是细胞内分子凝聚体和无膜细胞器形成的主要驱动力。相分离不仅在多种生理活动中发挥重要的动态调控作用,而且调控神经退行性疾病和癌症等多种疾病的发生发展。已有研究发现,长非编码RNA(lncRNA)与相分离密切相关,这为理解lncRNA的作用机制打开了新的视角,成为近年来非编码RNA领域的研究热点。本文重点介绍了LncRNA SLERT作为分子伴侣与DDX21蛋白相互作用,影响核仁纤维中心区/高密度纤维区(FC/DFCs)的相分离;LINC00657(NORAD)与PUM蛋白形成NP小体,驱动PUM蛋白的相分离而抑制其活性,促进基因组的稳定性;dilncRNA调控DNA损伤应答小RNAs (DDRNA)、p53结合蛋白1(53BP1) 的相分离,lncRNA LINP1相分离液滴与Ku蛋白结合促进DNA损伤修复;LncRNA SNHG9、MELTF-AS1、MALR 分别驱动LATS1、YBX1、ILF3蛋白质的相分离发挥促癌lncRNAs作用,GIRGL、LncFASA分别调控CAPRIN1、PRDX1的相分离在癌症发展中发挥抑癌基因作用;lncRNA XIST通过相分离驱动X染色体失活的研究。总之,本文综述了lncRNAs通过调节相分离在细胞核无膜细胞器的形成、基因组稳定性与DNA损伤修复、肿瘤发生发展和X染色体失活等病理生理过程中的最新研究进展。本文表明长非编码RNA可通过调节相分离,参与多种病理生理过程,有望为相分离介导的疾病的治疗提供新的方向。

骨骼肌是机体最大的代谢和内分泌器官,肌纤维作为骨骼肌的基本单位,具有高度可塑性。骨骼肌纤维主要分为氧化型肌纤维和酵解型肌纤维,肌纤维类型是影响骨骼肌收缩和能量代谢的重要因素。了解调控骨骼肌纤维类型转换的分子机制对于调控骨骼肌相关疾病具有深远意义。线粒体是细胞生命活动的能量工厂,线粒体的特性即线粒体含量、形态及分布均与线粒体的功能密切相关。不同肌纤维类型的线粒体特性有所不同,这与不同肌纤维能量代谢方式的差异有关。线粒体稳态是一个动态平衡过程,通常受线粒体生物发生、线粒体融合和裂变以及线粒体自噬等过程调控,它们不仅会影响线粒体形态和数量而且影响着机体的葡萄糖和脂肪酸代谢平衡。许多研究表明,线粒体介导的骨骼肌能量代谢底物的改变影响着骨骼肌纤维类型转换过程。运动是一种非药物治疗手段,一般情况下,可以通过维持骨骼肌线粒体稳态促进氧化型肌纤维生成。本文综述了不同类型骨骼肌纤维中的线粒体特性,以及维持线粒体稳态调控肌纤维类型转化的作用,并在此基础上,总结了线粒体参与介导的PGC1α、Ca²⁺和ROS重要信号通路调控骨骼肌纤维类型转换的分子机制。线粒体作为骨骼肌的能量工厂,通过了解其调控机制进行针对性干预可能是未来治疗骨骼肌相关疾病的新方向。

脂肪组织由多种亚细胞类群构成,其增殖潜力与分化命运均不同,并执行着不同的功能,因此,解析脂肪组织的亚细胞类型对阐明机体重要性状形成的分子机制具有重要意义。近年来,随着生命科学领域多组学技术的快速发展,针对脂肪生物学领域细胞异质性的问题,开展了大量的单细胞多组学技术应用工作,特别是单细胞基因组学、转录物组学、蛋白质组学和代谢组学等及各组学的联合应用,实现了能够在不同层面,在单细胞分辨率水平揭示脂肪细胞异质性,并发现新脂肪细胞亚型及探索脂肪细胞分化轨迹等生物学过程,在生命与医药领域取得了巨大突破性进展,成为许多生物学过程解析与疾病治疗的切入口,并加速了基因编辑与干细胞育种等关键新兴技术的发展。本文总结了单细胞多组学技术种类及其特点,综述了该技术在肌内、肌间、皮下及内脏脂肪沉积中的应用研究进展,并探讨了其前景与挑战,以期充分认识该技术在脂肪沉积研究中的重要作用,为性状形成机制解析与人类肥胖等代谢性疾病治疗提供理论依据。

如何有效实现大面积骨缺损的再生性修复是当前临床治疗的难题。传统的骨再生材料尚无法获得理想的再生效果,纳米材料的出现为骨再生提供了新的选择。近年来,金属有机骨架(metal organic frameworks,MOFs)已被广泛应用于生物医学等领域,其中沸石咪唑酯骨架-8纳米颗粒(zeolitic imidazolate framework-8 nanoparticles,ZIF-8 NPs)是被广泛研究的MOFs之一。ZIF-8 NPs易于合成,粒径可控,具有大比表面积、高热稳定性和pH响应性。其纳米级粒径能够用于调节生物材料的机械性能,并进一步匹配骨组织的弹性模量。此外,ZIF-8 NPs还具有促成骨分化、血管再生和抗菌性,以及作为载体控释药物或生物大分子发挥作用。本文总结了ZIF-8 NPs的性质特点和生物相容性,并回顾了其在骨组织再生领域中的应用进展,包括增强骨再生材料的机械性能、细胞黏附性、骨诱导活性、促血管再生能力以及抗炎抗菌能力等,以期为推动ZIF-8为基础的生物活性材料的制备和应用提供参考。

补体系统在识别和消除病原体、清除生理碎片、协调免疫反应以及稳态等方面发挥重要作用,作为炎症反应的一种早期预警信号,异常的补体活动是病理性疼痛发病的重要诱因。补体成分3(complement 3,C3)是病理性疼痛诱发过程中补体系统激活的重要指标。实验及临床流行病学研究发现,多种病理性疼痛中周围与中枢神经C3异常升高,通过结合特异性C3受体直接或间接通过补体信号调控神经元对神经病变的反应。C3可以通过在神经元质膜上表达的特异性补体受体直接调节神经元的生命和死亡的各个方面,也可以通过募集胶质细胞和免疫细胞经各种机制将补体信号传递给神经元间接调节,补体信号指导神经元对组织损伤、神经创伤和神经病变的反应。本文主要对C3在病理性疼痛涉及的细胞因子和信号通路的机制进行综述,探讨C3成为镇痛靶点的可能性。

环状RNA(circular RNA, circRNA)是前体信使RNA(pre-messenger RNA, pre-mRNA)经可变剪接产生的单链、共价闭合非编码RNA,具有高稳定性、序列保守性和疾病特异性表达的优势,因此吸引了广大关注。N6甲基腺苷(N6-methyladenosine, m⁶A)甲基化发生在N6位置,是包括mRNA和非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)在内的真核生物内部转录修饰中最丰富和保守的一类。CircRNA和m⁶A修饰已被证实,在调节脂质代谢在内的多种关键生物过程中发挥重要作用。随着测序技术的飞速发展,在转录物组范围内进行m⁶A甲基化修饰的circRNA被广泛报道,并且发现它们参与了脂质代谢过程。即m⁶A修饰参与调控circRNA的生物发生、降解、输出和翻译,circRNA也可以通过影响甲基化转移酶、去甲基化酶和甲基化阅读蛋白来调节m⁶A修饰调控脂质代谢过程。因此,本文总结了与脂质代谢相关的m⁶A修饰、circRNA及两者之间相互作用的最新突破,讨论了m⁶A修饰的circRNA通过调控脂质合成、分解及脂质过氧化等脂代谢过程,尤其在脂质合成过程中发挥重要作用。对m⁶A修饰的circRNA在脂质代谢中调控功能的综合分析揭示了其在脂质代谢途径中的重要作用,并为未来脂代谢异常相关疾病的研究提供了新的视角和理论依据。

随着患病率的持续上升,肾疾病成为全球范围内严重的公共卫生问题,严重影响患者的生活质量。肾病的发病机制较为复杂为其防治带来了困难。研究发现,代谢稳态失衡通常会影响肾功能,进而引起肾病变。过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)作为内源性配体激活的转录因子,在调节代谢分子网络特别是氧化磷酸化、脂代谢和葡萄糖代谢中发挥重要作用。激活PPAR能够改善线粒体损伤,促进脂肪酸分解并减轻胰岛素抵抗,从而恢复肾的代谢功能和缓解肾的病变。尽管现已开发了多种激活PPAR的小分子药物,但该类药物在临床试验阶段出现不良反应。目前,临床治疗肾疾病仍缺乏安全有效的用药方案。精细解析PPAR家族调控肾的细胞能量代谢的分子机制,寻找和开发新的靶向PPAR及其调控的下游代谢途径的小分子药物,对于肾疾病的认知和诊治具有重要的意义。另一方面,明确不同肾疾病发生发展过程中的代谢变化,针对性地应用靶向PPAR的药物或策略对肾疾病的治疗也尤为重要。本文概述了PPAR家族成员调控靶基因转录的方式及其在氧化磷酸化和糖脂代谢重塑中的作用,并归纳总结了PPAR表达或活性的改变对急性、慢性肾病和年龄相关性肾疾病的影响,有望为肾疾病的防治提供新的思路和理论支撑。

染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNA, eccDNA)是真核生物细胞核内游离于染色体外的一类特殊环状DNA分子,来源于染色体基因组但独立参与多种细胞生理或病理过程,与肿瘤的发生发展密切相关。eccDNA的发现可以追溯到20世纪70年代,随着分子生物学技术的发展,研究者们逐渐揭示了其在癌症中的重要功能。eccDNA的形成是一个涉及多种机制的复杂过程,包括断裂-融合-桥循环、染色体碎裂、易位-缺失-扩增、游离体模型以及复制叉停滞和模板切换等。eccDNA,尤其是大分子量eccDNA(大于1 Mb,又惯称 ecDNA),在促进癌基因扩增与活化、驱动肿瘤异质性和耐药性方面发挥重要作用,并展现出作为肿瘤液体活检分子标志物的广阔应用潜力。本文将综述eccDNA发现历史、生成机制、在肿瘤生物学中的功能作用、在不同类型肿瘤中的特异性以及检测分析方法的最新研究进展,并对其在未来肿瘤基础研究和临床实践中的应用前景进行展望,旨在为eccDNA在肿瘤基础研究及临床实践中的进一步探索提供参考。