蛋白质类植物免疫诱抗剂是一类能诱导植物产生防卫反应的特殊化合物,主要来源于病原微生物、生防微生物、寄主植物以及寄主-病原物相互作用过程。蛋白质类激发子通过引发植物病原相关分子模式触发免疫和效应器触发免疫反应来提高植物的抗性,涉及活性氧、Ca²⁺、水杨酸、茉莉酸、赤霉素和乙烯等级联信号通路。能增强植物对细菌性、真菌性和病毒性病害以及环境胁迫的应力。未来应关注对蛋白质类免疫诱抗剂迟效性和稳定性的改良,多种激发子联用或与其他药剂联用,及其在植物育种中的应用。本文在总结了蛋白质类激发子的来源、作用机制和应用现状的基础上,指出了当前所存在的问题和未来发展趋势,为利用蛋白质类激发子开发绿色生物农药提供科学依据。

心血管疾病(cardiovascular diseases,CVD)是我国居民死亡的首要原因,严重影响患者的生存质量。CVD病理机制较为复杂,以慢性低度炎症为主要特征。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3) 炎症小体是调控炎症反应的关键因子,在固有免疫应答中发挥重要作用。其异常活化诱导的过度炎症反应和细胞焦亡与动脉粥样硬化、心肌梗死和糖尿病心肌病等多种CVD发生发展密切相关。近年来研究表明,运动作为一种安全有效的非药物干预手段,可通过抑制NLRP3炎症小体活化来减轻心血管炎症反应和细胞焦亡,从而在CVD防治中发挥积极作用。但当前对于运动介导NLRP3炎症小体防治CVD的理论及机制仍缺乏系统阐释。因此,本文综述了NLRP3炎症小体与CVD的关系,探讨了不同运动类型、强度和持续时间对NLRP3炎症小体活化的影响,并总结分析以NLRP3炎症小体为靶点进行运动干预防治CVD所涉及的相关信号通路,以期为运动防治CVD提供新的思路和参考。

代谢综合症(metabolic syndrome,MS)是一种复杂的代谢异常综合征,其标志性特征包括肥胖、高脂血症、肝脂肪变性和胰岛素抵抗等,严重危害人类生命健康。通过对肠道菌群、肠道菌群代谢产物以及其生存环境的研究发现,肠道菌群在MS的发生与发展过程中发挥重要作用,且MS病程进展与肠道菌群存在关联作用。肠道菌群及其代谢产物可作为MS的特殊生物标志物在MS病程发展中发出预警,从而有效预防和治疗MS。研究表明,有氧运动是调节肠道菌群安全有效的干预方式。有氧运动有效改善肠道菌群多样性、调节肠道菌群代谢产物和提高肠黏膜屏障功能。有氧运动干预调节肠道菌群通过降低机体炎症、提高机体胰岛素敏感性、改善机体脂质代谢、改善肠黏膜屏障完整性等机制有效预防MS。因此,本文着重系统梳理MS患者(以肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝患者为主)肠道菌群特征、MS与肠道菌群的关联作用及分子串扰机制、有氧运动干预调节MS患者肠道菌群预防MS效果及作用机制,以期为有氧运动调节肠道菌群预防MS提供新的角度和思路。

原发性肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球发病率和死亡率居高不下的恶性肿瘤之一,其患者通常因为耐药性产生而不能从新兴的免疫、靶向治疗中持续受益。研究表明,目前常用的单一生物标志物,例如甲胎蛋白、肿瘤突变负荷(tumor mutation burden, TMB)和程序性死亡受体-1(programmed cell death protein 1, PD-1)/程序性死亡配体-1(programmed death ligand 1, PD-L1)等缺乏指示HCC免疫、靶向治疗效果的效力。为了进一步优化临床决策,寻找能够准确预测HCC免疫、靶向治疗疗效的生物标志物尤为重要。最近研究表明,N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m⁶A)作为真核生物最普遍的RNA修饰方式之一,在HCC免疫治疗和靶向治疗耐药性产生过程中发挥重要作用。本文总结了m⁶A修饰参与HCC免疫治疗、靶向治疗耐药的机制及相关研究进展,并且阐述了m⁶A修饰相关特征作为潜在生物标志物,对这两种新兴治疗方法疗效的预测作用,从m⁶A修饰的角度提出改善HCC治疗效果及预测疗效的潜在方案,以期为临床治疗及有效决策提供新思路。

巨噬细胞是一类重要免疫细胞,主要来源骨髓中的髓系祖细胞,具有吞噬和抗原呈递、参与先天免疫和炎症反应的功能。溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)是一种活跃的磷脂信号分子,可以诱导巨噬细胞的分化和极化,可以调节巨噬细胞的迁移和浸润,还可以调节巨噬细胞参与的炎症反应。本文以LPA在巨噬细胞中的作用为切入点,综述了近年来LPA在巨噬细胞中作用的分子机制,LPA通过诱导相关调节因子和细胞因子,在巨噬细胞的分化和极化中发挥重要作用;LPA受体介导相关信号通路调节巨噬细胞的迁移和浸润;ATX/LPA信号轴及相关细胞因子参与巨噬细胞的炎症调节。此外,还综述了LPA在肿瘤相关巨噬细胞和巨噬细胞炎症反应疾病中的调控作用及潜在临床价值。目前,LPA在巨噬细胞中作用的分子机制尚未完全阐明,深入研究LPA在巨噬细胞中的受体表达、生物学作用及调控机制,将为巨噬细胞相关疾病和癌症的治疗提供新的策略。

多胺是一类普遍存在于生物体中的聚阳离子,对生命活动发挥至关重要的作用。在肿瘤中,多胺稳态通常失调。肿瘤的发生和发展过程都需要高水平的多胺,因此,多胺代谢是癌症治疗的合理靶点。经过几十年的发展,研究人员已经发现多胺代谢途径中各个关键酶的靶向调控分子,由于代偿机制、生物利用度低、快速代谢和高毒性,单独靶向多胺代谢途径中某个节点的方法存在局限性。由于协同作用的存在,药物组合使用可以在更低剂量、更低毒性的条件下实现更佳的治疗效果,与单药作用相比更具有优势。本文综述了近年来这种药物联合疗法在癌症治疗中的研究进展。

适配体是一种单链寡聚核苷酸,可与靶标特异性结合,具有制备简单、易于修饰、结构稳定和可重复使用等优点,在医药、食品安全和环境监测等领域的生化传感检测方面有良好的应用前景。目前,对适配体与靶标结合机制的了解相对匮乏,这严重限制了其应用研究和发展。计算模拟方法因在微观水平上解析适配体与靶标结合机制的优势,逐渐受到关注。本文概述了计算模拟在适配体-靶标复合物机制解析中的主要方法,总结了适配体与金属离子、有机小分子、生物大分子、细胞、细菌、病毒等不同靶标之间的结合特点,阐述了适配体-靶标间的各种相互作用力类型及影响其强弱的因素,可为计算模拟在适配体-靶标结合机制的应用研究提供借鉴和参考。

丝氨酸/精氨酸富集剪接因子6(serine/arginine-rich splicing factor 6,SRSF6)属于SR蛋白家族,主要在RNA剪接中发挥调控作用。SRSF6表达或功能失调能够导致部分基因选择性剪接异常,进而引发肿瘤、糖尿病和胸膜纤维化等炎症性疾病发生发展,但是SRSF6在炎症中的作用尚未阐明。本研究采用脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7建立炎症反应体系,探究SRSF6在炎症中的表达及作用,初步分析SRSF6在炎症中的靶点和机制。研究发现,LPS刺激肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)等炎症相关因子表达增加,同时,SRSF6 mRNA和蛋白质表达水平均随LPS刺激时间延长而显著增加(P<0.05)。进一步探究SRSF6表达对炎症因子的影响,上调表达SRSF6促进LPS诱导的炎症因子表达增加(P<0.05),而下调SRSF6则抑制炎症因子表达(P<0.05),并且核因子-κB(nuclear factor, NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路的激活受到SRSF6下调的抑制(P<0.05),提示SRSF6在巨噬细胞中参与调控炎症反应。髓系分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)是TLR4信号通路中的关键接头分子,MyD88 mRNA剪接异构体MyD88-L和MyD88-S在炎症反应中分别发挥促炎和抑炎的相反功能。RNA结合蛋白数据库分析和RNA结合蛋白免疫沉淀实验发现,SRSF6蛋白结合MyD88 mRNA;剪接分析结果显示,下调SRSF6促进抑炎型剪接异构体MyD88-S mRNA表达增多(P<0.01),并且敲低MyD88-S能够恢复SRSF6下调所抑制的炎症因子表达。以上研究结果发现,SRSF6在巨噬细胞中通过调控MyD88选择性剪接,从而影响炎症信号通路激活及炎症因子表达,这为深入解析SRSF6在炎症性疾病中的作用奠定了基础。

槲皮素(quercetin, Que)是一种具有多种生物活性的黄酮类化合物,在自然界中分布广泛,具有抗炎和抗肿瘤等生物活性。研究发现,槲皮素的抗炎活性与其对组蛋白翻译后修饰的调控密切相关。然而,槲皮素调控组蛋白翻译后修饰发挥抗炎作用的精细机制尚未有详细报道。为了探讨槲皮素调控组蛋白翻译后修饰发挥抗炎活性的作用机制,我们首先评估了槲皮素对M1型巨噬细胞极化的影响,结果发现,槲皮素可以明显下调M1型巨噬细胞的白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)水平;其次,利用生物质谱的细胞稳定同位素标记(stable isotope labeling by amino acids in cell culture, SILAC)技术衍生的super-SILAC方法,进行了组蛋白翻译后修饰的解析,系统定量分析了槲皮素处理后的巨噬细胞中组蛋白修饰水平的全局性变化;最终,共定量到30个组蛋白修饰位点,其中包括12个发生下调的组蛋白乙酰化修饰位点和4个发生上调的甲基化修饰位点(fold change >1.2,P<0.05);进一步对部分差异变化位点进行了蛋白质免疫印迹(western blot, WB)验证,其差异变化与质谱结果一致性良好。综上,本研究系统解析了槲皮素调控巨噬细胞的组蛋白翻译后修饰图谱,为槲皮素抗炎作用机制的研究提供了可靠的数据参考和新的线索。

罗伊氏乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri)是一类与人类和动物机体健康密切相关的微生物,然而菌株应用于人类和动物前需要对其安全性和益生性进行评估。本研究旨在对一株高产罗伊菌素的罗伊氏乳杆菌Q35进行了全基因组测序、益生性分析和草酸降解能力改造。全基因组测序结果显示,该菌株完整基因组序列长度为2 145 158 bp,GC含量为38.91%,有2 121个基因。本文对基因组中抗生素抗性、毒力因子和毒素编码基因进行了鉴定和分析,并通过抗生素耐药性、急性口服毒理学和溶血测试等研究证实,该菌株具有较高的安全水平。基因组上发现粘附和应激耐受相关基因的存在,经人工胃液和胆汁盐胁迫后菌株存活率较高,抗氧化能力测试结果显示,该菌株对羟自由基具有较强的清除能力。以上结果表明,罗伊氏乳杆菌Q35具有特殊的益生菌特性。此外,本文在菌株Q35基因组上鉴定到3个短的草酰辅酶A脱羧酶基因oxc1、oxc2和oxc3,通过过量表达这3个基因使菌株降解草酸铵的能力由29.5%提高到48.8%。本研究结果表明,罗伊氏乳杆菌Q35具有良好的安全性和益生性,该菌株在高草酸尿症等代谢疾病的治疗中具有一定的应用潜力。

香荚兰的药用价值备受关注。本文分析香荚兰不同部位VOCs的共有主成分,以人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)、β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-La)及α-乳清蛋白(α-lactalbumin,α-La)为模板蛋白质,建立“固相微萃取气相色谱-质谱联用技术-多光谱技术-物理建模-药代动力学”(solid phase microextraction gas chromategraphy-mass spectrometry-multisp-ectral technique-physical modeling-pharmacokinetics,S-M-P-P)链式方法,解析香荚兰共有主成分的输运机制及药效机理。结果表明,香荚兰不同部位共有主VOCs为香草醛(vanillin,Van),其通过静态猝灭作用减弱了HSA/β-La/α-La的内源性荧光,并与HSA形成氢键和范德华力,与β-La/α-La则通过疏水作用力形成非共价复合物。两者间相互作用促进了Van在体内向肠道和肝组织的转运,并被CYP1A2和CYP2C9酶代谢,从而发挥其药理效果。该研究全面而深入地探讨了香荚兰VOCs的输运机制及药理效果,为理解植物源挥发性有机物的药用潜力提供了重要参考。

神经调节蛋白4(NRG4)是一个新发现的脂肪细胞因子,它在机体能量平衡、糖脂代谢等许多生理过程中发挥重要调控作用。目前,NRG4基因的转录调控机制尚不清楚。我们前期的5′RACE分析显示,鸡NRG4基因转录起始位点(TSS)弥散分布于一段约200 bp的区域,提示鸡NRG4基因的启动子为分散型启动子(dispersed promoter)。本研究开展了鸡NRG4基因近端外显子和内含子的启动子活性分析,报告基因分析显示,包含NRG4基因外显子1、内含子1和外显子2的基因组片段(-122/+452)具有很强的双向启动子活性。生物信息学分析显示,鸡NRG4基因外显子2上存在1个转录因子CCAAT增强子结合蛋白α(C/EBPα)的潜在结合位点;报告基因分析发现,删除或突变C/EBPα结合位点会导致C/EBPα丧失对NRG4基因片段(-122/+452)启动子活性的调控作用。基因表达相关性分析显示,鸡脂肪组织中C/EBPα和NRG4基因的mRNA表达存在显著正相关(P<0.01)。进一步的脂肪组织ChIP-qPCR分析显示,C/EBPα直接结合鸡NRG4基因的外显子2。本研究发现,鸡NRG4基因的近端外显子和内含子具有双向启动子活性,C/EBPα通过直接结合外显子2调控鸡脂肪组织NRG4基因的表达。

在基于质谱的蛋白质组学研究中,深度高效的蛋白质酶解是确保蛋白质被充分酶解,提升蛋白质鉴定深度(包括鉴定蛋白质数目以及蛋白质氨基酸序列覆盖率等)的关键。胰蛋白酶(trypsin)由于其能够特异性酶解精氨酸和赖氨酸羧基端,是基于质谱技术的蛋白质组学领域应用最为广泛的蛋白酶。然而,研究发现, 胰蛋白酶对于赖氨酸残基的切割存在一定的遗漏酶切效率。因此,在实际蛋白质组学样本制备中,会采用胰蛋白酶和赖氨酸C端内切酶(LysC)联合使用的方式,确保赖氨酸残基的充分酶切。我们的研究发现,常用的LysC-Trypsin串联酶切的方式,会因首先加入的LysC对后续加入的胰蛋白酶进行切割,从而影响了胰蛋白酶对蛋白质样本的酶切效果。因此,本研究进行了LysC和胰蛋白酶串联酶切顺序的调整,即首先进行胰蛋白酶酶切,再加入LysC酶进行切割。本文全面比较了Trypsin-Trypsin(T-T)、LysC-Trypsin(L-T)和Trypsin-LysC(T-L)3种不同的顺序酶切方法对蛋白质样本制备质量的影响,结果表明,Trypsin-LysC顺序酶切方法在不增加实验成本的条件下,不仅获得最低的蛋白质赖氨酸/精氨酸遗漏酶切位点数目,而且酶解后得到的肽段氨基酸序列长度适中,使得Trypsin-LysC酶切后肽段样本更有利于反相色谱吸附和分离,以及串联质谱检测,从而最终显著提升样本中蛋白质的检测深度和蛋白质氨基酸序列覆盖率。本文工作为蛋白质样本的溶液内顺序酶切提供了新的技术方案和参考依据。

侵袭转移是喉鳞癌预后不良的主要危险因素,肿瘤微环境中的趋化因子与侵袭转移密切相关。CXCL8是一种细胞因子样的分泌蛋白质,在多种肿瘤的恶性发展过程中发挥重要作用,但其在喉鳞癌的作用尚未阐明。本文以喉鳞癌细胞为研究对象,阐明CXCL8在喉鳞癌细胞的作用,并寻找靶向CXCL8的miRNA,为喉鳞癌的诊断和治疗提供新靶点。GEPIA网站显示,CXCL8在头颈肿瘤组织中高表达(P <0.05)。实时荧光定量PCR发现,CXCL8在喉鳞癌细胞中高表达,酶联免疫检测也发现,CXCL8在喉鳞癌细胞上清中分泌量较高(P <0.001)。CCK8检测证实,降低CXCL8表达会明显抑制喉鳞癌细胞FD-LSC-1和AMC-HN8增殖(平均抑制率分别为34.0%,19.5%);EdU实验也证实,降低CXCL8表达明显抑制喉鳞癌细胞的增殖(P <0.05)。Transwell小室实验证实,降低CXCL8表达明显抑制喉鳞癌细胞FD-LSC-1迁移和侵袭(平均抑制率分别为40.0%,38.5%);降低CXCL8表达也明显抑制喉鳞癌细胞AMC-HN8迁移和侵袭(平均抑制率分别为37.5%,53.5%)。生物信息学网站预测,CXCL8可能是miR-513b-5p靶基因,双荧光素酶报告检测证实,miR-513b-5p能够与CXCL8-3′UTR结合,在喉鳞癌细胞中过表达miR-513b-5p,CXCL8 mRNA表达量下降60%(P <0.01)。细胞功能恢复实验证实,miR-513b-5p削弱喉鳞癌细胞增殖、迁移和侵袭的能力可被外源表达的CXCL8有效逆转(P <0.05)。综上所述,miR-513b-5p通过靶向CXCL8抑制喉鳞癌细胞增殖、迁移和侵袭。

结合专业课特点全面推进课程思政建设,提升课程思政教育的实效性,是新时期高等教育改革的重点。分子生物学作为高等院校医学专业学生重要的基础课程,与基础医学各学科和临床医学之间有着密切的联系,是一门发展迅速的前沿学科,具备作为课程思政载体的天然优势。本研究以立德树人为成果导向(OBE),创新性融合基于项目的团队学习(PBGS)教学模式,应用于医学分子生物学课程思政教学中,二者的有机融合为提升课程思政教学的实效性和科学性做了有益的探索。以学生为中心,通过完善教学目标,创新教学设计,深入挖掘思政案例,引入多种教学方法、强化教学实践管理和优化评价模式,构建线上线下相结合的医学分子生物学课程思政教学体系。经过2年的教学实践,该教学模式有效提升了医学分子生物学课程的教学效果,实践组学生的学习成绩有明显提高,师生评价优秀。课前及课后的调查问卷结果显示,80%~90%的学生认为通过学习拓展了视野,增长了学识,50%~70%的学生认为提升了学习能力和创新意识,坚定了医学专业学习的自信。通过强化学生科研创新能力的培养,指导学生参加学科竞赛获多项国家级奖。证明该教学模式拓展了课程思政教育的广度和深度,将科学精神、创新能力、道德修养、人文素质的培育贯穿在教学过程中,为培养德才兼备和高素质的医学人才提供了经验。