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。

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。

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。

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。

隐匿性乙型肝炎病毒感染(occult hepatitis B virus infection,OBI)是潜在的HBV传染源,可通过输血等方式传播。同时,OBI还可使乙肝相关疾病慢性进展,并维持乙肝慢性感染的状态,在免疫机能下降或接受免疫抑制治疗情况下可能导致HBV感染再激活,引发急性肝炎或肝衰竭等严重肝病。因而,OBI是一个重要的公共卫生问题,严重影响该人群生命健康和我国HBV感染防控。OBI的核心特征是用灵敏的试剂检测血清乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen, HBsAg)阴性,但肝内存在复制全能性(replication competent)HBV基因组,以致循环血中的HBV DNA可呈间歇低值阳性(通常＜ 200 IU/mL),HBV存在再激活风险。随着慢性乙型肝炎功能性治愈的不断扩大,国内外各大指南对功能性治愈的定义也在不断完善,其中均提到血清乙肝表面抗原持续消失的功能性治愈者肝组织内仍可能有HBV共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA)的存在,提示这部分功能性治愈者的病毒学指征类似于隐匿性感染状态。本文围绕OBI定义、分类、对公共卫生影响、发生机制和临床再激活预防等方面进行阐述,梳理OBI相关研究进展,更新对OBI的认知,以期提高临床和公共卫生从业者对新形势下OBI人群的关注。

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。

猴痘是一种病毒性人畜共患病,目前针对猴痘病毒的安全有效的疫苗较为缺乏,研究且筛选猴痘疫苗候选材料有重要现实意义。随着分子生物学和植物基因工程技术的迅猛进展,植物生物反应器因其绿色安全、经济有效、规模化应用潜力大等优良性能在疫苗蛋白质生产方面前景广阔且富有潜力。本研究以猴痘蛋白B6R为研究对象,通过扩增、酶切和柔性Linker串联铁蛋白等手段,成功构建pFolia40108-B6R-Fer猴痘病毒重组蛋白质表达质粒,并且构建出完整的本氏烟草植物瞬时表达体系及猴痘重组蛋白纯化体系。最佳表达天数为12~14 d,纯化后的浓度约为1 mg/mL。纯化所得的重组蛋白B6R-Fer可自发组装成纳米病毒样颗粒(Virus-like particles,VLPs),其形状呈现球形,平均粒径大小为24 nm,得率约为7.2 mg/kg鲜重。本研究所得的猴痘病毒重组蛋白B6R-Fer在植物源性猴痘疫苗材料的制备和筛选方面具有良好的应用潜力。

全球每年约有多达8亿吨的碳氢化合物进入环境,其中大部分是烷烃。烷烃非常不活跃,凝固点高,因此给环境生态和石油回收带来了严重问题。烷烃单加氧酶(alkane monooxygenase,AlkB)是一种跨膜金属蛋白酶,隶属于膜结合脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FADS)家族,能够在由微生物介导的烷烃降解的第一步反应中将直链烷烃转化为相应的伯醇,从而在碳的全球循环和石油污染的生物修复中发挥关键作用。本文围绕不同微生物来源AlkB的特性、结构、活性位点、催化机制、以及重组菌的构建等方面进行综述,强调AlkB在环境修复以及石油开采领域中的重要意义,旨在为AlkB对碳氢化合物污染场所的生物修复和石油采收率的提高提供新思路。

MYB蛋白质家族是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与生长发育、逆境应答及次生代谢过程,但金银花MYB蛋白质家族成员尚未被鉴定。本研究采用生物信息学方法对其进行全基因组鉴定与分析,涵盖基本理化性质、系统进化树、基因结构、保守基序、顺式作用元件等,并通过构建pCAMBIA1300-GFP融合载体、烟草叶片瞬时转染检测MYB6、MYB106d、MYB114蛋白质的亚细胞定位。结果显示,共鉴定到147个LjMYB基因,分属17个亚家族(S1~S17);其编码氨基酸长度52~1 060 AA,等电点4.42~11.52 pI,外显子1~13个,分子量6 086.3~119 075.08 kD。MEME分析发现,不同MYB的基序数量及分布存在差异,同一亚家族结构特征相似;顺式作用元件分析表明,其启动子区域含光响应、激素应答及生物与非生物胁迫相关元件和结合位点。染色体分布显示,MYB基因存在显著基因组加倍(可能与染色体进化加倍相关);金银花与拟南芥MYB基因的共线性分析显示,121对同源基因分布于拟南芥所有染色体,体现进化保守性。表达谱分析表明,金银花MYB基因在生长发育中作用不同,且对不同光照强度敏感程度有差异;亚细胞定位显示,LjMYB6、LjMYB106d以及LjMYB114均定位于细胞核。综上,金银花MYB蛋白质家族具有多样生物学特性,可能参与生长发育、激素调控及生物/非生物胁迫响应过程。

为研究人工智能赋能分子生物学的教学效果,本文选取河北北方学院动物科技学院动物医学专业2022级和2023级学生为研究对象,两个年级学生在专业基础、入学成绩等方面无显著差异,均由同一主讲教师授课以保证研究结果的可靠性。2022级学生采用传统教学模式,2023级学生实施人工智能赋能教学模式,包含课前探学、课中助学、课后辅学和教学反思改进四个阶段。课前,教学团队将课程各知识点的教学视频及人工智能系统梳理的相关预习资料推送给学生完成自主学习,人工智能系统统计学生学习的疑难点。课中,教师依据智能学伴AI系统反馈的数据,对学生理解困难的内容采用案例教学、小组讨论、AI动画演示和虚拟实验等多种教学手段深入讲解,促进学生对知识的理解。课后,AI系统为学生生成个性化学习方案,推送不同层次的学习资源以开拓学生视野。同时,AI系统为教师提供学生学习数据分析报告,教师据此总结调整优化教学方案。研究发现,2023级人工智能赋能教学班学生在学习兴趣、知识点理解掌握、科研思维培养等多个维度的满意度显著高于2022级传统教学班。在学生参加综合活动方面,2023级学生参加学科竞赛和创新创业活动的比例明显提高。在学习成绩方面,2023级学生的期中成绩、实验成绩和期末成绩均高于2022级学生,优秀率显著提高,不及格率显著下降。结果表明,人工智能技术应用于分子生物学教学激发了学生学习兴趣,有助于学生更好地理解和掌握知识,显著提高了学生的学习成绩,对提升教学质量具有积极的推动作用。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是一种以骨髓中浆细胞克隆性增殖为特征的血液系统恶性肿瘤,其病理特征包括单克隆免疫球蛋白异常分泌、溶骨性骨病及多器官功能障碍。尽管新型治疗手段显著延长了患者生存期,但原发性耐药与复发仍是临床治愈的主要障碍。多发性骨髓瘤的发生发展受骨髓微环境(bone marrow microenvironment, BMME)的复杂调控。BMME是由多种细胞与非细胞成分构成的动态网络,不仅支持MM细胞的存活与增殖,还通过调控骨代谢平衡、介导免疫逃逸及促进药物抵抗,在疾病进程中发挥核心作用。近年来,靶向BMME的治疗策略取得重要突破,包括免疫调节剂、双特异性抗体、CAR-T细胞疗法及微环境调控药物等。这些策略通过干预细胞因子信号、重塑免疫微环境或阻断肿瘤-基质相互作用,显著提高了复发/难治性MM的客观缓解率与生存预后。然而,耐药性、治疗毒性及肿瘤异质性仍是临床面临的挑战。本文综述了骨髓微环境各组成成分在多发性骨髓瘤发生、发展中的作用,分析其与MM细胞相互作用机制,探讨通过靶向BMME来改善MM治疗效果和预后的策略,为MM治疗提供新思路。

UBE2O是一种独特的泛素结合酶,其特点是具有较大的分子量(1 292个残基)和E2/E3双重酶活性,可实现多种泛素化类型。与典型的E2酶(约150~200个残基)不同,UBE2O的多功能性使其能够调节底物降解、亚细胞定位和功能调节。新的研究强调了它在蛋白质质量控制、红细胞分化、代谢调节和维持昼夜节律中的关键作用。UBE2O的失调涉及多种疾病,包括癌症、神经退行性疾病和代谢性疾病。这篇综述广泛讨论了UBE2O的独特结构特征、多种生物功能和病理作用,以及对相关疾病的治疗潜力。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种以恶性浆细胞增殖为特征的血液系统肿瘤。目前,蛋白酶体抑制剂(proteasome inhibitors,PIs)、免疫调节剂(immunomodulatory drugs,IMiDs)和自体造血干细胞移植(autologous hematopoietic stem cell transplantation,ASCT)是改善MM患者生存预后的主要手段,但随着治疗的深入,大多数患者仍面临难治和复发问题,治愈之路依然充满挑战。近年来,单克隆抗体(monoclonal antibodies,mAbs)、嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cells,CAR-T)、抗体药物耦联物(antibody-drug conjugates,ADCs)和双特异性抗体(bispecific antibodies,BsAbs)均在临床研究和/或临床应用中取得了良好的疗效,这些基于抗体和细胞的免疫治疗为难治复发性MM(refractory and relapsed multiple myeloma,RRMM)患者带来了新的希望。各类免疫治疗产品在激活免疫细胞、靶向肿瘤以及改善患者预后方面各有优势,但同时也面临安全性和耐药性的挑战。未来,随着分子生物学和抗体工程技术的不断进步,新型免疫治疗产品有望通过联合疗法等多种策略实现协同增效,从而为RRMM患者带来更长久的生存获益和生活质量的改善。本文旨在综述多发性骨髓瘤免疫治疗的研究成果与现存挑战,探讨单克隆抗体、CAR-T、抗体药物耦联物和双特异性抗体的作用机制、临床应用现状及未来发展趋势,为相关领域研究者和临床医生提供一个全面和系统的参考,推动MM精准免疫治疗的发展。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是第二常见的血液系统恶性肿瘤,多发于老年人。随着我国老龄化社会的发展,MM发病率日渐增高,已经成为严重影响人民健康和社会经济负担的疾病。过去20年MM的临床诊疗和基础研究均取得了突破性的进展,但目前也走到了下一个周期的十字路口,面临众多发展方向的选择和挑战。

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。

生物毒素广泛存在于动物、植物和微生物中,是生物在长期进化过程中形成的捕食、防御和竞争的“化学武器”,主要包括蛋白质、多肽及小分子化合物等。相比一般化学毒物,生物毒素具有高活性、强靶向性和分子多样性,既可能对人类健康构成威胁,也在疾病机理研究与药物开发中展现出独特价值。代表性药物如卡托普利、肉毒毒素、齐考诺肽及GLP-1受体激动剂,奠定了毒素应用的里程碑。目前已有百余种毒素类候选药物进入临床试验,覆盖多类重大疾病。但该领域仍面临资源挖掘效率低、结构与机制解析不足、高毒性及合成改造受限等挑战。未来,随着多组学、人工智能与合成生物学的发展,将实现生物毒素的高效发现、低毒化改造与精准应用,推动从基础研究向临床转化。

孤儿G蛋白偶联受体35(G protein-coupled receptor 35,GPR35)是一种参与调节脂质代谢的G蛋白偶联受体,在不同脂肪细胞类型中表现出特异性的代谢调控作用。大量研究表明,GPR35在白色脂肪细胞中调控脂肪分解和脂肪生成,与胰岛素敏感性和炎症反应密切相关;在棕色脂肪细胞中通过激活解偶联蛋白 1(uncoupling protein 1, UCP1)和G蛋白信号调节因子14(regulator of G protein signaling 14, RGS14)调控细胞形成和能量消耗过程;在米色脂肪细胞中可促进其“褐变”,调节线粒体功能,调控能量代谢能力。在脂肪组织中,GPR35可以调节免疫细胞、神经系统和血管系统的功能,通过减轻炎症反应、调节血液流动等方式介导细胞间相互作用,从而影响脂肪细胞代谢。在肥胖、2型糖尿病和MASLD等代谢疾病研究中发现,GPR35与脂肪分解、能量消耗、胰岛素敏感性和炎症反应有关。然而其功能与具体作用机制仍未完全清楚以及靶向药物的选择性需优化,临床应用仍面临诸多挑战。未来,可以利用分子对接技术、深度学习模型和基因编辑技术等近一步验证GPR35的功能、验证相关药物特异性,开发出治疗代谢疾病的新型方式。

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)-干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING)信号通路作为先天免疫的重要组成部分,在抗肿瘤免疫中发挥着关键作用。cGAS通过识别细胞自身异常或外源的DNA,催化合成第二信使cGAMP,激活STING蛋白,进而通过TBK1-IRF3/NF-κB信号轴诱导I型干扰素等细胞因子分泌。这些效应可激活树突状细胞、增强自然杀伤细胞功能和T细胞应答,进而强化机体的免疫监视功能,从而抑制肿瘤进展。然而,肿瘤细胞可通过多种机制逃逸该通路的免疫监控,包括下调cGAS/STING表达,加速STING蛋白降解或抑制cGAMP合成及信号传递等,导致免疫抑制性微环境形成,促进肿瘤免疫逃逸。目前,靶向激活cGAS-STING通路的策略主要包括STING激动剂开发、递送系统优化及联合治疗,例如与PD-1/PD-L1抑制剂、与放疗或化疗等联用,以协同增强抗肿瘤免疫应答。尽管前景广阔,但该领域仍面临挑战,例如STING激动剂的全身毒性、肿瘤微环境异质性及耐药机制等。本文系统综述了cGAS-STING信号通路活化的分子机制和在肿瘤免疫中的作用、STING激动剂和递送系统的进展及存在问题,及其与免疫检查点抑制剂、放疗和化疗等联合应用潜力,提出cGAS-STING通路作为治疗靶点面临的挑战及未来可能优化方向,为开发更有效的肿瘤免疫治疗策略提供理论依据和思路。

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。

本文基于嘌呤能受体P2X配体门控离子通道7的受体(purinergic receptor P2X ligand-gated ion channel 7,P2X7R)/ NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)信号通路探讨牛膝提取物 (achyranthes bidentata extract, ABE)对大鼠膝骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的效果及机制。在动物实验中,采用“内侧副韧带横断(medial collateral ligament transection,MCLT)+部分半月板切除术(partial meniscectomy,PM)”建立大鼠KOA模型。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,H&E)染色和番红固绿染色评估膝关节软骨损伤情况,TUNEL染色评估软骨细胞凋亡情况。微型计算机断层扫描技术(micro-computed tomography,Micro-CT)评估骨损伤和KOA严重程度。在体外实验中,采用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)处理大鼠膝关节原代软骨细胞,四唑盐比色(methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide, MTT)法和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)试剂盒检测细胞活力和细胞毒性情况。酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)和免疫印迹法(Western blot,WB)检测各组炎性细胞因子和基质蛋白质水平。流式细胞术检测天冬氨酸特异性的胱天蛋白酶 1(cysteine-requiring aspartate protease 1,Caspase-1)活性。免疫荧光法检测软骨细胞内NLRP3水平。体外研究结果表明,通过ELISA检测,ABE显著降低了大鼠原代软骨细胞中LDH的释放量(P<0.01),同时炎症因子白介素-18(interleukin-18,IL-18)(P<0.01)和白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)(P<0.01)水平也明显受到抑制;此外,Western印迹分析进一步揭示,ABE处理有效抑制了软骨降解酶基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1,MMP-1)(P<0.01)和基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP-13)(P<0.001)的蛋白质表达,同时显著提升关键基质蛋白Ⅱ型胶原(collagen type Ⅱ,Collagen Ⅱ)(P<0.001)的水平,共同证实ABE通过调控炎症与基质代谢通路抑制软骨细胞焦亡和损伤的机制;体内实验进一步证实,ABE有效改善KOA大鼠软骨组织损伤(例如H&E染色显示结构破坏减轻,番红固绿染色表明基质流失减少),抑制骨赘形成及软骨细胞焦亡;分子机制上通过下调P2X7R(P<0.001)、NLRP3(P<0.001)等通路蛋白质表达延缓KOA进展。ABE通过抑制P2X7R/NLRP3信号通路抑制软骨细胞焦亡,改善软骨组织损伤,从而延缓大鼠KOA的病理进展,表明ABE可能是一种有前景的KOA治疗药物。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种源自骨髓浆细胞的血液系统恶性肿瘤。近年来,随着新药以及造血干细胞移植技术的广泛应用,MM 患者的预后得到了显著改善,但MM目前仍难以治愈且易复发耐药。对于复发/难治性多发性骨髓瘤(relapsed/refractory multiple myeloma, RRMM),亟需发掘新的治疗方法。双特异性抗体(bispecific antibodies,BsAbs)是一种新兴免疫疗法,通过同时与肿瘤细胞靶抗原和内源性效应细胞结合,形成免疫突触,促进效应细胞活化并最终诱导肿瘤细胞裂解。多项临床研究显示,BsAbs单药治疗或与其他方案联合治疗在RRMM患者中具有较为显著的疗效。本文总结了BsAbs的作用机制、疗效和安全性,并对免疫疗法的最佳排序进行探讨,以期为治疗MM提供新思路。

乳腺癌(breast cancer,BRCA)的高转移与复发率使其成为全球癌症相关死亡的主要原因之一,探索其分子机制就显得尤为重要。课题组前期研究已证明,miR-326调控EPHB3抑制BRCA细胞的进展。本研究进一步探讨LncRNA通过竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制与EPHB3竞争性结合miR-326影响BRCA进展的分子机制。通过生物信息学分析筛选出与miR-326具有潜在结合位点的LncRNA SNHG12,结果显示,SNHG12在BRCA组织中显著高表达,且与miR-326之间存在表达水平的负相关趋势,与EPHB3之间存在正相关趋势,提示其可能参与ceRNA调控网络。核质分离实验表明,SNHG12主要定位于胞质,双荧光素酶报告实验验证了其可直接结合miR-326。功能实验表明,敲低SNHG12可显著抑制BRCA细胞的增殖、侵袭与迁移;而抑制miR-326则会逆转此效应。此外,生物素标记的miRNA下拉检测结果显示,SNHG12和EPHB3在miR-326的下拉产物中显著富集,提示二者可与miR-326直接结合。Western印迹和挽救实验表明,SNHG12通过吸附miR-326解除其对EPHB3的抑制作用,进而上调EPHB3表达,促进BRCA细胞的增殖、侵袭与迁移能力。综上,本研究首次阐明LncRNA SNHG12通过ceRNA机制调控miR-326/EPHB3轴在BRCA中发挥促癌作用。提示SNHG12/miR-326/EPHB3通路可能成为BRCA分子诊断与靶向治疗的潜在新靶点。

探讨数智化技术赋能课程思政建设的新路径,以提升高校生物学专业课程教学质量,推动立德树人根本任务全面落实与“三全育人”水平持续提高。以生物学专业课程《免疫学》为实践载体,借助数智化手段进一步突出教学特色、优化课程内容、创新教学模式、开展多维评价和强化教学改进,构建“思政引领+数智赋能”双驱动框架。数智赋能《免疫学》课程思政建设取得一定成效,学生专业能力与思政素养显著提升,成绩优秀的学生占比逐年升高(2024年成绩良好及以上的学生占比达81.93%),在各类社会实践活动中的表现突出;课程辐射示范作用良好,教学成果获教育部和省级教改项目支持,并在校内推广。本研究为高等教育课程思政的数智化转型提供了实践范例,对生物学专业其他课程思政教学具有参考和借鉴作用。

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。

横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma, RMS)是儿童和青少年最常见的软组织恶性肿瘤之一,其核心病理特征是骨骼肌分化程序的阻断。本文系统梳理相关基础研究,并以“分化调控-细胞周期-信号通路”为主线总结该领域关键进展。早期分化阶段,MyoD与E蛋白形成的异二聚体联同肌特异性miR-206及部分lncRNA共同启动肌谱系基因;晚期分化阶段,肌细胞生成蛋白(myogenin)主导细胞融合与肌管成熟,其活性与稳定性受miR-1-TRPS1轴、Arp5以及IL-4/STAT6等上游因子调控。细胞周期方面,p21/p27与Rb-E2F轴通过诱导G₁期停滞为分化铺垫;一旦该轴失衡,肿瘤细胞即维持高增殖并持续阻断分化。信号通路方面,PI3K/AKT/mTOR与MAPK/ERK的异常激活叠加Notch、Hedgehog等抑制分化信号,相互串扰并形成自我维持的“增殖—去分化”环路。基于上述机制,抑制异常通路、校正表观遗传与非编码RNA失衡、重建MyoD/Myogenin功能以及利用CRISPR实施精准干预,均显示出诱导分化、抑制肿瘤进展的潜力。目前的难点是通路因果与亚型特异机制不清、预测性标志物不足,以及联合方案的治疗窗与耐药风险未厘定。后续应以单细胞/空间组学为支点,整合表观与转录后层面信息,构建可干预的分化网络,并在标志物引导下开展跨通路联合策略的分层验证,推动RMS分化治疗走向精准与转化。

肺癌对世界公共卫生安全造成严重威胁,化疗作为其治疗的主要策略面临着毒性大且易产生耐药性等挑战。抗癌肽(anticancer peptides)因广谱抗癌活性、作用迅速而不易产生耐药性等优势,具有开发成新型抗癌药物的前景。但其也面临着活性较弱、毒副作用较强等不足。肿瘤弱酸性微环境(pH 6.5~6.8)为高效低毒的抗癌肽设计提供了良好的思路。前期以狼蛛毒素Lycosin-I为模板设计了酸敏感抗菌肽pHly-1,本研究发现,pHly-1也具有酸敏感抗癌活性。进一步对pHly-1展开丙氨酸扫描分析,获得了一个酸敏感性更优的突变体pHTP-2,其在pH 6.6下对A549细胞作用的IC₅₀为15.68 μmol/L,而在pH 7.4下的IC₅₀则大于100 μmol/L。在pH 6.6下,pHTP-2可作用多种肺癌细胞系,并可以快速裂解方式诱导A549细胞死亡。在pH 7.4下,500 μmol/L的pHTP-2对红细胞(溶血率约为38%)和原代心肌细胞毒性(抑制率为49.7%,p<0.05)较弱。分析其电荷、水合粒径、形貌和二级结构表明,pHTP-2在pH 6.6下序列中的His残基发生质子化,正电荷增加(p<0.01),水合粒径减少(p<0.05),形成α-螺旋结构诱导A549细胞发生膜裂解;在pH 7.4下His残基则发生去质子化,正电荷减少,形成β-折叠结构而自聚集,限制了其对A549细胞膜的作用,表现出弱活性。综上,pHTP-2能响应肿瘤弱酸性微环境发挥选择性细胞毒活性,有效克服抗癌肽低效高毒的不足,是一个优质的抗癌药物先导分子。

《生物化学》作为与生物和化学相关理工科专业的基础课程,其教学地位显著。大连民族大学该课程团队致力于教学创新,采用成果导向(outcome-based education,OBE)理念进行教学设计,并融入思政元素,以期实现知识传授与价值引领的双重目标。团队确立了“知德能”三维教学目标,涵盖“夯实核心知识、培养道德情怀和提升创新能力”,通过“三融入五结合”的多维度混合教学方式,以“酶的分类和专一性”为案例,在应用化学专业展开多轮教学实践。教学成果输出及调查问卷显示,学生对该教学设计及其“过程性学习”评价方式高度认可,充分体现了以学生为中心的教学理念。研究表明,成果导向的教学设计结合思政元素,在《生物化学》课程中能有效促进学生知识掌握、道德成长及创新能力提升,该教学设计不仅有助于学生构建正确的世界观、人生观和价值观,还显著增强了其创新思维和实践能力。该教学设计不仅能有效提升课程的教学质量,还能为《生物化学》教学设计提供新视角和新思路,实现专业知识传授与思政教育的有机融合,具有一定的创新性和实践意义。

个性化设计开发针对特定肿瘤抗原的肿瘤疫苗,对于提升治疗精准度至关重要。肿瘤mRNA疫苗具有攻克这一难题的技术优势,它作为新兴且极具潜力的疫苗类型,近年来在抗肿瘤治疗领域引起了广泛关注。本文综述了肿瘤mRNA疫苗的设计与合成过程,包括抗原选择、RNA序列优化和环化、递送系统的构建等最新进展,并探讨了其面临的挑战和未来发展方向。

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。

微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术的工程应用受限于脲酶在极端pH下的构象动态调控机制。本研究以巴氏芽孢杆菌脲酶α亚基为对象,结合电导率试验和恒pH分子动力学模拟,系统解析pH 3~11范围内活性位点构象动态及其对催化功能的影响。结果表明,中性条件(pH 7~8)下,关键组氨酸残基(HIS139/HIS249)位移最小(＜0.5 Å),氢键寿命最长(＞8 ps),构象稳定性(均方根偏差,root mean square deviation, RMSD: 0.15~0.18 nm)和催化活性最高(电导率变化率0.03 mS/cm·min^-1,碳酸钙沉淀量3.84 g);极端pH(pH 3/11)导致活性位点构象崩塌(位移达1.8 Å),催化功能丧失。分子动力学模拟揭示,中性环境通过维持活性位点空腔体积(约120 ų)和中等构象相干性(相关系数~0.8)形成质子化依赖的协同变构网络。本研究创新性地阐明pH通过调控质子化状态介导脲酶构象动态的分子机制,为MICP技术在酸性尾矿修复和碱性土壤改良中的应用提供理论指导。

吉非替尼是第一代表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor, TKI),通过靶向突变型EGFR,在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)治疗中表现出显著疗效。然而,耐药性的出现限制了其长期临床获益。细胞分裂周期蛋白20(cell division cycle 20, CDC20)是调控细胞周期的关键蛋白质,在多种肿瘤的发生发展中发挥重要作用,但其在NSCLC耐药性获得中的调控机制尚未见报道。本研究旨在揭示CDC20驱动非小细胞肺癌吉非替尼耐药的分子机制。通过吉非替尼诱导构建耐药细胞株HCC827/GR(IC₅₀ 0.05 ± 0.01 μmol/L vs 36.24 ± 6.21 μmol/L)和PC9/GR(IC₅₀ 0.02 ± 0.01 μmol/L vs 25.36 ± 5.57 μmol/L)。通过生物信息学技术分析证实,CDC20的转录水平在肺癌样本中呈现表达水平显著上调现象,其异常表达特征与患者总生存期缩短存在明显关联。Western 印迹检测证实,耐药细胞HCC827/GR和PC9/GR中CDC20蛋白水平明显高于亲本细胞(HCC827和PC9)。为深入探究CDC20在非小细胞肺癌吉非替尼耐药中的作用机制,我们首先通过CRISPR/Cas9技术敲除CDC20,发现该干预可显著恢复耐药细胞对吉非替尼的敏感性(IC₅₀ 37.08 ± 6.15 μmol/L vs 10.49 ± 1.83 μmol/L,7.23 ± 1.55 μmol/L),并同时促进细胞凋亡和诱导G₂/M期阻滞。与之相反,过表达CDC20不仅降低敏感细胞的药物敏感性,还能显著抑制吉非替尼诱导的细胞周期阻滞和凋亡。进一步机制研究表明,CDC20敲除可抑制PI3K/Akt/mTOR通路活化,同时显著上调促凋亡蛋白质截断胱天蛋白酶3和Bax的表达,下调抗凋亡蛋白质Bcl-2的表达。这些结果证实,CDC20通过PI3K/Akt/mTOR信号通路调控非小细胞肺癌吉非替尼耐药,为克服靶向治疗耐药提供了新靶点。

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。

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。

生命的起源及其奥秘是历史悠久的科学问题之一,研究者们通常在物质和能量的层次来探索和研究生命。然而,物质、能量、信息构成了目前知识体系以及宇宙的三大基石。如何从数学和信息科学的角度来定义和阐述生命活动的本质,具有广泛而深远的意义。本文提出“生命自我信息论”来描述生命在信息层面上的一个大统一框架及数学逻辑。生命的所有活动,包括DNA复制、RNA转录、细胞信号传导、能量代谢、甚至产生认知与思维的神经元活动等,均可被视为某个变化事件;这些分子或细胞活动变化的概率分布中隐藏着该事件所产生的、内在的自信息(self-information)。这些生命自信息以三元态的形式进行表征和编码:即属于高概率分布的变化事件,其反映了分子或细胞活动的基本常态,代表低信息;而低概率分布的事件则产生高信息。这些低概率事件又根据其偏离基态的正反方向,产生正惊讶态或负惊讶态自信息。简而言之,构成生命的分子器件或细胞的任何一种活动环节,均可视为是一个“自信息单元”(self-information unit),一个生命体是由众多自信息单元通过精美的排列组合、正负反馈控制所形成的多层次“自信息联合体”(joint self-information group)。自信息联合体内的各单元间相互作用,又会生成一系列概率分布,进一步产生了许多“联合自信息流链”(the chain of joint self-information flow)。生命的活动就是通过正惊讶、负惊讶、基态的三元制(+1,-1,0)编码原理来表达、传播能被精确计算和量化的各种信息。不同的自信息联合体可分别实施生命各层次的具体功能,从细胞内合成能量的三羧酸循环到神经网络的思维链。生物进化就是自信息单元和自信息联合体的数量和复杂度增加的过程,即生命熵值降低的过程。人类的生命自信息单元最多、联合自信息链的信息内涵最丰富、意识层次的自信息总值也最高。这种基于纯数学信息原理所定义的生命本质与活动,超越了物质与能量的传统定义范畴,可被视为是生命起源的一种意识规则。而地球碳基生物只是实现生命规则的具象化途径和案例之一。生命自我信息论为设计硅基人造生命机器,或探测宇宙中潜在的高级外星生命提供了一种全新的理论思考。

泛醇-细胞色素C还原酶复合物伴侣(ubiquinol-cytochrome C reductase complex chaperone,BCS1L)主要参与线粒体复合体Ⅲ组装,与线粒体遗传病发病、前列腺癌患者疲劳等有关,然而其在结肠腺癌中的作用尚不清楚。本研究通过整合多组学分析和功能实验,系统探讨了BCS1L在结肠腺癌中的临床意义及分子机制。结果发现,BCS1L在结肠腺癌组织中表达水平显著上调(P<0.05),其高表达与患者不良预后及年龄显著相关(P<0.05)。功能富集结果显示,BCS1L与有机阴离子转运、羧酸转运、有机酸转运等相关信号通路有关。免疫细胞浸润结果显示,BCS1L高表达组中Treg细胞占比增多。突变图谱结果显示,PCLO、ABCA13、LRP1B、FAT3、HYDIN和SOX9等基因突变频率在BCS1L高表达组显著升高(均P<0.05)。实验验证结果显示,敲低BCS1L能够显著抑制结肠腺癌细胞的增殖能力、克隆形成能力及迁移能力(均P<0.05)。以上研究结果表明,BCS1L可能通过调控物质转运及调节免疫抑制性肿瘤微环境在结肠腺癌细胞生长和迁移过程中发挥关键作用。

细胞周期调节基因核糖核苷酸还原酶调节亚基M2(ribonucleotide reductase regulatory subunit M2,RRM2)在多种癌症中能够引发细胞衰老、细胞周期停滞或细胞死亡。尽管已有研究表明RRM2在癌症细胞中发挥重要作用,但关于RRM2通过索拉非尼(sorafenib,Sor)调控铁死亡的具体机制仍缺乏系统的阐述。本研究旨在探讨RRM2通过索拉非尼诱导肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)细胞发生铁死亡的作用机制。分别使用不同浓度的索拉非尼(0,10,15,20,25,30 μmol/L)干预人肝母细胞瘤细胞(HepG2)和人肝胆癌细胞(Huh7),随后通过CCK8法检测加用索拉非尼对HepG2细胞和Huh7细胞增殖抑制的影响,确定建立HepG2和Huh7细胞模型的最适浓度,实验分组PCDH组(转染空载质粒的细胞,作为过表达对照)、PCDH+sor组(转染空载质粒联用11 μmol/L索拉非尼干预细胞)、OE-RRM2组(过表达细胞中的RRM2)、OE-RRM2+sor组(转染RRM2过表达载体联用11 μmol/L索拉非尼干预细胞)、SINC组(转染空载体的细胞,作为敲低对照)、SIRRM2-1、SIRRM2-2、SIRRM2-3组(运用siRNA敲低细胞中的RRM2)。CCK-8和平板克隆实验结果表明,敲低RRM2导致细胞增殖能力降低,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);谷胱甘肽(glutathione,GSH)结果表明,敲低RRM2导致细胞GSH含量降低,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的结果表明,敲低RRM2导致细胞ROS含量升高,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)的结果表明,敲低RRM2导致细胞MMP升高,而过表达RRM2与上述结果相反(P＜0.05);qRT-PCR及Western印迹的结果表明,敲低RRM2导致谷胱甘肽过氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)和GSH合成酶(glutathione synthetase,GSS)及缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)/诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)/血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)基因表达水平降低,而RRM2过表达组与上述结果相反(P＜0.05)。免疫荧光(immunofluorescence,IF)的结果表明,敲低RRM2导致HIF-1α蛋白的表达水平降低(P＜0.05)。以上研究结果表明,肝癌细胞内的RRM2可以通过索拉非尼的影响来激活,进而抑制肝癌细胞发生铁死亡。同时,RRM2可能通过激活HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路抑制细胞铁死亡促进HCC恶性进展。

为解析机械敏感性离子通道PIEZO2在骨关节炎(osteoarthritis, OA)中的分子机制,本研究通过构建内源性过表达PIEZO2的慢病毒载体,转染永生化人原代软骨细胞后成功建立稳定高表达PIEZO2的细胞株。首先明确人原代软骨细胞PIEZO2基因座的开放阅读框序列,设计特异性sgRNA序列,基于CRISPR/Cas9-SAM(协同激活调控)系统将转录激活元件定点整合至PIEZO2启动子区。利用慢病毒载体介导的基因靶向整合技术实现PIEZO2内源性过表达。mCherry荧光示踪联合流式分选验证显示,过表达细胞株中PIEZO2蛋白呈现膜特异性定位特征(定位效率78.49%)。qPCR检测证实PIEZO2 mRNA表达水平显著上调约17倍,Western印迹分析进一步佐证其膜定位蛋白质表达量增加。与野生型对照组相比,PIEZO2过表达细胞株呈现典型OA代谢表型:Ⅱ型胶原(Collagen type II alpha 1, COL2A1)mRNA表达下调至基准水平的50%,基质金属蛋白酶13(Matrix metalloproteinase 13, MMP13)mRNA表达激增至20倍。综合上述结果显示,PIEZO2过表达细胞株与经周期性机械应力加载(10%应变,0.5 Hz,8 h/d,连续2 d)构建OA模型组的基质代谢表型变化趋势一致。因此,本研究成功建立了人源软骨细胞稳定高表达PIEZO2细胞株,该细胞模型为深入解析PIEZO2介导的机械转导信号网络及靶向药物筛选提供了可靠的研究平台。