成簇的规律间隔性短回文序列(CRISPR)基因编辑系统，因其设计简单操作方便和无种属限制，已成为一种广泛应用的基因组定点编辑工具，在复杂的基因组编辑，例如基因的人源化改造以及条件等位基因的构建中有所应用。在自然界中，CRISPR系统拥有多种类别。其中，CRISPR/Cas9系统是研究最深入、应用最成熟的一种。本文针对CRISPR/Cas9系统，分别从基因敲入/敲除片段的大小、同源臂长短、构型即递送方式等技术环节进行综述，阐述不同设计及操作条件下由CRISPR/Cas9系统介导的基因敲入/敲除的效率差异。
在过去的一个多世纪，许多肿瘤标志物被发现，其中包括多肽N-乙酰半乳糖胺基转移酶（polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase，ppGALNAc-T，简称GALNT）家族中的多个成员。GALNT家族是催化黏蛋白O-糖基化修饰的起始酶，其能够影响黏蛋白的O-糖基化，从而影响肿瘤细胞的发生、预后、增殖与迁移等。GALNT14是该家族中最新发现的成员之一，近年的研究发现，GALNT14在多种肿瘤中表达异常，并与肿瘤细胞的发生、侵袭、转移和凋亡等有关。本文主要对GALNT14蛋白的结构特点及其在肿瘤中的作用进行综述，为进一步研究GALNT14与肿瘤发病机制的关系以及作为潜在的药物靶点提供参考。
化疗药物耐药逐渐成为肿瘤治疗的主要障碍。肿瘤耐药的发生机制主要包括药物的外排增加、DNA修复增强、凋亡受抑、上皮间质转化以及肿瘤干细胞的存在。因此，迫切需要寻找新的生物标志物，通过逆转肿瘤的耐药性，从而增加化疗药物的疗效，以提高患者的总体生存率。钠氢交换蛋白 (sodiumhydrogen exchanger 1, NHE1) 在调控肿瘤细胞的增殖、凋亡和耐药中发挥重要作用，被认为是肿瘤治疗中调控耐药性的潜在靶标。本文简要介绍钠氢交换蛋白的结构和主要功能，重点阐述钠氢交换蛋白对肿瘤耐药的影响和调控机制，以及在肿瘤的发展、转移中的作用的研究进展。
结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤。对术后患者以及无法采用手术治疗的患者，临床多采用化疗、放疗等综合性治疗方法。随着大量化疗药物在临床的广泛使用，结肠癌多药耐药性成为化疗失败的最主要原因。研究表明，P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）作为ATP结合盒（ABC）转运蛋白超家族成员之一，与多种肿瘤的多药耐药相关，其介导的多药耐药已经成为目前研究的热点。本文旨在通过对P-糖蛋白的结构、耐药机制以及逆转P糖蛋白介导的结肠癌多药耐药新发现进行阐述，引导读者对 P-糖蛋白在结肠癌多药耐药中的作用有更深入的了解。
蛋白质相互作用参与细胞的多项生理活动，是生命科学研究的一个重要领域。化学发光，特别是基于生物酶的化学发光即生物发光，提供了极灵敏的检测信号，因而在实际应用中具有诸多优势。荧光素酶如萤火虫荧光素酶、细菌荧光素酶、海肾荧光素酶，以及近年来出现的几种低分子量荧光素酶，具有不同的酶催化特性及理化特征。它们应用于蛋白质片段互补与共振能量转移技术等各种生化检测方法，为观察蛋白质相互作用提供了更安全便捷的手段，拓宽了蛋白质相互作用检测技术的适用范围。本文综述了常用荧光素酶的特征和它们在各种蛋白质相互作用检测方法中使用的原理、策略及其适用性。
环状RNA（circular RNA, circRNA）是由真核生物中的前体mRNA反向剪接产生的环状内源性RNA分子，分布广泛、结构稳定、序列高度保守，具有细胞和组织特异性。circRNA以多种方式参与调控生物学过程以及疾病的发生发展。目前发现的功能模式包含竞争性内源性RNA作用、与蛋白质互作、翻译成蛋白质以及顺式调控亲本基因的转录等。随着circRNA的基本信息、功能分析和与人类疾病的关系等研究内容不断更新增加，急需对海量的信息进行整合分析，以及对相应细胞或组织来源的circRNA进行分类。本文从基本信息整合及分析、相关功能分析和与人类疾病的相关性等方面，对目前常用的circRNA 数据库进行综述，以期为circRNA研究提供参考。
东亚钳蝎氯离子通道毒素（Buthus martensii Karshch chlorion channel toxin, BmK CT）是一类短链神经毒素，在体内和体外均能有效抑制神经胶质瘤细胞侵袭和增殖。然而，BmK CT抑制胶质瘤细胞增殖活性的机制尚不清楚。本研究采用代谢组学的方法探索BmK CT抑制人脑神经胶质瘤细胞增殖的分子机制。首先，通过蛋白质表达纯化获得带有谷胱甘肽S转移酶（glutathione S-transferase, GST）标签的BmK CT蛋白和GST蛋白。利用圆二色谱检测两种蛋白质均具有α-螺旋二级结构，并且融合蛋白质GST-BmK-CT热稳定性较好。通过噻唑蓝（methylthiazolyldiphenyltetrazolium bromide, MTT）法检测GST- BmK CT对神经胶质瘤细胞（U251和A172）增殖的影响。结果显示，与GST处理组相比，1 μmol/L GST-BmK CT处理组对U251细胞的抑制率更明显（U251细胞19 ± 1.1 vs. 2.25 ± 0.95, P< 0.001, 48 h; A172细胞12 ± 1.4 vs. 2.25 ± 1.25, P< 0.001, 48 h）。利用气相色谱-质谱联用仪（gas chromatographymass spectrometry, GC-MS）分析鉴定出细胞内的63种代谢物，通过通路分析和聚类分析证实，GST-BmK CT处理影响神经胶质瘤细胞的有氧糖酵解。根据峰面积统计数据显示，GST-BmK CT处理降低胞内丙酮酸的含量。GST-BmK-CT处理组相比GST组，明显下调胞外培养基的乳酸分泌（16.33 ± 3.78 vs. 35.6 ± 2.31, P< 0.001, 48 h），葡萄糖消耗（2.04 ± 0.09 vs. 2.64 ± 0.04, P< 0.05, 48 h）和胞内腺苷三磷酸（ATP）含量（633.79 ± 0.001 vs. 5392.71 ± 266.67, P< 0.05, 48 h）。结果表明，GST-BmK CT通过下调胶质瘤细胞有氧糖酵解水平降低ATP的生成。实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹结果显示，GST- BmK-CT降低U251细胞丙酮酸激酶（pyruvate kinase M2, PKM2）在转录水平和翻译水平的表达，进一步发现GST-BmK CT通过下调低氧诱导因子（hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α）降低PKM2在转录水平的表达。以上结果表明，BmK CT通过下调HIF-1α的表达，降低PKM2介导的有氧糖酵解从而抑制神经胶质瘤细胞的增殖活性。
基质重塑相关7（matrix remodeling associated 7，MXRA7）基因于2002年被命名，但无论在人类或其他动物体系，该基因或其蛋白质产物的功能均未知。直至我们最近的研究表明，该基因可能参与眼睛发育或肝损伤及修复。在本研究中，应用酵母双杂交策略，用小鼠MXRA7诱饵载体对小鼠肝cDNA文库进行筛选，发现23种蛋白质（MUP1, Cpt1a, Mat1a, aldh1l1, Cytb, H2-K1, Psmb1, marc2, Atp5j2, Sec24D, Trf, Rdh7, Apoe, Glud1, Gmfb, Alb, Hdlbp, Pzp, Etnk2, Nrn1, Serpina1a, Apoa2, GNMT）可能直接或间接地与MXRA7蛋白发生相互作用。其中，主要尿蛋白1（major urinary protein，MUP1）或其同家族蛋白质占所有候选克隆的1/6，提示其很可能是小鼠肝内与MXRA7蛋白有较强相互作用的蛋白质。通过基因重组在Hepa 1-6肝癌细胞系中同时过表达MXRA7和MUP1蛋白，荧光染色证明这两种蛋白质在细胞内共定位，应用抗MXRA7或MUP1的抗体进行Pull-down检测，则证明二者共同存在于细胞裂解液中。另外，重组MXRA7蛋白和MUP1蛋白在无任何其他蛋白质的缓冲液体系中直接形成复合体。因此，至少在小鼠肝组织体系中，MXRA7蛋白可能通过与MUP1等蛋白质的相互作用而发挥作用。
硫化氢（hydrogen sulfide, H2S）是继一氧化氮（nitric oxide, NO）与一氧化碳（carbon oxide, CO）之后的第3种气体信号分子，在动植物中均发挥着重要的生理功能。生物钟是生物体的内在计时器，对动植物适应环境和生长发育至关重要。鉴于H2S与生物钟调控的生理过程有较大的相关性，本文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料，对二者之间的关系进行了探索。结果发现，外源NaHS（H2S供体）处理能够上调生物钟相关基因CCA1（circadian clock associated 1）和PRR9（pseudoresponse regulator 9）的表达，而且在H2S生成关键酶编码基因缺失的双突变体lcd/des1中，CCA1与PRR9的峰值表达时间明显滞后。CBFs（c-repeat bindi-g factors）是受CCA1调控的冷胁迫响应基因，其表达也受H2S的调控。lcd/des1中CBF1和CBF3的峰值表达时间延迟，同时在lcd/des1中CBF1、CBF2和CBF3都下调表达。lcd/des1幼苗对冷胁迫表现出更高的敏感性。本文也对拟南芥内源H2S生成关键酶L-半胱氨酸脱硫基酶（L-cysteine desulfhydrase, LCD）与脱硫基酶1（desulfhydrase 1, DES1）编码基因的转录水平节律性进行了初步的探索。LCD的表达在1 d内未见明显的变化，而DES1的表达有明显的节律性，在早上8:00达到峰值。综上所述，H2S能够通过调节CCA1与PRR9基因的表达调控生物钟，进而影响下游靶标CBFs基因的表达以增加拟南芥对冷胁迫的耐受性。
C3H1型的锌指蛋白36 (zinc finger protein 36，C3H type-like 1，ZFP36L1)是一种高度保守且具有CCCH型RNA结合结构域的蛋白质。近年来，ZFP36L1在多种肿瘤中的作用被报道，但是在舌癌中的表达型和作用机制尚不清楚。Western印记结合荧光定量PCR检测发现，ZFP36L1在舌癌细胞中的表达明显低于人永生化表皮细胞Hacat。在相对低表达ZFP36L1的舌癌细胞SCC15和SCC25中，稳定过表达ZFP36L1，细胞计数实验发现，SCC15细胞的数目由（4.768±0.09225）×103个降低到（3.089±0.09745）×103个，SCC25细胞的数目由（6.274±0.01311）×103个降低到（4.037±0.01173）×103个；平板克隆实验提示，SCC15和SCC25细胞克隆数目是对照组的0.67倍，0.68倍，0.7倍和0.59倍，0.57倍，0.59倍；过表达ZFP36L1组G1 期的SCC15和SCC25细胞分别由61.82±0.8933%增加到88.72%±0.8378，由56.31%±1.029增加到71.7%±0.9303；而S期的细胞由25.21%±0.9865减少到11.31%±0.6567，由28.58%±0.8182减少到18.61%±0.6798。过表达ZFP36L1能明显下调SCC15和SCC25细胞中细胞周期蛋白D1(cyclinD1)的蛋白质水平。过表达ZFP36L1组的SCC15和SCC25细胞中，细胞周期蛋白D1 mRNA的表达量分别是对照组的0.217倍和0.175倍。在舌癌细胞中，上调细胞周期蛋白D1的表达水平可消除由过表达ZFP36L1引起的细胞增殖能力降低。总之，ZFP36L1在舌癌中呈低表达；可通过下调细胞周期蛋白D1的表达，抑制舌癌细胞增殖。
蛇床子素是从伞形科植物蛇床中提取的一类具有生物活性的化合物。研究显示，蛇床子素对多种肿瘤细胞具有抑制作用，然而尚未有研究揭示其对胃癌N87细胞的抗肿瘤活性。本文研究了蛇床子素在体外和荷瘤小鼠体内对胃癌N87细胞的抗肿瘤效应，并进一步利用流式细胞术、TUNEL试验及Western 印迹检测分析其对细胞周期及细胞凋亡的影响，以探索其作用机制。研究结果表明，蛇床子素有效地抑制了体外培养的N87细胞生长，并呈浓度依赖效应。本文还建立了N87的荷瘤小鼠模型。结果显示，无论是在低剂量(50 mg/kg)或高剂量(100 mg/kg)情况下，蛇床子素均显示了有效的肿瘤生长抑制效果。流式细胞术及Western印迹的结果表明，蛇床子素诱导N87细胞阻滞在G2/M期。通过流式细胞术、TUNEL测试及Western印迹结果证明，蛇床子素通过激活胱天蛋白酶-3依赖的凋亡通路，最终导致了N87细胞凋亡的发生。综上所述，本研究显示，蛇床子素在胃癌N87细胞中通过促进细胞凋亡而发挥其抗肿瘤活性，这将为其应用于胃癌的临床治疗提供理论参考。
化学方法合成是新药研发的一种重要途径。结合抗肿瘤药物的作用机制以及蒽醌类衍生物的构效关系，设计合成了一类新的蒽醌类衍生物 1-硝基-2-酰基蒽醌-缬氨酸（简称 C3），发现其具有很好的抗肿瘤活性。为了确定蒽醌类衍生物C3对结肠癌 HCT116 和 HT29 细胞的作用及其分子机制，首先通过 MTT 比色法检测C3 对结肠癌 HCT116 和 HT29 细胞活性的影响。结果显示，C3 对这两种结肠癌细胞具有明显的抑制作用，呈时间和剂量依赖性。60 μg/mL 的 C3 处理 HCT116 和 HT29 细胞48 h，细胞活性分别是 50.67 % 和 59.77 %，达到了半抑制浓度；同时，其细胞形态和细胞核发生明显变化。进一步采用Western印迹和 qRT-PCR 技术，检测C3 对 DNA切除修复交叉互补1（excision repair ross-complementation group 1，ERCC1）转录水平和蛋白质水平表达及其稳定性的影响。结果表明，C3降低了 ERCC1 转录水平和蛋白质水平的表达，并且减弱了 ERCC1 转录水平和蛋白质水平的稳定性。最后，用 U0126（MEK1/2 抑制剂）和C3 联合作用结肠癌 HCT116 和 HT29 细胞，通过Western印迹检测 ERCC1 蛋白质水平的表达。结果表明，C3 通过降低 p-ERK1/2 的蛋白质水平的表达，从而抑制 ERCC1 的表达。上述结果证明，C3 通过细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK1/2)信号通路，降低了 ERCC1 转录水平和蛋白质水平的稳定性，使 ERCC1 转录水平和蛋白质水平表达发生下调，进而抑制结肠癌 HCT116 和 HT29 细胞的活性。
非人源性唾液酸N-羟乙酰神经氨酸(N-glycolylneuraminic acid, Neu5Gc)是红肉中潜在的致癌性因子。唾液酸转移酶是涉及转运其前体物质的关键酶之一。大鼠用不同浓度的山奈酚(kaempferol，KA)和槲皮素（quercetin，Qu）灌胃，并模拟宰前对 Neu5Gc合成影响的结果表明，不同浓度的KA、Qu对大鼠体内肌肉组织、肝和肾中Neu5Gc的含量均有一定的影响，最大抑制率分别为36.44%±0.11%和33.37%±0.08%。为探究其抑制机制，采用唾液酸转移酶（sialyltransferase,ST）与KA、Qu进行分子对接和分子动力学模拟分析。分子对接复合物二维相互作用图表明：KA和Qu能有效占据ST特异性抑制剂5′-胞苷单磷酸的活性位点氨基酸残基；对最佳复合物进行200 ns的动力学模拟结果显示，ST和KA产生稳定氢键作用的氨基酸残基主要是His301和Gly298，与Qu产生氢键作用的氨基酸残基主要是Gly293、Glu324、Thr272和Ser276。结合自由能分析表明，范德华力、静电吸引作用对抑制过程具有重要作用。本研究为合成和筛选高效ST抑制剂提供了一定实验依据。
2018年度，共有386位专家为《中国生物化学与分子生物学报》审稿，他们的辛勤劳动保证了学报的学术质量，他们提出的中肯意见帮助了作者提高科研水平和论文写作质量。在此，编辑部谨向所有的审稿专家致以最诚挚的感谢！以下为审稿专家姓名，其中审稿3篇以上的专家被评为优秀审稿专家。
(专家名单详见pdf文件）
《中国生物化学与分子生物学报》编辑部 2019 年1月
