中国生物化学与分子生物学报

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杨鑫宇,王大勇,高旭

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1265-1272. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1261

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基因治疗作为一种新的疾病治疗手段，为传统医药无法治愈的疾病的治疗带来了新的希望。它主要通过使用载体等其他递送系统将外源基因导入体细胞内，或使用基因编辑技术直接实现基因的碱基替换、敲入或敲除，或将某一组织器官的细胞在体外经基因编辑技术修饰或改造后重新回输至体内，以修复受损基因，纠正基因功能，最终达到治疗疾病的目的。目前，基因编辑技术与细胞治疗相结合的基因治疗方法已在多种疾病中实现了临床实验，例如血友病、镰刀细胞贫血、免疫系统缺陷疾病等，且随着基因编辑技术以及干细胞技术的出现, 基因治疗有了新的革新和突破，但两者相结合潜在的弊端也同样制约着基因治疗的发展，比如脱靶效率、载体的导入效率、PAM(protospacer adjacent motif)序列的制约和对P53基因的影响等。随着技术的进一步革新和发展，基因治疗的方法、技术以及理论逐渐完善，未来基因治疗将有可能为更多遗传性疾病甚至复杂性疾病的治疗提供新思路。本文就基因治疗的方法和发展前景进行了概述，以期为基因治疗未来研究工作的开展提供参考。

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纳米材料在细胞能量代谢中的作用及应用

石炜业,王英泽,付育

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1273-1280. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.06.1202

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随着纳米技术的迅速发展，基于纳米材料的研究与应用已经渗透到工农业、生物医药等各个领域。当纳米材料进入细胞时，会不可避免地与细胞器或蛋白质等发生相互作用，从而激发多种生物学效应，例如参与调控细胞的能量代谢。正常细胞主要通过糖的有氧氧化获取能量，而恶性增殖的肿瘤细胞即使在有氧条件下，也倾向于将葡萄糖通过糖酵解过程转化为乳酸。细胞能量代谢紊乱已经成为恶性疾病尤其是肿瘤发生的重要导火索。由于纳米材料自身独特的物理化学性质，它们进入细胞后可能会促进细胞能量代谢模式的转变，从而发挥抗肿瘤作用。此外，纳米材料对能量代谢的影响与它们潜在的细胞毒性也有一定相关性。通过能量代谢指标的检测可以评估纳米材料的毒性效应。本文将重点介绍纳米材料的细胞摄取方式、胞内去向及其在细胞能量代谢中的作用与应用，为深入开展纳米材料的肿瘤靶向治疗提供思路。

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硫化氢在糖尿病血管内皮细胞功能障碍中的作用及机制

常贵全,武韧,李鸿珠

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1281-1287. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1199

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糖尿病的患病率逐年增加，给病人带来巨大的痛苦和经济负担。糖尿病的主要危害在于其并发症，尤其是心血管并发症，是导致死亡的主要原因。内皮细胞功能障碍是发生糖尿病血管并发症的重要因素之一。硫化氢（hydrogen sulfide, H₂S）是继一氧化氮（nitric oxide, NO）和一氧化碳（carbon monoxide, CO）之后的第3种气体信号分子，发挥重要的生理与病理生理学效应。目前研究发现，H₂S在糖尿病及糖尿病并发症中发挥着重要的保护作用，这已成为国内外研究的热点。H₂S的生物利用障碍被认为是内皮细胞炎症及其相关的内皮功能障碍的新机制。H₂S通过抑制内皮依赖性舒张反应受损、炎症反应、氧化应激、细胞凋亡、细胞自噬等减轻糖尿病血管内皮细胞功能障碍。本篇综述就H₂S在糖尿病血管内皮细胞功能障碍中的作用及机制研究进展进行阐述。

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成人谵妄相关生物标志物及其临床应用价值

郑清如,卫婉蕊,戈晓华

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1288-1294. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1197

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谵妄是一种多因素多途径引起的临床综合征，主要表现为意识、注意力、认知与感知改变。成年病人中谵妄发生率高，且可导致院内病死率增加、术后并发症发生率增加、住院时间延长、再入院率增加、医疗费用增加等多种不良结局，严重影响病人愈后。谵妄生物标志物研究与临床应用对早期预防、诊断及干预的实施和效果评价有重要意义。国外已有较多研究探讨成人领域多种生物标志物与谵妄发生率及严重程度的相关性。然而，国内该方面研究较少。故本文就成人谵妄生物标志物的研究展开综述，总结了包括谵妄的神经内分泌标志物、神经递质类标志物、炎性反应标志物、个体易感性标志物及神经损伤标志物在内的十余种成人谵妄生物标志物的来源、性质及其临床应用价值。研究发现，成人谵妄相关生物标志物种类繁多，然而包括5-羟色胺及相关氨基酸等在内的部分标志物与谵妄的相关性，各研究结论尚不一致；中性粒细胞/淋巴细胞比值等白细胞指标有良好的临床应用前景，但由于目前相关研究较少，其与谵妄的相关性亟待更多大样本研究加以明确；而C反应蛋白、褪黑素及S-100β水平则可作为成人谵妄的敏感生物标志物。本文一方面为谵妄生物标志物的临床应用提供一定的理论依据，另一方面也为谵妄生物标志物的进一步研究探索提供新思路。

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鲍曼不动杆菌外排泵介导多药耐药性

袁茂冉,葛宏华,马金鸣

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1295-1302. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1207

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鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）是医院最常涉及的机会致病菌，主要引起肺炎、继发性脑膜炎、软组织以及血液感染等病症。随着全球广谱抗菌药物的广泛应用，该细菌极易对各种消毒剂和抗生素药物产生耐药性。因此，多药耐药（multidrug resistance，MDR）菌株不断增加，使得发病率和死亡率显著提高。引起鲍曼不动杆菌多药耐药性的重要原因之一是外排泵的存在，其介导多种化合物的外排，赋予菌株对消毒剂和抗生素药物的抗性。此外，还在细菌的运动及毒性相关方面发挥重要作用。本综述将主要讨论鲍曼不动杆菌的外排泵以及其对多药耐药性的影响，简要介绍6个外排泵家族：蛋白细菌抗菌化合物外排家族（proteobacterial antimicrobial compound efflux family，PACE）、耐药结节性细胞分化家族（resistance nodulation cell division family，RND）、小多重耐药家族（small multidrug resistance family，SMR）、主要协助转运蛋白超家族（major facilitator superfamily，MFS）、多药和毒性化合物外排家族（multidrug and toxic compound extrusion family，MATE）和ATP结合盒家族（ATP binding cassette family，ABC）的外排多种抗生素药物和消毒剂功能。其中，对最新发现的PACE家族和最常见的RND家族的表达调控机制及其外排作用进行重点阐述。此外，还简要介绍外排泵相关抑制剂的研究进展，为临床治疗鲍曼不动杆菌感染提供一些新思路。

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m6A RNA甲基化在骨骼疾病中的作用

黎琮南,李毅成,杨渊

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1303-1311. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.08.1268

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N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine, m6A）是真核生物中最常见的一种动态可逆的转录后修饰，参与m6A调节的酶主要包括m6A甲基转移酶（methyltransferase）、去甲基化酶（demethylase）、m6A结合蛋白（m6A-binding proteins）。m6A及相关的酶参与真核生物信使RNA（messenger RNA, mRNA）的翻译、降解、剪接和输出等，从而广泛影响哺乳动物的发育、细胞分化、免疫、代谢及肿瘤等生命过程。目前，m6A甲基化在骨骼疾病中的研究较少。本文总结了骨质疏松的疾病发生及发展过程中，以METTL3为代表的m6A甲基转移酶和以FTO为代表的去甲基化酶在骨髓间充质干细胞、成骨细胞及破骨细胞中的作用及机制。整理了文献报道中诸如丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）等多个不同的炎症信号通路中，METTL3、YTHDF2等介导的m6A修饰在炎症反应中的作用，及其对骨关节炎与类风湿关节炎疾病进展的影响。另外，还对骨肉瘤的增殖和侵袭过程中， m6A甲基化修饰对淋巴增强子结合因子1（lymphoid enhancer-binding factor 1，LEF1）、分化相关基因1（differentiation-related gene-1，DRG1）等细胞因子和基因的调节机制进行综述。旨在为多种骨骼疾病的病理机制研究提供新的见解，并随之对疾病的早期诊断、临床治疗、预后判断等提供理论参考。

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MRS2578 通过P2Y6-ROCK-MILC信号通路抑制海马CA3区域小胶质细胞吞噬作用并加重小鼠癫痫发作

沈晓华,胡泊,唐洁,徐龙,朱佳

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1312-1320. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.10.1393

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许多研究表明，癫痫过程中P2Y6受体表达增加。MRS2578作为P2Y6受体的不可逆抑制剂，其在癫痫中作用尚不明确。本研究旨在阐明MRS2578在癫痫中的作用及其潜在的分子机制。研究发现，小鼠脑室注射海人酸诱导癫痫模型，同时注射MRS2578能加重癫痫发作，此作用呈现浓度依赖效应；MRS2578增加海马CA3区域神经元丢失（FJB+神经元由71.67±8.88增加至98.45±9.97个/视野）；同时抑制小胶质细胞的激活以及转变为阿米巴样细胞（小胶质细胞密度由66.18±5.86下降至55.22±10.85个/视野），小胶质细胞CD68表达也相应降低；共聚焦显微镜检测发现，MRS2578处理后，CA3区域小胶质细胞吞噬细胞所形成的“吞噬杯”结构减少；Western 印迹检测证实，MRS2578抑制小胶质细胞P2Y6、Rho相关激酶（ROCK）、p-MLC-Ser19的分子表达。上述结果提示，MRS2578加重海人酸诱导的癫痫发作，伴随小胶质细胞激活的抑制和细胞吞噬功能下调，此过程依赖P2Y6-ROCK-MLC信号途径。

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厚壳贻贝肌肽含量测定及肌肽代谢相关酶的表达分析

潘晨,王春月,范美华,张晓林,严小军,廖智

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1321-1332. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1176

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组氨酸二肽是以β-丙氨酸为前体的生物转化产物，在生物体内广泛存在，发挥着重要的生理功能，并在医药及食品领域具有重要应用价值。厚壳贻贝是我国重要的经济贝类，但厚壳贻贝体内的组氨酸二肽含量及肌肽代谢相关酶在β-丙氨酸补充前后的动态变化尚不明确。本研究测定了厚壳贻贝组氨酸二肽含量及其代谢相关基因的表达。邻苯二甲醛法结合氨基酸组成分析法测定结果表明，厚壳贻贝体内各组织均含有组氨酸二肽。其含量在4～10 μg/g干组织。其中，鹅肌肽含量较高；β-丙氨酸补充后，厚壳贻贝中各组织的组氨酸二肽含量在后闭壳肌和外套膜中上升约1.5倍。其中，鹅肌肽含量上升明显；荧光实时定量PCR结果发现，肌肽合成酶和肌肽酶在厚壳贻贝各组织均有表达，其表达量在β-丙氨酸补充后明显上调。进一步的酶活力测试结果表明，β-丙氨酸补充120 min后，肌肽合成酶和肌肽酶的酶活明显上调（P<0.01）。上述研究结果对深入了解组氨酸二肽在贻贝体内的生理学功能及其代谢过程具有重要意义，也为水产养殖业中利用β-丙氨酸补充作为提升养殖效率和养殖品种营养价值的手段提供了科学依据。

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基于生物信息学数据库分析IER2在肿瘤中高表达及作用机制

李雪霞邹焱堂李炫坤薛文佳彭仲特朱慧李云周飞

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1333-1345.

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人即刻早期反应基因2（immediate early response 2，IER2）可能参与肿瘤的发生发展，但它在此过程中的作用及表达调控的机制仍不清楚。本研究通过在线数据库GEPIA2与Kaplan-Meier Plotter分析发现：TNF和IER2基因在食管癌组织和宫颈癌组织中高表达。而且IER2基因高表达的食管癌病人的预后显著较差。通过UCSC基因组数据库分析发现，在宫颈癌细胞和淋巴细胞内，TNFα（由TNF基因编码）诱导激活NF-κB结合IER2基因区。qRT-PCR检测证明，在食管癌和宫颈癌等细胞内，TNFα诱导NF-κB在转录水平上调IER2基因的表达。本文据此提出，TNFα诱导NF-κB上调IER2基因的表达可能是其在食管癌和宫颈癌等肿瘤中高表达的调控机制。本研究还通过在线数据库GeneMANIA和String分析发现11个与IER2具有关联性的基因。通过在线数据库Oncomine分析发现了88个基因在食管癌细胞内与IER2基因共表达。其中，包含7个与IER2具有关联性的基因ATF3、DUSP1、EGR1、EGR2、FOSB、JUN、NR4A1。本研究通过Oncomine数据库分析证明，在前列腺癌组织细胞内，这7个基因也与IER2共表达。并通过qRT-PCR检测验证这7个基因在食管癌细胞内与IER2基因共表达。GO注释表明，IER2可能通过与ATF3、EGR1、JUN相互作用，协同参与细胞增殖等生物学过程。CCK8检测证明，IER2基因过表达促进食管癌细胞生长增殖。总之，本研究初步揭示了IER2在食管癌和宫颈癌中高表达的调控机制及其作用，为深入研究该基因功能提供了线索。

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C7ORF41在非酒精性脂肪肝中甲基化功能研究

宋伊伶,李盛蓝,何春梅,闫凤娟

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1346-1352. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1328

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非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）是众多代谢性疾病的共同病理基础，其发病机制尚未完全阐明，且临床上缺乏有效的治疗方法。大量研究表明，DNA甲基化在调控NAFLD相关代谢性疾病的发病机制中发挥重要作用。前期研究发现，C7ORF41参与非酒精性脂肪肝的发生，然而其作用机制需进一步探究。本研究采用棕榈酸（palmitate acid, PA）诱导的L02、HepG2细胞作为脂肪肝研究模型，探究C7ORF41基因启动子区DNA甲基化在脂肪肝中的作用。结果显示，C7ORF41在PA诱导的脂肪肝中表达明显降低(P<0.01)，并且其启动子区CpG岛甲基化水平显著升高(P<0.01)。此外，DNA甲基转移酶抑制剂5-AzadC能够逆转PA诱导的C7ORF41低表达及脂质积累。进一步的研究发现，脂肪肝中DNMT3a表达增多，用siRNA将其敲低后能够逆转C7ORF41的低表达，表明脂肪肝发生过程中，DNMT3a介导C7ORF41启动子区甲基化是导致其表达降低的原因之一。

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SIRT1调节突触蛋白Synapsin 1表达和神经元树突生长

顾群,黄琴,徐子淇,吴凡,尹晓敏,张旭,钱慰

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1353-1358. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1224

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阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）早期就出现突触功能紊乱。沉默调节蛋白1（silent information regulator 1，SIRT1）是与AD相关的重要去乙酰化酶。本研究探讨了SIRT1对突触蛋白1（synapsin 1）表达和对神经元树突生长的影响。Western印迹检测结果显示，SIRT1显著抑制小鼠神经瘤母细胞系N2a细胞和海马神经元细胞内突触蛋白1的蛋白质表达（P<0.01）。而自噬溶酶体降解途径抑制剂（3-Methyladenine，3-MA）处理可使突触蛋白 1的蛋白质表达水平显著上升(P<0.01)，说明其抑制作用可能与突触蛋白1的自噬溶酶体途径降解有关。利用免疫荧光检测SIRT1活化剂白藜芦醇 (resveratrol，RSV) 对神经元树突生长的影响，发现RSV可促进海马神经元树突生长，并抑制其分支生成。SIRT1+/-杂合子小鼠脑内突触蛋白1的蛋白质表达较之正常组显著增高（P<0.05），树突棘密度显著增加（P<0.05）。综上所述，SIRT1可抑制突触蛋白1表达并且调节神经元树突的生长。

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黄芪总皂苷联合顺铂对H22荷瘤小鼠STAT3介导的炎症信号通路的抑制作用

颜春鲁,骆亚莉,安方玉,刘雪松,刘永琦,汪永锋,贺娟娟,潘婷,赵崇博

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1359-1366. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1200

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本研究前期证实, 黄芪总皂苷通过增强机体的免疫力发挥抑制H22 荷瘤小鼠肿瘤生长的作用, 但其具体的抗瘤分子机制尚不明确, 并且与治肝癌的化疗药物顺铂是否具有协同作用, 目前尚未见报道。为探讨黄芪总皂苷联合顺铂对H22荷瘤小鼠的抗瘤机制, 本研究以小鼠肝癌H22移植瘤模型为研究对象,随机分为模型组、黄芪总皂苷治疗组、顺铂治疗组、黄芪总皂苷联合顺铂治疗组, 另设空白对照组, 每组10只。各组小鼠接瘤24 h后，给予相应药物干预。干预10 d后，采用HE染色、ELISA法、免疫组化染色，对H22荷瘤小鼠的肿瘤组织病理形态、细胞因子及凋亡蛋白质等指标进行检测。结果显示, 模型组小鼠可见肿瘤细胞生长密集, 细胞出现明显的异型性和病理性核分裂像, 其血清IL-6含量明显升高（P<0.01）；各治疗组肿瘤细胞出现大片凝固性坏死, 各治疗组瘤体质量均明显降低（P<0.05或P<0.01）, 黄芪总皂苷联合顺铂组的抑瘤率高于单用黄芪总皂苷组和顺铂组的抑瘤率（P<0.05）, 联合用药疗效具有相加效应；各治疗组小鼠血清IL-6含量明显降低, 其肿瘤组织STAT3和存活蛋白素 (survivin)的蛋白的表达水平明显下降，胱天蛋白酶-3 (caspase-3)蛋白的表达水平明显升高（P<0.05或P<0.01）, 以LH组作用最为明显。以上结果表明, 黄芪总皂苷联合顺铂对H22荷瘤小鼠的抑瘤机制可能与抑制 STAT3信号通路中IL-6的含量，以及存活蛋白素Survivin蛋白的表达水平和上调，胱天蛋白酶-3 caspase-3蛋白的表达水平有关。其结果阐释了黄芪总皂苷联合顺铂可能的抗瘤机制, 为开发安全、有效的抗肿瘤药物提供实验依据。

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一种基于量子点免疫层析技术的轮状病毒检测方法

伍钢,张玉雪,韦佳塔,刘琪琦,陈海兰

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1367-1373. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1341

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轮状病毒感染主要引起婴幼儿腹泻和胃肠炎，每年可导致数百万人住院治疗，对轮状病毒的快速测定是及时制定针对性治疗方案的关键，但现有检测技术存在或操作繁琐、耗时长，或灵敏度低、无法定量的问题。本研究将羧基化量子点微球与轮状病毒标记抗体Ab2偶联制备荧光标签，并喷涂在结合垫上，以轮状病毒捕获抗体Ab1和羊抗鼠IgG包被硝酸纤维素膜（nitrocellulose membrane, NC膜）分别作为检测线和质控线，将样品垫、结合垫、NC膜和吸水纸组装到PVC底板上，并切割成3 mm宽的试纸条。采用轮状病毒抗原检测国家参考品和临床样本，对所制备试纸条的特异性、灵敏度、稳定性和有效性进行考察。试纸条最低检测限为86.46 pg/mL，与柯萨奇病毒A16型、肠道腺病毒71型、大肠杆菌、副伤寒甲型沙门氏菌、副伤寒乙型沙门氏菌、副伤寒丙型沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌及金黄色葡萄球菌均无交叉反应，常温保存2个月未造成其灵敏度和特异性下降，检测临床样本的结果与商品化胶体金试纸条方法符合率为100%。本研究所建立的量子点免疫层析方法灵敏度高、特异性强、操作方便、结合便携式荧光检测设备可实现定量分析，可用于粪便等样本中轮状病毒的快速和定量检测。

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CSTB基因启动子区十二核苷酸重复序列d[CGCGGGGCGGGG]n形成串联G-四链体的研究

李馨妍,刘亚泠,于凯男,崔晓杰

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1374-1380. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1282

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DNA串联重复序列扩展是引起多种神经性疾病的一个重要因素。对重复序列形成的高级结构研究可为相关疾病的发病机制和治疗策略提供重要的理论基础。位于半胱氨酸蛋白酶抑制剂B（cystatin B, CSTB）基因启动子区的一段十二核苷酸重复序列d［CGCGGGGCGGGG］n的扩展是导致其表达异常，进而引起神经退行性疾病进行性肌阵挛癫痫（progressive myoclonus epilepsy，EPM1）的主要原因。但对其可能机制及高级结构的研究尚未见报道。本研究采用圆二色光谱法（circular dichroism spectroscopy, CD）和核磁共振波谱法（nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR），对含有多个重复单元的d［CGCGGGGCGGGG］n（n=2,4）形成的高级结构进行了解析。结果发现，含有2个重复单元的d［CGCGGGGCGGGG］2序列，可在1价阳离子K+诱导下，形成稳定的平行链G四链体结构。而含4个重复单元的d［CGCGGGGCGGGG］4序列，可在分子内形成串联G四链体堆叠排列。说明含多个重复单元的十二核苷酸重复序列，可形成分子内串联堆叠G四链体高级结构。这些结果为十二核苷酸重复序列扩展，导致CSTB基因表达异常的分子机制提供了一种可能的合理假说，并为后续寻找小分子配体识别十二核苷酸串联重复扩展序列，进而调控CSTB基因表达的EPM1治疗策略提供了理论基础。

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“代谢整合与调节”一章的在线教学内容升级设计

赵晶

中国生物化学与分子生物学报. 2020, 36(11): 1381-1384. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.09.1267

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疫情期间在线上教学和教育部金课建设的双重背景下, 我校在四年制小班课尝试对生物化学课程的部分教学内容进行优化升级。设计思路是利用慕课将部分基础知识移至课前进行自主学习, 以便课堂留出时间由教师组织更能引发学生思考的高阶段教学活动。本文以“代谢整合与调节”一章为例, 配合慕课的使用设计了一整套升级教学内容的实用做法, 涉及4个方面: 基于综合归纳的知识内化升级, 以思维导图进行理论复述, 或者以讨论题驱动整合提炼；基于应用分析的能力训练升级, 以情境代入分析题引导学生运用所学理论知识解决实际问题；基于哲学思考的思维引导升级, 以教师总结拔高的方式引导学生重视普遍联系和永恒发展对于代谢学习的指导意义；基于情感态度的价值塑造升级, 从代谢的整体性和动态性出发, 引导学生在分子水平重新认识集体观念和变通意识的重要价值。调查问卷显示, 上述4步升级设计的教学效果总体良好, 并且针对实施过程中遇到的问题进行了反思。

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