DNA损伤修复相关通路的合成致死靶点研究及其在卵巢癌中的应用和前景

DNA损伤引发细胞启动一系列DNA损伤应答(DNA damage response,DDR),包括DNA损伤修复、细胞周期检查点激活、细胞周期阻滞、各种细胞内信号转导途径的活化和细胞凋亡等。DNA损伤修复(DNA damage repair)是细胞维持基因组稳定性的重要机制,于2015年获得诺贝尔化学奖。DNA损伤修复途径主要包括:碱基切除修复(base-excision repair,BER)、核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER)、错配修复(mismatch repair,MMR)、同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)等,分别在DNA单链断裂(single-strand break,SSB)或双链断裂(double-strand break,DSB)等损伤修复中发挥重要作用。DNA损伤修复缺陷与肿瘤发生发展密切相关,同时也是肿瘤治疗的重要靶点。DNA损伤修复通路的多聚ADP核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase,PARP)与乳腺癌易感基因BRCA 1/2等存在合成致死(synthetic lethality)作用,使PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)成为第一个也是目前唯一上市的肿瘤治疗合成致死靶药。PARPi在卵巢癌及多种实体瘤治疗中疗效良好,使DNA损伤修复及相关DDR通路的合成致死靶药研发成为热点,其他在研靶点主要包括:共济失调毛细血管扩张突变蛋白(ataxia telangiectasia-mutated protein,ATM)、共济失调毛细血管扩张与RAD3相关蛋白(ataxia telangiectasia and Rad3 related protein,ATR)、DNA依赖性蛋白质激酶催化亚单位(DNA-dependent protein kinase catalytic subunit,DNA-PKcs)、细胞周期检测点激酶1(checkpoint kinase1,CHK1)、细胞周期检测点激酶2(checkpoint kinase 2,CHK2)、阻止有丝分裂的蛋白质激酶WEE1等。PARPi与其他DDR靶药、抗血管生成药物及免疫检查点抑制剂的联用,有可能成为克服PARPi耐药、提高疗效的有效手段和发展前景。本文针对DNA损伤修复及相关DDR通路的关键分子和潜在肿瘤治疗靶点进行综述,阐述了DNA损伤修复相关通路的合成致死靶点研究及在卵巢癌的应用和前景,为基础研究及临床应用提供指导。

MGMT甲基化MSS型转移性结直肠癌患者TMZ和ICIs联合治疗

一部分转移性结直肠癌(metastatic colorectal cancer,mCRC)患者经历了前线系统治疗后出现了继发耐药,还有一部分患者对所有批准的抗肿瘤药物原发耐药,但这些患者中的一部分人的体能状态仍能耐受进一步的抗肿瘤治疗,这对后续治疗的选择提出了挑战。O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(methylguanine DNA methyltransferase,MGMT)甲基化导致的MGMT水平的降低为烷化剂替莫唑胺(temozolomide,TMZ)的有效性提供了可能,大约30%~40%的mCRC会发生MGMT基因启动子甲基化。在没有MGMT表达的情况下,机体对替莫唑胺产生的碱基错配会调用错配修复途径进行修复,但修复在没有MGMT的情况下最终导致细胞停滞和死亡。MGMT甲基化的微卫星稳定(microsatellite-stable,MSS)mCRC对TMZ有效的可能性增加。在mCRC中,免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)对占mCRC的95%的MSS型疗效较差。在MSS mCRC患者中探索联合使用TMZ和ICIs的基本原理是通过TMZ激活有效的免疫监视,相关的基础和临床研究正在进行。

DNA甲基化与肿瘤免疫逃逸:作用机制与治疗研究现状

肿瘤免疫逃逸是肿瘤恶性进展的关键阶段,也是肿瘤免疫治疗所面临的一个主要挑战。研究表明,DNA甲基化可通过影响肿瘤抗原、MHCⅠ类分子、免疫检查点分子和免疫基因的表达,以及巨噬细胞的募集和极化介导肿瘤免疫逃逸的发生与进展,是肿瘤有前途的治疗靶点。目前,DNA去甲基化药物在肿瘤治疗领域的应用取得了新的进展,包括与免疫检查点抑制剂(ICI)、其他免疫药物和化疗药物等的联合应用,以及纳米药物和肿瘤疫苗等多种新型药物的开发等。为促进DNA去甲基化药物作为抗肿瘤药物的发展,本文探讨了DNA甲基化在肿瘤免疫逃逸中的作用机制及DNA去甲基化药物在实验室与临床相关试验研究现状,提出了改进措施和可能的研究方向。

DNA数据存储中信息处理技术的研究进展与挑战

作为新一代信息存储介质,DNA具有高信息密度和长期保存能力,有望解决全球数据存储介质耗竭的问题。但目前DNA信息存储技术的发展主要围绕信息“冷存储”开展,这使得存储过程中出现修改、更新、删除、销毁等需求时束手无策。该文从“冷存储”技术的现状出发,通过归纳总结DNA信息存储介质难以实现“热存储”应用的原因,解析用于信息处理功能的一系列“热存储”技术,包括加密销毁、重写再生、擦除恢复、运算记录等,详细论证DNA介质用作信息处理载体的可行性与有效性,分析各技术之间的关联性和挑战性,以期为DNA存储技术低能耗、高精准、高效率、高安全性的应用奠定基础,并推动新一代智能型信息存储介质和信息处理系统的发展。

一种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法

南开大学遗传学实验课程组将科研中常用的动物组织DNA提取方法改造后用于实验教学,获得了1种适用于实验教学的果蝇DNA提取新方法。该方法由碱裂解、酸中和、离心3个步骤组成,具有操作简单、时间短、成本低、效果稳定等特点,获得的DNA无论是浓度还是纯度均可满足后续PCR扩增的需要,符合实验教学的要求。该方法简化了果蝇DNA的提取流程,为与果蝇基因表达分析相关实验项目的改革奠定了基础,有助于提升实验教学效果,推动课程建设。

加载率对可逆型DNA力学探针阈值的调控

目的活细胞在体分子之间或者分子内部力的定量测量是阐释其力学生物学规律的基础。目前具有可控几何形状的、特定阈值范围的DNA纳米结构力学探针是胞外受体-配体相互作用力在体测量的理想手段。但是,由于细胞铺展、迁移等生物学行为导致的加载环境变化,DNA力学探针是否以及如何受到加载率等因素调控尚不清楚。方法本工作以一种生物素化的,具有4.2、12与19 p N 3种不同力学阈值的,可逆型DNA力学探针为对象,采用单分子原子力显微镜技术,通过设定不同回拉速率(100~1000 nm/s),定量考察不同加载率下力学探针的阈值分布以及生物素-链霉亲和素相互作用力的变化。结果通过空白对照、生物素阻断以及阳性条件下黏附概率的显著性差异,确定了实验体系的可行性与可靠性。实验测量获得的3种探针力学阈值分布与其标定值相当。随着回拉速率的增加,3种DNA力学探针阈值分布无明显变化,而生物素-链霉亲和素之间的相互作用则随着回拉速率逐渐增加。结论本工作表明加载率对可逆型DNA力学探针与受体-配体相互作用的不同调控作用,为深入理解其作用机制提供基础数据。

不同G-四链体之间的再组装

主要通过液体核磁共振等技术发现,凝血酶适配体的突变序列TBA-M、人源端粒序列htel3在Na^(+)溶液中可各自折叠成G-四链体结构,而这两个预先已折叠完好的G-四链体之间还能够自发地通过DNA链置换作用再进一步重新组装成异分子间G-四链体复合物TBA-M/htel3。该复合物中,TBA-M与htel3之间相互结合的DNA链当量比为1∶1,并且TBA-M仅以其3′末端3个连续鸟嘌呤残基(G_(14)G_(15)G_(16))参与TBA-M/htel3复合物中G-四链体核心区的Hoogsteen氢键配对。首次通过实验证明已经预先形成结构的两个G-四链体之间还能够进一步发生基于Hoogsteen氢键配对的DNA链置换现象,并且对其相互作用的过程与分子机制进行探讨。拓展对不同核酸结构之间相互作用方式与识别机制的更深层认知。

框架核酸在口腔医学中的潜在应用

四面体框架核酸(tFNAs)作为DNA多面体中最简单的一种,其在口腔医学领域的应用潜力正逐步显现。tFNAs因其优异的细胞内化能力、组织渗透性、强大的可编辑性和可预测性不断引人关注。该文总结tFNAs在制备及生物行为调控方面的优势,并重点探讨其在口腔医学领域中的最新研究进展和潜在应用价值,为未来核酸类药物实现更广阔的临床应用提供理论依据。

非天然碱基基因密码扩展DNA数据存储的机遇与挑战

目前,传统的存储技术主要将硅基材料作为存储介质,但全球现有的硅资源却无法满足日益增长的数据存储需求。随着数据时代的发展,存储技术创新面临新的挑战。在自然界,DNA分子储存着丰富的遗传信息。从化学生物学的角度分析,将DNA分子作为介质进行数据信息存储有望为存储技术的创新提供一个新机遇,而非天然碱基核苷酸可以扩充遗传字母表,增加DNA存储容量,但在其实际应用方面,目前还有很多问题待解决。该文综述了DNA存储技术的研究进展,对当前DNA存储现状、待解决的技术难题与发展前景等进行了分析;并在此基础上,介绍了非天然碱基对(UBPs)作为合成生物学的一个新方向在DNA信息存储领域的潜在优势和技术挑战。

FAM160A2功能缺失性突变可能诱发心房颤动

心房颤动(atrial fibrillation,AF)是临床最常见的心律失常,对AF致病基因的研究,有助于AF早期筛查。本文旨在家族性AF人群和散发性AF人群中筛选具有潜在发病意义的易感基因,并对其在AF发生机制进行初步探讨。首先对4名家族性AF进行全外显子组测序(WES),鉴定AF相关基因。然后用Sanger测序在非家族性AF人群和健康人群中证实易感基因突变情况,应用Western印迹分析其蛋白质表达情况,利用膜片钳技术分析突变基因对外向钾离子电流的影响。家族共有39人,其中有4人发生AF,这4名AF患者存在2个共有的突变基因FAM160A 2(纯合突变,rs77726581 c.1375C>T)和MUC5B(杂合突变,rs199736618 c.12272C>T)。在52例非家族性AF患者中,有5例存在FAM160A2相同位点杂合突变,在健康人群中未发现此突变;而MUC5B在非家族性AF人群和健康人群中均发生杂合突变。FAM160A2蛋白在非家族性AF散发人群和健康人群中表达水平并无显著性差异。FAM160A 2基因突变明显降低外向钾离子电流(与野生型比较,P<0.001)。由此可见,FAM160A 2基因功能缺失性突变可能是AF发生的新分子生物学机制,可用于AF早期筛查。

基于单细胞ATAC测序数据的乳腺癌上皮细胞转录因子研究

研究表明,乳腺肿瘤细胞染色质开放区域上的转录因子显著影响乳腺癌患者的临床表型和预后。然而,在单细胞层面,这些调控元件如何调控乳腺癌发生发展尚不明确。为此,本研究从GEO数据库中下载了45216个正常和肿瘤乳腺组织的单细胞染色质可及性测序(single-cell ATAC sequencing,scATAC-seq)数据,并对其进行了分析。根据标记基因在细胞群的基因活性得分进行细胞类型注释后得到7种乳腺细胞类型。皮尔逊相关性分析表明,肿瘤和正常乳腺样本的上皮细胞存在明显的染色质可及性差异,且乳腺上皮细胞存在高度样本间异质性(PCC=-0.07),暗示其是乳腺肿瘤的主要恶性细胞类型。为了探究正常和恶性乳腺上皮细胞的差异可及性区域中转录因子结合基序的富集情况,在提取上皮细胞群后对4个上皮细胞亚型的特征开放区域进行了转录因子结合基序富集分析。结果表明,恶性乳腺上皮细胞有194个转录因子显著富集(P<0.001),它们可能涉及乳腺肿瘤发展和转移等调控过程。对上皮细胞亚型中富集程度较高的转录因子进行活性分数计算及转录组数据验证,结果进一步显示这些差异调控元件可能与乳腺细胞恶性发展相关。此外,对转录因子结合基序在不同乳腺癌亚型中的可及性差异进行了分析,发现SNAI2在三阴性乳腺癌样本中具有显著高的可及性,提示SNAI2在三阴性乳腺癌中具有潜在的特异性调控作用。

福尔马林保存的动物标本基因组DNA的提取方法

从在福尔马林长期保存的动物物标本中提取基因组DNA用于分子生物学研究一直是一个未得到彻底解决的难题。本文提出了一种从浸泡在福尔马林的大仓鼠肝脏和日本鳗鲡肌肉标本中提取基因组DNA的新方法。取浸泡于福尔马林中的大仓鼠肝脏或日本鳗鲡肌肉适量 ,用PBS溶液冲洗 ,放在灭菌的吸水纸上将其揩干 ,于超净工作台内用无菌剪刀将材料剪成 5 0mg的小块 ,放入PBS液浸泡 12～ 2 4h ;然后转入 70 %的乙醇中处理 12～ 2 4h。依次换入下列梯度酒精中处理 :80 %乙醇 ,2h ,重复一次 ;90 %乙醇 ,2h ,重复一次 ;95 %乙醇 ,2h ,重复一次 ;10 0 %乙醇 ,1h ,重复一次。然后将材料放入 1/ 2倍的PBS液中浸泡 12h ,其间更换一次溶液。提取方法参考Sambroock等人 (1989) ,加蛋白酶K的量按标准量 (10 0 μg/mL) ,在 5 0～ 5 6℃温浴 3～ 6h处理过程中 ,不断轻摇混匀 ,视消化效果可以重复加入标准量的 1/ 2倍蛋白酶K进行消化 ,直至将材料完全消化为止 ;酚氯仿抽提最后一次的上清液移入透析袋中透析 ;沉淀DNA时 ,在 - 2 0℃下 2 0min效果为宜。该方法主要特点在于对标本进行预处理 ,在保证不使DNA进一步降解的前提下 ,首先去除标本中所含的福尔马林溶液的成分 ,然后利用改进的酚氯仿抽提法提取该类标本的基因组DNA 。

云南普洱茶特征成分的功能与毒理学评价

研究了普洱茶特征成分茶褐素、茶多糖与蛋白质等的复合体对昆明种小白鼠的抗疲劳、降胆固醇以及毒理学效应。实验结果显示:普洱茶特征成分提取物能显著提高小白鼠的抗疲劳作用和降低小鼠血液中的胆固醇含量,且优于普洱茶水提物。普洱茶特征成分提取物经口LD50>10g/kg,属实际无毒级物质。Ames实验中加S9混合液和不加S9混合液的各剂量组回变菌落数与阴性对照差别无统计学意义,且无剂量反应关系。小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验与阴性对照组比较差别无统计学意义。普洱茶特征成分提取物在500～5000μg/ml浓度范围内未见诱发CHL细胞染色体畸变率增高。这说明,在实验条件下,普洱茶特征成分提取物属实际无毒级,也未见有致突变作用。

简单快速的DNA银染和胶保存方法

本文介绍了一套简单快速的DNA银染以及胶保存的方法 ,整个过程仅需 10～ 15分钟 ,而且背景浅 ,条带清楚 ,灵敏度高 ,稳定性好。胶保存采用双层玻璃纸夹心法 ,可长久地保存胶显色时的原貌。以常规PAG胶检测和HLA的SSCP分型为例 ,利用该套方法进行了银染以及胶的保存 ,均得到了满意的结果。该方法具有推广价值。

茯茶辅助调节血脂作用研究

以0.085g/kg·bw、0.170g/kg·bw、0.510g/kg·bw低中高三种速溶茯茶的剂量饲喂Wistar大鼠30d,结果表明茯茶具有降低Wistar大鼠体重、TC、TG以及升高HDL-C的作用。以茶水比为1:1000浸提茯茶1h制成茯茶饮料,以1000ml/d剂量进行人体试饮34d,结果显示,受试者TG下降显著,HDL-C上升显著,TC下降极显著,LDL-C亦有下降,但无显著性差异;受试者均无不良反应发生,血常规、血糖、肝肾功能均无异常变化。所制茯茶饮料在90d内稳定,各项指标符合国家卫生标准。由此得出,茯茶具有很好的辅助调节血脂作用。

云南古茶树(园)遗传多样性的ISSR分析

云南省保存有20多万亩古茶园，这些古茶树（阿萨姆变种Camellia sinensis vat．assamica）种质资源可能含有各种优良基因，对未来茶树良种选育有重要意义。本研究采用ISSR分子标记技术对云南省十个有代表性的古茶园遗传多样性进行分析，十个居群的多态位点百分率（P）为56．5％-90．9％；Nei’氏遗传距离（He）居群平均是0．281，阿萨姆变种水平内是0．461；Shannon多样性指数（HD）居群平均是0．418，阿萨姆变种水平内是0．653。而居群间遗传分化系数Gst=0.391，和Shannon多样性指数分析（36．0％）和AMOVA分析结果（39．7％）相一致，说明阿萨姆变种60．9％的遗传变异来自居群内的个体间，39．1％的遗传变异来自居群间。研究结果揭示阿萨姆变种居群遗传多样性高，居群间遗传变异存在中度的遗传分化，这可能是由于茶树种内高度异的特性和生境片段化所致。基于观察到的居群遗传信息，建议采取就地保护和迁地保护的保护策略。

茶树EST-SSR的信息分析与标记建立

在1589条茶树EST中,共发掘出了281个EST-SSR,分布于246条EST中,出现频率是17.68%,平均长度为33.06bp,平均分布频率是1/2.61kb。在茶树EST-SSR中,二核苷酸重复是主要的重复类型,出现最多的重复基元类型是AG/CT重复。设计了19对SSR引物,在对引物、dNTP、MgCl2的浓度及退火温度等参数进行测试后,建立了合适的PCR反应体系。以衍生绝大多数EST-SSR的龙井43DNA为模板,对引物进行了筛选,有16对引物显示扩增,可用率为84.2%;进一步在10个茶树品种中进行多态性测试,显现出多态性的引物占可扩增引物的62.5%。本文研究结果证明了根据茶树EST建立SSR标记是有效、可行的。

不同保藏处理的昆虫标本DNA提取及其随机扩增多态DNA反应

实验利用CTAB法对柳二十斑叶甲Chrysomelavigintipunctata (Scopoli)、异色瓢虫HarmoniaaxyridisPollas、七星瓢虫Coc cinellaseptempunctataLinnaeus、小地老虎Agrotisypsilon (Rottemberg)、红蜻CrocothemisserviliaDrury、无齿稻蝗OxyaabentataWil lemse和中华稻蝗Oxyachinensis (Thunberg)等 7种昆虫进行了基因组DNA提取。从自然干燥标本、烘干标本及酒精浸泡标本获得的DNA均可用于RAPD PCR反应 ,且烘干标本、酒精浸泡标本提取效果优于自然干燥标本。这种提取方法简便易行 ,容易掌握 ,且耗资小于其它分子生物学方法。

陈旧皮张中DNA提取的新方法

对传统的馆藏陈旧皮张标本DNA提取方法进行了改进 ,所提DNA分子量可达 1kb ,而且具有样品用量少 (约 0 0 1g)、消化时间短 (约 1 4h)和操作步骤简单等优点。利用所提DNA ,对小熊猫等珍稀动物线粒体DNA的细胞色素b和控制区序列的部分片段进行了PCR扩增、序列测定和比较分析 ,证实所提DNA合格而无污染 ,完全可以用于珍稀动物保护遗传学研究。

低温胁迫对2个茶树品种叶片叶绿素荧光特性的影响

以茶树〔Camellia sinensis(Linn.)O.Ktze.〕品种‘黄金芽’(‘Huangjinya’)和‘迎霜’(‘Yingshuang’)为实验材料,研究了4℃低温胁迫1、2、4和6 d对茶树叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明:4℃低温胁迫条件下2个茶树品种叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)和表观光合电子传递速率(ETR)均显著低于各自的对照(25℃),且总体上随胁迫时间延长逐渐下降;‘黄金芽’叶片的光化学淬灭系数(q P)随低温胁迫时间延长持续下降且低于其对照,而‘迎霜’叶片的q P较其对照的变幅较小,且2个品种的q P总体上与各自的对照无显著差异;随低温胁迫时间延长,2个品种叶片的非光化学淬灭系数(NPQ)均先升高后降低,并在胁迫2 d时达到最高,且总体上高于各自的对照;而2个品种叶片的光合功能相对限制值(LPFD)均随低温胁迫时间延长而增大,且大多高于各自的对照。与各自的对照相比,低温胁迫条件下‘迎霜’叶片的各项叶绿素荧光参数的变幅总体上低于‘黄金芽’。研究结果显示:低温胁迫可直接损伤茶树叶片的PSⅡ反应中心,致使过剩的激发能大量积累于PSⅡ反应中心,最终导致茶树光合作用能力减弱。根据叶绿素荧光参数的比较结果,可以初步判定品种‘迎霜’的耐寒性优于品种‘黄金芽’。