失调的miRNAs可作为星形细胞瘤的潜在治疗靶点:生物信息学分析

目的:在神经系统常见肿瘤中,胶质瘤属于较难治疗的原发性肿瘤之一,一般具有预后较差、较高死亡率、常易复发等特点。其中,最常见的胶质瘤类型为星形细胞瘤,也是本次研究的目的。以当前的医疗水平,对胶质瘤尽早诊断和尽快进入规范化诊疗阶段是非常重要的,而从当前的治疗现状来看仍不尽人意。我们发现一种生物标志物——microRNAs (miRNAs),在上述疾病诊断及预后过程中存在巨大潜力,近期的多项研究表明它在星形细胞瘤的发生、发展、转归中都有研究价值。故本研究的主旨是探讨miRNA失调在星形细胞瘤发生发展中的重要性,并利用生物信息学分析以确定潜在的治疗靶点。方法:我们从GEO基因表达综合数据库(下称GEO)下载GSE138764和GSE132052两个经筛选后符合要求的微阵列数据集,并使用Rv3.6.2软件和KEGG通路分析对其进行分析。结果:综合生物分析结果,与星形细胞瘤发生、发展与转归呈重要相关的miRNAs或与以下靶点有关:细胞粘附因子、RNA聚合酶II、钙粘蛋白、泛素蛋白、转录辅助活化子、组蛋白、激素-受体结合体、肿瘤蛋白多糖、细胞衰老、以及多个信号通路(MAPK, PI3K-Akt, Hippo, mTOR)等。随即,我们从中选择10个在表达中差异最明显的miRNAs进行进一步研究:miR-138-2-3p、miR-377-5p、miR-517c-3p、miR-770-5p、miR-431-3p、miR-29b-2-5p、miR-433、miR-212-5p、miR-517a-3p、miR-490-3p,并发现,这些miRNA或与肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等生理病理过程有关。结论:这些发现向我们揭示:星形细胞瘤的发生、发展及转归可能与miRNAs失调有关,NUPL2,miR-517c-3p和miR-431-3p等基因可能在进一步研究后证明对于星形细胞瘤具有重要的诊断价值,可以作为潜在的生物治疗靶点进行应用。

外泌体来源非编码RNA对骨关节炎微环境的作用及临床应用进展

背景:骨关节炎是一种常见的关节退行性疾病,其发生发展的病因学机制尚不清楚。早期骨关节炎的及时诊治十分重要,目前尚无确切有效的方法。外泌体来源广泛,其中包含非编码RNA(Non-coding RNAs,ncRNAs),如微小RNAs、环状RNAs和长链非编码RNAs。外泌体ncRNAs可直接从原始细胞递送至邻近或远程细胞,通过细胞间通讯调节细胞活性,在重塑骨关节微环境中具有重要的调控作用。目的:总结外泌体来源ncRNAs对骨关节炎关节内微环境的干预作用,以及在临床应用中取得的进展,阐明其在骨关节炎诊治方面的潜力。方法:以“exosomes,non-coding RNA,osteoarthritis,application,signal pathway,synovial fluid,cartilage cells,cartilage matrix,subchondral bone,mechanism”为检索词在PubMed数据库中进行检索,最终纳入66篇相关文献进行综述分析。结果与结论:①外泌体来源ncRNAs在骨关节炎的发病过程中对关节内微环境具有重要调控作用,主要体现在外泌体ncRNAs调控关节内炎症反应、软骨细胞及软骨基质的退化,软骨下骨重塑和细胞间通讯。②外泌体中的ncRNAs可以作为骨关节炎的生物标志物,帮助骨关节炎的早期诊断和监测疾病进展与预后。③外泌体ncRNAs可作为骨关节炎的治疗靶点,外泌体携带miRNAs递送到关节的软骨细胞及软骨基质,发挥调控作用。④外泌体ncRNAs可以通过调控基因表达、促进细胞间通讯,提高软骨组织工程的效果,修复或再生受损软骨。⑤未来研究者应继续发掘外泌体来源ncRNAs对骨关节炎的干预机制,并可结合最新软骨组织工程的研究成果应用到临床之中,这将有效帮助解决骨关节炎患者的病痛。

循环微RNA在卵巢癌中的研究进展

卵巢癌症状出现较晚,目前尚缺乏早期筛查及有效治疗方法,病死率居女性生殖道肿瘤首位。因此,全面了解卵巢癌进展的分子机制、识别新型生物标志物、发现新药的潜在靶点尤为重要。微RNA(miRNA)异常表达参与卵巢癌的发生发展。肿瘤细胞分泌的miRNA可在体液中检测出来,循环miRNA水平与临床疾病的发生发展密切相关,可用于预测卵巢癌的预后和疗效。未来明确循环miRNA在卵巢癌中的作用机制、发现新型肿瘤标志物,可以为疾病的治疗提供新思路。

用生物信息学方法预测与心血管疾病相关的微RNAs

目的:预测出与心血管疾病相关的微RNAs(microRNAs,简称miRNAs)。方法运用生物信息学的方法找出与心血管疾病和功能相关的基因,鉴定出和这些基因处于同一转录单元的miRNAs,再通过miRNAs簇和家族分析及Gene Ontology(GO)方法预测出一些新的、潜在的和心血管疾病相关的miRNAs。结果:从626个心血管疾病相关的基因中预测出20个潜在的和心血管疾病相关的miRNAs,其中5个miRNAs已经被实验证实和心血管疾病有关。结论:通过生物信息学的方法对心血管疾病相关的miRNAs进行预测,对于临床和科研都具有十分重要的指导意义,但最终的结论还需要实验来证实。

合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。

川崎病相关微RNA的功能机制及生物标志物研究进展

川崎病是一种以全身血管炎为主要病变的急性发热出疹性小儿疾病,为儿童后天性心脏病最常见的病因。该病病因尚不明确,发病机制仍有待探索。部分川崎病病例由于临床表现不典型易被误诊,未经有效治疗的患者并发冠状动脉病变的风险增加。因此,及时诊断川崎病与预测冠状动脉病变对川崎病及早治疗、改善预后具有重大意义。微RNA(miRNA)在生物体的各种生命过程中发挥着重要作用,同时miRNA表达失调参与众多疾病的发生、发展。目前研究显示,miRNA可辅助疾病的诊断、预后评估和大规模人群筛查,作为新型生物标志物具有潜在的临床应用前景。近期研究发现,miRNA与川崎病发病机制相关,其表达失调将导致川崎病患者的免疫失衡及血管损伤。另有部分研究表明,循环miRNA可作为川崎病潜在的生物标志物,主要聚焦于川崎病早期诊断及疗效预测。目前的研究尚处于探索阶段,需要更多的临床研究去验证川崎病相关miRNA的早期诊断及预测效能。该文就近年来miRNA在川崎病中的功能机制及生物标志物研究进行综述。

In sacco和in vivo法测定绵羊瘤胃饲料RNA降解率及微生物合成量的效果研究

利用 4只装有瘤胃瘘管和十二指肠 T型瘘管的考力代绵羊 ,饲喂不同粗精比的饲料 ,采用 in sacco和 in vivo法测定了瘤胃饲料 RNA降解率 ,同时利用微生物体固有的 RNA为标记物 ,对瘤胃内未降解的饲料 RNA量换算成瘤胃微生物合成量的影响进行了研究。结果表明 :1 0∶ 0、 7∶ 3、 5∶ 5和 3∶ 7组的饲料 RNA的瘤胃内有效降解率 ( ED) ( insacco法 )分别为 75.3 %、 76.4 %、 74 .6%和 79.9%,显著地高于 ( P<0 .0 1 )干物质 ( 49.9%、 52 .8%、 56.1 %和 64 .0 %)和粗蛋白质 ( 60 .0 %、 55.4 %、 56.1 %和 60 .9%)。另一方面 ,饲料 RNA的 in vivo降解率分别为 1 0 7.6%、 81 .4 %、63 .6%和 1 2 .7%,7∶ 3组的饲料 RNA的 ED和 in vivo法的降解率相近似。由上述降解率算出的流入十二指肠的饲料RNA量换算成表观细菌量 ,in sacco法分别为 2 59、 2 3 5、 2 60和 2 0 7mg/ ( kg BW· d) ,in vivo法分别为 -81、 1 85、 3 72和 876mg/ ( kg BW· d)。这一表观细菌量占总细菌量的百分比 :in sacco法分别为 1 0 .4 %、 7.9%、 9.3 %和 8.6%;invivo法分别为 -3 .3 %、 6.2 %、 1 3 .3 %和 3 0 .9%。来自瘤胃内未降解的饲料 RNA量换算成微生物合成量的算出值 ,insacco法以及 in vivo法的 1 0∶ 0、 7∶ 3组受的影响?

环状RNA-微RNA轴在甲状腺癌中的研究进展

环状RNA属于非编码RNA,近年来被发现在甲状腺癌中表达失调,其有望成为甲状腺癌的生物标志物。环状RNA-微RNA轴广泛参与甲状腺癌的发生发展过程。部分环状RNA可结合多种微RNA,而不同的环状RNA-微RNA轴存在共同的下游信号通路或分子靶标。这些环状RNA、信号通路及分子靶标可能在甲状腺癌的发生发展中发挥重要作用。本文就环状RNA-微RNA轴在甲状腺癌发生发展中的研究进展及临床应用前景进行综述。

酸性微环境对巨噬细胞中周期生物钟1的表达及M2型极化的影响

目的探讨酸性微环境对巨噬细胞中周期生物钟1(PER1)的表达及替代途径激活的巨噬细胞(M2型)极化的影响。方法20只6~8周龄C57/6J雌性小鼠,腹腔注射含5%淀粉的生理盐水,连续3 d,麻醉处死,对小鼠腹腔灌流并回收灌流液,接种至6孔板培养2 h,贴壁细胞即为小鼠腹腔巨噬细胞,分别加pH7.3培养基(pH7.3组)、pH6.5培养基(pH6.5组)及0.02 mol/L乳酸培养基(0.02 mol/L乳酸组),培养24 h;采用实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测3组小鼠腹腔巨噬细胞中白细胞介素1β(IL-1β)、血管内皮因子(VEGF)、精氨酸酶-1(ARG-1)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及PER1信使RNA(mRNA)的表达,采用酶联免疫吸附剂测定法(ELISA)检测3组小鼠腹腔巨噬细胞中IL-10、IL-12、VEGF、肿瘤坏死因子α(TNF-α)蛋白的水平;溴化三甲基-2,3-二油酰氧基丙基铵(DOTAP)、二油酰基磷酰基乙醇胺(DOPE)、胆固醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(2000)-琥珀酰胺(DSPE-PEG2000-NHS)按摩尔比为7∶7∶5∶1溶解于氯仿溶液,使用旋转蒸发仪旋蒸形成脂质体薄膜,加无核酸酶双蒸水采用超声水浴仪和小型挤压器制备单层脂质体,使用无酶水溶解PER1小干扰RNA(siRNA)并与脂质体溶液按照1∶10的质量比于室温下震荡混匀,按照1∶1000体积比加别藻蓝蛋白-甘露糖受体(APC-CD206)抗体得脂质体-PER1复合体(Lipo-PER1)阳离子脂质体,采用透射电子显微镜电镜观察Lipo-PER1复合体形态与结构;B16-F10黑色素瘤细胞和RAW264.7巨噬细胞按1∶1比例共培养,共聚焦显微镜观察B16-F10黑色素瘤细胞和RAW264.7巨噬细胞对Lipo-PER1的摄取;对数期生长的RAW264.7巨噬细胞分别加Lipo-PER1、脂质体-阴性对照(Lipo-NC)复合体,培养6 h,采用RT-PCR和ELISA法检测2组RAW264.7巨噬细胞中IL-1β、抗原分化簇86(CD86)、ARG-1、L-10 mRNA及TNF-α、转化生长因子-β(TGF-β)蛋白的表达。结果与pH7.3组对比,pH6.5组和0.02 mol/L乳酸组小鼠腹腔巨噬细胞IL-1βmRNA表达下调(P<0.05),ARG-1、VEGF、HIF-1α及PER1mRNA表达上调(P<0.05),IL-12、TNF-α蛋白水平减少(P<0.0001),IL-10、VEGF蛋白水平增加(P<0.01);透射电镜与共聚焦显微镜观测结果表明,Lipo-PER1构建成功并能成功被巨噬细胞摄取;与Lipo-NC组比较,Lipo-PER1组RAW264.7巨噬细胞中I L-1β、CD86 mRNA表达上调(P<0.05或P<0.001),ARG-1、IL-10 mRNA表达下调(P<0.01或P<0.05),TGF-β蛋白表达增加(P<0.0001),TNF-α蛋白表达减少(P<0.05)。结论酸性微环境能上调巨噬细胞中PER1的表达,进而促进巨噬细胞M2型极化。

MicroRNA调控药用植物萜类生物合成研究进展

萜类化合物是药用植物中一类重要的次生代谢产物,对癌症、心血管疾病、疟疾和阿尔茨海默病等多种疾病有效。微RNA (microRNA,miRNA)是一种非编码单链小分子RNA,在转录后水平通过降解目标mRNA或阻断翻译发挥作用。miRNA可以通过作用于萜类生物合成途径的结构基因或转录因子调控药用植物萜类的生物合成。目前,萜类生物合成途径的上游部分研究比较清楚,很多关键酶的编码基因已经被克隆,有的酶分子的空间结构也已被解析,针对参与基因表达调控的转录因子也有一些研究,但对非编码RNA,特别是miRNA参与萜类生物合成的研究较少。对国内外近10年有关miRNA参与萜类生物合成的研究进行综述,以期为高效获取萜类活性成分和阐明萜类药效物质的生物合成提供参考。

基质金属蛋白酶1在头颈部鳞癌中的表达水平及微RNA调节的生物信息学研究

目的分析头颈部鳞癌(含皮肤鳞癌)中基质金属蛋白酶1(MMP1)和微RNA(miRNA)表达水平并筛选目标miRNA。方法下载GEO相关数据,比较头颈部鳞癌MMP1表达水平。利用miRanda、TargetScan7.2和miRDB软件在线预测miRNA,进一步与miRTarBase结果做比对,获得目标miRNA并进行验证。分析目标miRNA与MMP1的相互关系。结果与正常组织或不典型增生病变相比,MMP1在头颈部鳞癌(含皮肤鳞癌)组织中高表达,MMP1可参与癌变整个发展过程,并促进HNSCC转移;在线预测共获得3个目标miRNAs:miR-202、miR-326和miR-488,其中miR-202 mirSVR评分最高。相反,与正常组织相比,miR-202头颈部鳞癌(含皮肤鳞癌)中,miR-202表达水平明显低于正常组织,从正常皮肤-KIN1/2-KIN3-cSCC,miR-202可参与疾病整个发展过程。相关分析显示miR-202表达与MMP1呈负相关(r=-0.14,P<0.05)。结论MMP1在头颈部鳞癌(含皮肤鳞癌)组织中高表达,miR-202低表达,miR-202可能是调节MMP1的真实miRNA,二者呈负相关。

G-四链体功能性核酸在微RNA生物传感器中的应用

微RNA(microRNA,miRNA)是一类内源性非编码小RNA,在细胞增殖、分化及凋亡等生物过程中发挥重要调节作用,其异常表达与多种疾病的发生发展密切相关。因此,对特定miRNA进行精准检测,有助于疾病的早期诊断与及时治疗。核酸生物传感器凭借化学性质稳定、设计简单、可编程性及易修饰等优点受到广泛关注。其中,G-四链体功能性核酸是一种富含鸟嘌呤的DNA通过Hoogsteen型氢键形成的特殊空间结构,因其可通过范德华力及疏水作用等相互作用力与卟啉、染料和氯化血红素(hemin)等小分子结合并增强其理化性质,而广泛应用于miRNA检测领域。目前,G-四链体常与核酸扩增或纳米信号放大技术联用以提高灵敏度,既可用于目标识别,又可辅助信号输出。本文首先介绍了G-四链体的结构及其荧光增强及过氧化物酶活性提升的机制;其次,依据上述特性分别论述了G-四链体与荧光配体结合构建miRNA荧光生物传感器的研究进展,以及基于G-四链体/Hemin的miRNA生物传感平台,在比色、电化学及化学发光检测中的应用进展;最后讨论G-四链体在miRNA检测领域所面临的挑战,并展望未来发展趋势,以期促进高灵敏度及特异性的核酸生物传感器的构建。

围生期缺血缺氧性脑病的微RNA生物标志物筛选研究

目的研究围生期缺血缺氧性脑病(HIE)的微RNA(miRNA)生物标志物的筛选情况。方法通过动态队列研究法获取2020年1月至2021年1月深圳市龙华区中心医院144例HIE病儿作为受试者。将其根据病情严重程度的差异分作轻度HIE组42例、中度HIE组62例以及重度HIE组40例,另取同期该院50例健康新生儿作为对照组。分别采集所有新生儿脐带血进行测序比较分析差异表达miRNA,筛选3个和HIE相关的miRNA作为早期预测HIE的生物标志物,并分析各组新生儿上述3个miRNA表达情况的差异。采用Spearman相关性分析明确HIE病情严重程度和miRNA表达的关系。此外,将所有HIE病儿按照是否合并脏器损伤分为合并脏器损伤组102例以及未合并脏器损伤组42例,比较两组上述3个miRNA表达情况的差异。此外,检测并比较HIE组和对照组血清诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、内皮素-1水平。结果miRNA芯片通过扫描、分析以及标准化处理,结果发现miRNA芯片共检测miRNA达921种。相较于对照组,HIE病儿血浆中有29种miRNA表达异常升高,26种miRNA表达异常下降,选择差异有统计学意义的miRNA实施生物学信息分析,发现了miR-4472、miR-5195-3p以及miR6794-5p可能具有潜在的预测HIE作用。重度HIE组miR-4472、miR-5195-3p以及miR-6794-5p表达水平分别为0.71±0.12、2.34±0.28、2.24±0.24,均高于对照组的0.20±0.04、0.78±0.15、0.47±0.11和轻度HIE组的0.37±0.08、0.92±0.18、0.89±0.15以及中度组的0.55±0.09、1.45±0.23、1.46±0.20,且轻度HIE组、中度HIE组miR-4472、miR-5195-3p以及miR-6794-5p表达水平均高于对照组,中度HIE组miR-4472、miR-5195-3p以及miR-6794-5p表达水平均高于轻度HIE组(均P<0.05)。HIE病儿病情严重程度和miR-4472、miR-5195-3p、miR-6794-5p表达均呈正相关关系(均P<0.05)。合并脏器损伤HIE病儿miR-4472、miR-5195-3p、miR-6794-5p表达水平分别为0.60±0.09、2.05±0.18、1.70±0.31,均高于未合并脏器损伤组的0.46±0.03、1.58±0.12、1.37±0.23(均P<0.05)。HIE组血清iNOS及内皮素-1水平均高于对照组(均P<0.05)。结论HIE的miRNA生物标志物包括miR-4472、miR5195-3p、miR-6794-5p,且上述miRNA表达水平和病儿病情严重程度以及脏器损伤有关,值得临床重点关注。

生物质水热合成炭微球研究进展

生物质廉价易得且可再生,经水热法制备的炭微球表面含有丰富的化学官能团,可应用于吸附催化等众多领域。文中详细介绍了生物质水热合成炭微球的反应机理,综述了近年来国内外在该领域的最新研究进展,展望了其应用前景。

微弧氧化-水热合成生物活性二氧化钛层的结构与性能

在钛合金基体上通过微弧氧化形成含钙和磷的二氧化钛层 ,再经过水热合成转化为含羟基磷灰石的生物活性二氧化钛层 ,该膜层结合强度高 ,而且是多孔和均匀的。因此 ,该方法很适合钛合金植入体的生物活性表面改性。

人参植物高质量RNA的分离及其皂苷生物合成相关新基因GBR6的表达分析

为从富含多糖的人参植物组织中分离出高质量的RNA,使用改进的两种异硫氰酸胍法,可从人参植物根组织中提取到较高产量和质量的总RNA。每克新鲜组织的RNA产量在80～110μg之间;经琼脂糖凝胶电泳分析,可见到28S和18SrRNA两条完整、清晰的条带;紫外分光光度法测得的A_(260)/A_(280)比值位于1.8～2.0。而且,使用该改良法分离的RNA,可广泛用于检测基因表达的RT-PCR与Northern印迹杂交分析以及cDNA文库构建等植物分子生物学研究。

微电解—UASB—生物接触氧化处理费托合成工段废水

采用微电解—UASB—生物接触氧化串联工艺对油品合成工段产生的高浓度有机酸性废水进行了研究。结果表明,微电解预处理有效地降低了废水酸度和CODCr,为后续生化处理创造了条件;后续UASB厌氧生化法、生物接触氧化法对CODCr的去除率分别达到76%、90%以上。试验表明,该工艺具有较好的可行性。

细胞外微RNA:一种新型的肺癌分子生物标志物

尽管癌症的早期诊断和治疗在不断发展和进步,但寻找一种敏感、准确和微创的分子生物标志物,用于肿瘤的诊断仍是一项艰巨任务。微RNA(miRNA)是一类长约21～24个核甘酸的内源性非编码小分子RNA。细胞外miRNA作为一种新型的分子生物标志物,在癌症诊断方面具有微创、高灵敏度和高特异性等许多潜在特征。近年来,细胞外miRNA研究成果颇丰。文章就细胞外miRNA的来源、功能、检测以及作为分子标志物在肺癌诊断中的作用和目前存在的一些问题进行了综述。

MicroRNA的结构、生物合成及功能

MicroRNA是真核生物中一类长度约为22个核苷酸的参与基因转录后水平调控的非编码小分子RNA。成熟的microRNA是由较长的可折叠形成发夹结构的前体转录物经过Dicer酶或类似Dicer酶的内切核酸酶加工而来。MicroRNA基因存在于基因组的基因间隔区或者内含子当中。这些小分子RNA通过碱基配对与靶mRNA序列的3′非翻译区或编码区结合以调控基因的表达。它们呈现出组织特异性或发育阶段特异性表达特征。MicroRNA具有调节细胞增殖、死亡、神经细胞分化、个体发育等生物学功能。

新型微纳米生物活性玻璃的模板仿生合成

生物活性玻璃具有优良的生物活性和生物相容性,是一类重要的硬组织修复材料。本文对华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心在微纳米生物活性玻璃方面的研究进行总结,重点包括微纳米生物活性玻璃粉体的制备、结构及性能调控、材料的生物矿化性能及其对细胞行为的影响研究。