基于整合生物标志物法评价十溴联苯醚对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应

研究了不同浓度十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE209)对紫红笛鲷肝脏抗氧化酶和药物代谢酶的影响,并采用整合生物标志物法综合评价BDE209对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应。结果表明:BDE209胁迫3—7 d,紫红笛鲷肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性显著升高,但并未呈现明显的剂量效应。胁迫30 d时,上述酶活性与对照组没有显著差异。BDE209胁迫下,紫红笛鲷肝脏细胞色素P450(cytochromeP450,P450)含量先降低后升高,而细胞色素b5(cytochromeb5,b5)含量则呈先升高后下降的趋势。上述结果表明BDE209可能引起了紫红笛鲷肝脏细胞发生氧化应激反应。BDE209胁迫第7 d时,IBR值最大。各实验组IBR均高于对照组,且随着BDE209浓度的升高,IBR值逐渐增大。与其他指标相比,POD活性、P450和b5含量可作为BDE209胁迫的潜在生物标志物,IBR方法可被应用于评价环境浓度BDE209对紫红笛鲷胁迫的毒性效应,对于综合评价BDE209对生物体的生态毒理效应具有重要意义。

基于整合生物标志物响应指数评价0号柴油对黑鲷(Sparus macrocephalus)的毒性效应

以0号柴油水溶性成分(water soluble fraction of No.0 fuel oil,WSF)为污染物,采用暴露试验法研究了黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏、鳃和肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化物酶(POD)活性的变化和脂质氧化水平(MDA)。利用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR,RIB)指数定量化评价0号柴油污染胁迫对黑鲷不同组织的毒性效应。结果表明,黑鲷受0.60、0.30和0.015 mg·L-1WSF胁迫后,肝脏、鳃和肌肉中SOD、CAT和GST酶活性呈现诱导-抑制的规律性变化,POD活性呈现抑制-诱导的规律性变化,MDA含量则呈现先降低后升高的变化趋势。各组织表现出一定的差异性,且肝脏较早诱导酶活性。依据RIB值大小分析得到各组织氧化应激能力水平由高到低依次为肝胰腺、鳃和肌肉。RIB值总体表现为前期升高后期下降的变化趋势,肝脏组织RIB值与WSF浓度具有较好的正相关关系。

公路动、静态标志整合技术研究

针对公路信息发布重合路段的动、静态标志,从标志整合具备的基础条件入手,参考城市快速路在标志整合上的相关经验,对公路动、静态标志整合内容进行挖掘。基于认知模型的最小前置距离分析和基于短时记忆的最大前置距离分析,在此基础上得出动、静态标志合并距离条件,为公路动、静态标志具体的整合方案提供了空间约束条件。最后,以设计速度为120km/h的双向四车道高速公路为例,提出了标志整合的基本方案。

基于整合生物标志物响应法的镉对背角无齿蚌氧化损伤胁迫效应评估

以背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为受试生物,在实验室模拟条件下研究了环境浓度Cd^(2+)对其鳃组织与内脏团抗氧化防御系统的影响。结果表明:在不同质量浓度Cd^(2+)暴露下,超氧化物歧化酶(SOD)与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性随暴露时间延长具有类似的变化趋势,均表现为低质量浓度诱导、中质量浓度诱导-抑制、高质量浓度抑制的变化趋势;鳃组织中过氧化氢酶(CAT)与GPx具有一定的互补性,但均与SOD间相对独立;丙二醛(MDA)含量随暴露质量浓度增加及暴露时间延长而不断上升;鳃组织与内脏团抗氧化酶活性变化具有明显的时间-效应与剂量-效应关系。整合生物标志物响应(IBR)分析结果表明:Cd^(2+)质量浓度越高,各组织IBR值越大,造成的损伤越大;其中,内脏团抗氧化酶较鳃组织敏感,损伤程度大于鳃组织;Cd^(2+)暴露短时间内各组织IBR值与Cd^(2+)质量浓度间具有较好的相关性,鳃组织决定系数高于内脏团。

中医药整合医学—三论创建新医药学

本文介绍了在中医药理论精髓(整体观、系统论)指导中医药与现代科学技术整合过程中,所提出的中医药整合医学的发展背景和研究实践,从基于化学物质组学的中药复方化学研究体系,"系统-系统"的中药复方研究模式,整合化学物质组学的中医药系统生物学和临床系统生物学,整合生物标志物体系,聚焦整合生物标志物群,中药工程集成化创新与自主创新,中药复方新药创制及技术支撑体系,复方药物研发创新体系,化学生物学和仿人体微流控芯片等多个方面阐述了中医药整合医学具体研究内容和展望。

三种有机紫外吸收剂对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃组织抗氧化能力和细胞凋亡相关基因表达的影响

二苯甲酮-3(BP-3)、4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)和4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯(EHMC)是三种常用的有机紫外吸收剂,在水环境中被频繁检出,对水生生态系统安全构成潜在威胁。为探究三种有机紫外吸收剂对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃组织抗氧化响应和相关细胞凋亡基因的影响,将蛤仔分别暴露于环境相关浓度的三种紫外吸收剂溶液中,检测鳃组织抗氧化酶活性和细胞凋亡相关基因转录水平,并通过第二代整合生物标志物响应法(IBRv2)对三种紫外吸收剂的生物毒性进行比较分析。结果显示,三种紫外吸收剂短期暴露会诱导抗氧化响应提高抗氧化能力,而长期高浓度暴露会导致抗氧化能力的降低。BP-3、4-MBC和EHMC可能通过启动线粒体途径和fas介导的死亡受体途径诱导菲律宾蛤仔鳃组织产生细胞凋亡。通过IBRv2分析发现,在环境常见浓度1μg/L的暴露水平下,短期(1 d,7 d)暴露时,BP-3对菲律宾蛤仔鳃组织表现出的综合毒性效应最强,而随着暴露时间的延长(28 d),三种紫外吸收剂表现出的综合毒性效应相近。研究结果为水环境中有机紫外吸收剂的生态风险评估提供了参考数据。

中医药临床系统生物学研究体系与实践

中医药临床系统生物学是为适应中医药临床研究和转化医学的需要,以推动"系统-系统"模式的中医药现代化和国际化为目标,在中医药整体观和系统论指导下,整合运用多种系统生物学技术,通过对病、证诊疗方法和药物临床合理应用方法的创新研究来为临床服务,提高临床诊治水平的学科。针对现行研究中存在的"方、证、病割裂,基因、蛋白质、代谢物分离"等问题,我们提出构建以多层面生物标志物群为特征的临床系统生物学研究体系。整合的生物标志物群包括中医证候指标、临床生化及影像学指标、系统生物学标志物群多个层面,系统生物学指标包含基因、蛋白质、代谢物多个层次的标志物群。建立的整合生物标志物体系可应用于疾病早期预警、临床诊治、指导个性化用药、疾病预后以及药物评价。以近年来我们开展的糖尿病肾病中医药临床系统生物学研究为例,开展了包含中医证候指标和临床病理生化指标研究,还包括整体代谢指纹特征谱以及七大类百余种磷脂、15种脂肪酸、21种嘌呤嘧啶、8种硫醇氨基酸的定量指标和14种糖尿病肾病相关基因在内的系统生物学研究,初步得出整合生物标志物群(IBS),应用于糖尿病肾病气阴两虚证的辅助诊断和糖肾方临床疗效评价,可为系统生物学应用于中医药临床研究和实践应用提供参考。以临床疗效为导向的中医药现代化研究是中医药发展的最佳途径。

从临床出发,以信号通路为靶标的复方新药研发策略、途径与实践——六论创建新医药学

本文对中医药现代化之路朝向何方之问,提出了新药研发重点将从新化学实体(NCE)转向复方新药(innovative compound drug,ICD)的观点。在分析新化学实体研究开发模式的缺陷——从动物模型和从靶点出发的新药研究开发的局限性基础上,指出"病"(西医)和"证"(中医)具有统一的生物学意义和生物物质基础(基因、蛋白质、代谢物等)。本文提出了基于"系统-系统"(人体系统-药物系统)模式的复方药物的定义和特点,给出了从临床出发,以信号通路为靶标的复方新药(包括中药复方、西药复方和中西药复方)研发策略。以中药方剂糖肾方治疗糖尿病肾病(DN)的临床研究为例,阐述了研究途径和实例。最后,再次提出设立中国"新医药学发展计划"的倡议。

基于IBR模型研究磷化工区溪流水体对斑马鱼的毒性效应

为评价磷化工区溪流水体的潜在生态风险及其对水生动物的毒性效应,选择磷化工区溪流水体对斑马鱼进行28 d暴露实验,测定不同暴露时间下斑马鱼肝脏、鳃组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量,并运用整合生物标志物响应指数(integrated biomarker response,IBR)综合评价该溪流水体对斑马鱼的毒性效应。结果表明,在磷化工区溪流水体胁迫下,斑马鱼肝脏、鳃组织中SOD、CAT和POD活性随时间变化均呈现先升高后降低的趋势,且在第7天时,除肝脏POD酶活性变化不显著外(P>0.05),其他酶活性均达峰值(P<0.01);肝脏组织中MDA、GSH含量呈现降低趋势,其中,MDA含量在第14天时显著低于对照组水平(P<0.01);GSH含量在第21天时显著低于对照组水平(P<0.01);鳃组织中MDA、GSH含量则呈现先升高后降低的趋势,且在第7天时显著高于对照组水平(P<0.05),随着暴露时间的延长,除鳃组织GSH含量在第28天显著低于对照组外(P<0.05),其他时间点鳃组织MDA、GSH含量变化均不显著(P>0.05)。运用IBR方法进行计算发现,磷化工区溪流水体对斑马鱼肝脏、鳃组织的毒性效应呈现显著的时间效应;总体上肝脏IBR值大于鳃,表明磷化工区溪流水体对斑马鱼肝脏的影响高于鳃。磷化工区溪流水体具有一定生物毒性,磷化工污染的水生生态风险应受到关注。

BaP和DDT暴露对翡翠贻贝胚胎重要酶活性影响的比较研究

为了揭示不同浓度苯并芘(BaP)及滴滴涕(DDT)对海洋贝类胚胎的生态毒理效应,将翡翠贻贝(Perna viridis)胚胎分别暴露于不同浓度BaP及DDT中,检测暴露24 h和48 h后,BaP和DDT对翡翠贻贝胚胎抗氧化及非特异性免疫酶活性的影响,包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP),并利用综合生物标志物响应(IBR)指数对苯并芘及DDT对翡翠贻贝胚胎的综合毒理效应进行评价。结果表明,BaP和DDT胁迫显著影响翡翠贻贝胚胎抗氧化酶(SOD、GPx)和非特异性免疫酶(ACP、AKP)的活性。与对照组相比,随着暴露浓度的升高,胚胎SOD、AKP的活性呈现先抑制后诱导的趋势。DDT和BaP对ACP酶活性的影响不同,其中BaP对ACP活性的影响表现为先抑制,后恢复,而DDT对翡翠贻贝胚胎ACP的活性影响不显著。IBR分析表明,在胁迫早期随着污染物浓度的升高,RIB值逐渐增大,随着染毒时间延长,处理组RIB值均减小,总体来说,DDT的RIB值比BaP的RIB值大,表明DDT的胚胎毒性较强。通过探究翡翠贻贝胚胎重要酶应答BaP和DDT胁迫的毒理生化响应,评价持久性有机污染物对海洋贝类的毒理效应,为敏感生物标志物的筛选打下一定的基础,且为海洋环境的污染早期预警监测提供了一种新思路。

不同倍性虹鳟幼鱼对急性温度胁迫的抗氧化响应

虹鳟属于冷水性鱼类,其生存的最适温度为12～18℃,温度胁迫是虹鳟在夏秋季养殖过程中经常遇到的问题.枫叶鲑和硬头鳟均为品质优良的虹鳟选育种.为探讨急性温度胁迫对两种倍性虹鳟抗氧化响应的影响,本研究选取二倍体枫叶鲑和三倍体硬头鳟幼鱼,分别在13、17、21和25℃下进行热应激试验.在达到目标温度后的0、1、6和12 h取样,之后将受试鱼恢复至13℃的适宜温度下培养,并在恢复培养的、1、12、24和48 h后取样,测定受试鱼肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,以及脂质过氧化物(LPO)、丙二醛(MDA)和热激蛋白70(HSP70)含量.结果表明:枫叶鲑和硬头鳟的3种抗氧化酶活性在17℃组没有出现显著升高;21℃组枫叶鲑和硬头鳟的SOD活性在热应激期间出现显著升高,但枫叶鲑的SOD活性在恢复过程中恢复到正常水平;25℃组枫叶鲑和硬头鳟的SOD、CAT和GPx的活性均显著提高;但在恢复试验进行、24 h后,CAT和GPx的活性恢复到正常水平.枫叶鲑在1721和25℃组HSP70的产生量显著高于13℃组,而硬头鳟仅在21和25℃组HSP70的产生量显著高于13℃组.通过整合生物标志物响应指标值对多种抗氧化参数进行分析,发现枫叶鲑在17和21℃组急性温度胁迫下的抗氧化响应显著高于硬头鳟,但在25℃组硬头鳟的抗氧化响应高于枫叶鲑.这表明不同倍性虹鳟幼鱼在不同温度急性胁迫下的抗氧化响应有所差异.

关联临床疗效的中药复方质量评价思路探讨

中药复方质量评价是中药研究领域的热点与难点,囿于与临床疗效的相关性而备受争议。开展关联临床疗效的中药复方质量评价方法学,是让中药质量研究回归初衷,确保其临床有效性、安全性的重要举措。为此,本文立足"源于临床-证于试验-归于临床"研究策略,以模式药消渴方为例,从临床切入发掘代谢组、蛋白质组、微生物组的特征信息,融入人工智能发现关联临床疗效的整合标志物;以整合标志物为联通临床与基础的纽带和指征,阐释关联临床疗效的消渴方主要药效物质和关键作用靶点;回归临床样本验证,建立基于主要药效物质和关键作用靶点的消渴方质量化学评价和生物评价方法及关键技术,最后形成包括疗效应答指标(关联临床)、主要药效物质(化学评价)、关键作用靶点(生物评价)三要素在内的中药复方质量评价方法学,以期为提升中药复方质量评价能力提供新思路、新方法。