新医科生物化学“核苷酸代谢”微课案例教学研究

思政教育必须贯穿理论课教学全过程,促使学生养成良好的学习习惯和积极的学习态度,培养学生实事求是的科学态度和团结合作精神,培养学生最基础的创新意识与创新能力,提高其心理素质,使学生以积极严谨的态度解决学习过程中遇到的问题,促使学生养成探索的习惯,以保证学生全面发展,提升自身的思想道德水平,成为高素质人才。以生物化学“核苷酸代谢”教学内容为例,从课程思政融入教学的整体设计思路、教学内容思政教学点、教学效果和教师感悟等方面进行了简要介绍,取得了一定的教学效果,希望为其他学科的课程思政融入提供一定的帮助和指导作用。

吗啡在基因水平对脑嘌呤核苷酸代谢的影响

目的:通过研究吗啡对大鼠脑组织嘌呤核苷酸代谢的影响,寻找吗啡依赖相关的调控与效应基因。方法:利用核酸分子杂交测定吗啡依赖与戒断大鼠丘脑及颞叶脑组织次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)mRNA的含量变化。结果:核酸分子杂交密度扫描结果显示吗啡依赖、急性及慢性戒断时大鼠丘脑及颞叶脑组织HGPRTmRNA均明显低于对照组(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。结论:吗啡能明显抑制丘脑及颞叶脑组织HGPRT的基因表达,提示吗啡可能通过调控脑核苷酸代谢的关键酶,影响脑核苷酸及核酸代谢。

丹曲林对大鼠缺血再灌注心肌嘌呤核苷酸代谢的影响

目的探讨丹曲林对缺血再灌注心肌嘌呤核苷酸代谢的影响。方法 24只健康雄性Wistar大鼠(n=24)建立Langendorff离体心脏灌注模型,分为两组,对照组即缺血再灌注组和实验组即丹曲林处理组,应用高效液相色谱仪(HPLC)测定嘌呤核苷酸代谢产物腺苷,AMP,尿酸的含量变化,以揭示5’-核苷酸酶(5’-nu-cleotidase,5’-NT),腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA),黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)的活性。结果丹曲林处理组与缺血再灌注组相比,5’-核苷酸酶,腺苷脱氨酶,黄嘌呤氧化酶活性均明显增加(P<0.05)。结论丹曲林通过抑制Ca2+超载,降低Ca2+活化的钙蛋白酶对细胞膜骨架蛋白和结构蛋白的降解,以及增强膜磷脂的稳定性,维持细胞完整性,保存细胞内的各种代谢酶,对缺血再灌注心肌起到保护作用。

核苷酸代谢对胰岛素分泌影响的主要相关因素分析

目的 研究同时作用于胰岛 β细胞第二分泌调控位点水平上的多种核苷酸代谢对胰岛素分泌量的影响。方法 以小鼠离体胰岛细胞为材料 ,用二氮嗪阻断 β细胞膜上的 K+ - ATP通道作用后 ,将细胞外液 K+浓度提高到30 mmol/ L ;用葡萄糖诱导胰岛素分泌 ,同时测定胰岛素分泌量、ATP、ADP、GTP、GDP和 UTP水平 ,并分析它们之间的关系。结果 在上述实验条件下 ,胰岛素分泌仍随葡萄糖浓度增加而增加 ,呈现正常的剂量相关关系 ;与此同时 ,ATP/ADP、GTP/ GDP和 UTP也同步升高 ,三者分别都与胰岛素分泌量呈高度的线性正相关关系 ,但在共同的作用中 ,只有ATP/ ADP能直接对胰岛素分泌产生影响。结论 葡萄糖诱导胰岛素分泌时 ,β细胞内存在第二个细胞调控点 。

健康中国背景下的生物化学课程思政教学探索——以核苷酸代谢章节中的生命教育为例

随着健康中国战略的不断推进,学生对于生命健康问题越来越重视。作为课程思政的一部分,也是教育领域的重点和难点,生命教育的开展须根据时代的发展和学生的关注程度不断进行优化调整。以“生命教育”为抓手开展生物化学课程思政有助于理论结合实际,引导学生树立正确的健康观。本文以核苷酸代谢章节为例,结合核苷酸代谢相关的常见病及罕见病,建构学生运用生物化学知识分析实际问题的能力,在帮助学生完善健康观和生命观的同时,提高学生的科学素养,增强学生的家国情怀和社会责任感。

中药学专业《核苷酸代谢》章节教学设计案例

《核苷酸代谢》是生物化学课程中非常重要的一个章节,为以后学习药理学、分子生物学等课程奠定基础,本文对《核苷酸代谢》章节的教学设计进行了探讨,并从教学内容,学情分析,教学目的,教学策略,教学设计环节和教学互动环节等八个方面进行了比较深入的分析讨论,探索中药学专业学习生物化学课程的教学过程,致力于提高教学水平。

基于自主学习的生物化学教学浅析——以核苷酸代谢为例

生物化学是一门重要的医学基础课程,为在教学过程中培养学生的自主性和创新性,本文以核苷酸代谢为例,介绍基于自主学习能力培养的课堂设计及实践,按照确定教学目标、设计问题、组织学生小组讨论和教师总结的模式开展教学,从而激发学生学习兴趣,培养学生综合能力。

高强度运动对人体骨骼肌嘌呤核苷酸代谢的影响

高强度运动时腺嘌呤核苷酸代谢起着重要作用。高强度运动造成腺苷酸从肌肉中丢失，机体如何回补？运动员是否需要从食物中补充？这正是当前学者们研究的一个重要课题。

大鼠再生肝8种细胞的嘌呤核苷酸代谢基因转录谱预示的代谢活动

为了解大鼠肝再生中肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等8种肝脏细胞的嘌呤核苷酸代谢基因转录谱及预示的代谢活动,按张丽君[1]等方法分离大鼠部分肝切除后10个恢复时间点大鼠再生肝的上述8种细胞,用RatGenome2302.0芯片等检测嘌呤核苷酸代谢基因在上述细胞中表达变化,用Excel等软件及生物信息学和系统生物学等方法分析它们的表达模式、预示的生理活动等.结果表明,85个嘌呤核苷酸代谢基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,8种细胞的相应基因数为40,43,30,42,22,26,36和48.上调、下调、上/下调的基因个数为49、11、31,相应细胞的基因数为27、20和1,31、4和1,15、7和3,12、10和0,23、15和3,19、7和2,39、3和1,33、6和0.其中,催化DNA合成的DNA聚合酶基因和催化RNA合成的RNA聚合酶基因在肝再生的多个时间点和多种细胞中表达增强,胆管上皮细胞和星形细胞的腺苷酸合成相关基因表达增强.肝细胞、卵圆细胞和星形细胞的核苷酸分解相关基因、肝细胞、星形细胞和树突状细胞的嘌呤核苷分解相关基因表达减弱.预示大鼠肝再生与嘌呤核苷酸代谢密切相关.

地中海贫血的红细胞抗氧化酶和核苷酸代谢酶活性变化

为了探讨地中海贫血（地贫）的溶血机制，本文系统地研究了地中海贫血各型及亚型的红细胞抗氧化酶及核苷酸代谢酶活性，活性单位采用比较客观的ＩＵ／ｇＨｂ表示。发现地贫红细胞中抗氧化酶活性增高，认为该现象与地贫红细胞内氧化压力升高有关，酶活性增高是为了抵抗自由基对膜蛋白、膜脂质的损伤。发现轻型β地贫红细胞中嘧啶５′核苷酸酶（Ｐ５′Ｎ）活性降低，认为该酶活性降低与β地贫红细胞内嗜碱性点彩颗粒形成有关。

NSUN2通过靶基因PRPS2调控核苷酸代谢从而介导肝癌细胞的增殖

目的:探讨NOP2/Sun RNA甲基转移酶家族成员2(NOP2/Sun RNA methyltransferase 2,NSUN2)在肝癌发展中的功能和机制。方法:比较肿瘤基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)肝癌数据集中肝癌组织与正常组织NSUN2的mRNA表达水平;Western blot检测9对肝癌患者肝癌组织与癌旁组织中NSUN2的蛋白表达水平;Kaplan-Meier法分析肝癌TCGA数据集中NSUN2对肝癌生存预后的影响;活细胞动态成像与分析系统记录经shNSUN2慢病毒感染的Huh7和SNU182细胞的实时生长情况及集落形成实验检测细胞增殖能力;基因富集分析(GSEA)肝癌TCGA数据库中高表达NSUN2组富集的信号通路,探索NSUN2可能甲基化的关键基因和参与的信号通路;Pearson法分析TCGA数据集中NSUN2与预测基因的相关性;在SNU182细胞中敲低NSUN2后,用RT-qPCR和Western blot验证预测基因表达的变化。结果:TCGA数据集分析结果及Western blot实验结果显示NSUN2在肝癌组织中高表达。敲低NSUN2后Huh7细胞和SNU182细胞的增殖能力降低。基因富集分析结果显示嘌呤和嘧啶代谢通路在高表达NSUN2组富集。重亚硫酸盐甲基化测序(Bisulfite-Seq)结果与基因富集分析结果存在共同变化基因有PRPS2、ADSL、POLR2D、CANT1、ENTPD4、TXNRD1和CAD。Pearson相关分析结果显示TCGA数据集中NSUN2与PRPS2的mRNA表达呈正相关(r=0.3283,P<0.05)。RT-qPCR和Western blot结果验证了敲低NSUN2后抑制了SNU182细胞中PRPS2的mRNA和蛋白表达。RT-qPCR结果显示敲低NSUN2后嘌呤从头合成相关基因的表达降低。结论:NSUN2可能通过调控PRPS2的表达参与核苷酸代谢,从而影响肝癌细胞增殖。

大鼠再生肝8种细胞的嘧啶核苷酸代谢相关基因转录谱预示的生理活动

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的嘧啶核苷酸代谢相关基因转录谱及其预示的代谢活动,分离大鼠再生肝的8种细胞,检测它们的嘧啶核苷酸代谢相关基因表达变化,分析其表达模式及预示的生理活动.结果表明,50个嘧啶核苷酸代谢相关基因在大鼠肝再生中发生了有意义表达变化,8种细胞的相应基因数为25、33、16、24、15、15、21和18.肝细胞、胆管上皮细胞、窦内皮细胞的通过嘧啶核苷酸前体合成嘧啶核苷酸活动增强,除树突状细胞外其他7种细胞的嘧啶核苷酸分解代谢减弱.结论:大鼠肝再生与嘧啶核苷酸代谢密切相关.

短链氯化石蜡对人体正常肝细胞的代谢干扰

短链氯化石蜡(SCCPs)是一类新兴的持久性有机污染物,广泛存在于环境基质和人体样本中。SCCPs具有环境持久性以及远距离迁移能力,能够在生物体内积累并具有广泛的生物毒性效应,威胁着人类健康。本研究采用代谢组学方法评估了低剂量组(1μg/L)、中剂量组(10μg/L)以及高剂量组(100μg/L)的SCCPs暴露对人体正常肝细胞L02的代谢干扰。主成分分析(PCA)与代谢扰乱水平指数(MELI)计算结果表明3个剂量组的SCCPs均能够引起L02细胞代谢活动的紊乱。在3个暴露组中,72个差异代谢物经二级质谱图信息定性或标准品验证。其中,1μg/L SCCPs暴露组与10μg/L SCCPs暴露组、100μg/L SCCPs暴露组分别有33个、36个相同的差异代谢物。10μg/L SCCPs暴露组与100μg/L SCCPs暴露组有46个相同的差异代谢物。3个暴露组有33个相同的差异代谢物。在72个经二级质谱图信息定性或标准品验证的差异代谢物中,参与氨基酸代谢、核苷酸代谢和脂质代谢通路的差异代谢物分别有9、9以及45个。富集通路分析结果表明:SCCPs对L02细胞的代谢干扰主要表现在脂质代谢、脂肪酸β氧化以及核苷酸代谢通路上,且中、高剂量的SCCPs暴露引起更广泛的代谢通路的紊乱。SCCPs暴露干扰了甘油磷脂以及鞘脂类的代谢通路,其中,磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺以及鞘磷脂丰度的显著变化表明SCCPs暴露对细胞的生物膜有一定的损伤。同时,SCCPs暴露通过降低短链和中链酰基肉碱的含量抑制L02细胞中脂肪酸β氧化,提示细胞通过氧化脂肪酸供能减少。值得注意的是,与中剂量和低剂量SCCPs相比,高剂量的SCCPs暴露对脂肪酸β氧化的抑制作用更强。此外,SCCPs暴露诱导了核苷酸代谢通路的紊乱。次黄嘌呤水平显著升高提示SCCPs暴露可能诱导了L02细胞的缺氧、活性氧增多或者致癌等相关不良效应。

dCTP焦磷酸酶1调节肿瘤细胞核苷酸代谢及表型的研究进展

三磷酸脱氧胞苷焦磷酸酶1(dCTP焦磷酸酶1,DCTPP1)是新发现的靶向三磷酸脱氧胞苷(dCTP)的焦磷酸酶,它不仅通过水解常规性和修饰性dCTP调节胞嘧啶代谢,而且参与其他嘧啶核苷酸的稳态调节。肿瘤细胞进程中,DCTPP1的高表达有利于稳定脱氧核苷三磷酸池(dNTP池)的平衡和基因组的甲基化水平,维持肿瘤细胞基因组稳定性。此外,DCTPP1通过不同的信号途径促进肿瘤细胞的增殖、转移等恶性表型,并与肿瘤耐药及临床不良预后相关。DCTPP1或将成为抗肿瘤药物研发的“明星”靶点。对其调节机制的深入研究有望为肿瘤核苷酸代谢类靶向抑制剂研发提供新策略。

胃癌代谢组学研究进展

代谢组学可以检测小分子代谢物,从而发现机体已经发生的细微变化,现已被越来越多地用于癌症研究。胃癌发病率居消化道肿瘤首位,发现时多处于晚期,预后较差,因此早期诊断尤为重要,但仍缺乏有效的胃癌早期诊断标志物。胃癌发生后,往往会伴随着机体的代谢过程包括糖代谢、氨基酸代谢、脂质代谢、核苷酸代谢、微生物代谢等异常变化,机体内小分子物质也会发生质或量的改变,这些代谢组学的变化可以为选择有效的胃癌诊断标志物和靶向治疗提供新思路。本文就胃癌代谢组学的研究进展进行综述。

c-Myc调控肿瘤代谢作用机制的研究进展

转录因子c-Myc广泛参与了正常细胞的增殖、分化和代谢等关键进程,在大多数肿瘤中,MYC原癌基因异常激活,过量表达的c-Myc蛋白可以直接调控关键代谢酶的表达,或通过抑制microRNA间接调控肿瘤相关的代谢通路,表现出营养吸收增加、糖酵解和谷氨酰胺代谢增强、脂肪酸和核苷酸合成增加等代谢失调特征。本文从c-Myc蛋白调控肿瘤糖酵解、谷氨酰胺代谢、三羧酸循环、脂质代谢及核苷酸代谢等研究进展进行综述,为研发靶向c-Myc的抗肿瘤靶点及药物提供理论参考。

P53与肿瘤代谢的最新研究进展

由TP53编码的P53蛋白是防止细胞癌变所需的关键因子,有广泛而强大的功能。P53在诱导细胞周期停滞、DNA损伤修复、细胞凋亡和衰老等过程中发挥重要作用,且这些功能的丧失不会使P53失去抑癌活性。新陈代谢是生命的基础,代谢异常导致多种疾病如肿瘤的发生,是癌症进展的主要驱动力之一。最近研究发现P53在调节全身代谢中起关键作用。P53介导的细胞代谢调节是控制肿瘤发生、发展的基本机制,有助于抑制肿瘤活性。本文就P53与葡萄糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸代谢的关系进行综述,并梳理肿瘤发展中P53在这些代谢调控中的复杂机制和最新研究进展。

β-烟酰胺单核苷酸对生理机能影响的研究进展

我国处于亚健康状态的超重或肥胖人群与老龄化人口数量都在逐年上升。在衰老和肥胖过程中,细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD^(+))水平会发生系统性下降。NAD^(+)是细胞能量代谢、调节细胞机能、影响衰老的关键靶点,因此,通过补充NAD+前体以改善生理机能、延缓衰老已经成为目前研究热点。β-烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,NMN)是动物体内NAD^(+)代谢的中间产物,也是目前最直接高效的NAD^(+)补充前体。但是NMN对生理机能存在多方面多器官的复杂影响,而且人体临床试验与动物实验结果并不一致,服用量也尚未确定。本文综述到目前为止NMN的动物实验和人体临床试验结果,旨在探究补充NMN对动物、人体生理机能的影响、机制及其适宜剂量和不良反应,以期为未来NMN研究与应用提供思路。

用于免疫细胞代谢重编程的纳米药物在肿瘤治疗中的研究进展

细胞代谢可以满足细胞的基本生存和生物合成需求。为了无限分裂,肿瘤细胞进化出特定的代谢模式以保证它们的快速生长和增殖[1]。肿瘤代谢重编程是癌症发展的重要影响因素,根据代谢物质的不同,其可分为糖酵解、氨基酸代谢、脂质代谢以及核苷酸代谢等多个方式。有氧糖酵解(Warburg效应)是肿瘤细胞代谢重编程最典型的特征,即在氧气存在的情况下,增殖的癌症细胞也会优先将葡萄糖转化为乳酸,而不是生成丙酮酸进入三羧酸循环[1-2]。此外,肿瘤代谢重编程还可通过改变氨基酸、脂质甚至核苷酸代谢方式改变肿瘤核心代谢模式,为肿瘤增殖提供多方面的支持[3-5]。