重离子束辐射诱导细胞双链断裂(DSBs)损伤及修复机理的研究进展

重离子束辐射能引发细胞DNA双链断裂,被认为是构成基因组不稳定因素之一。现有研究表明:同源末端连接、同源重组、单链退火和选择性末端连接在修复DNA双链断裂方面发挥着重要的作用,但是影响DNA双链断裂修复途径选择的因素目前仍不清楚。本文对近年重离子辐射细胞产生的DNA损伤特征和修复途径方面的新发现进行了综述,并从类型和分布、染色质状态、DNA末端结构、DNA末端切除、细胞周期方面解释了细胞DNA双链断裂修复途径的选择机制。这对细胞DNA损伤修复的研究具有重要意义,为重离子辐射技术在生物学效应研究方面提供了参考。

植物DNA双链断裂修复机制及其在重离子诱变和基因编辑中的作用

在自然界中,植物会遭受各种环境或内源因素导致的DNA损伤,其中DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)的影响最为严重,如果修复不当,将导致基因组不稳定、基因突变甚至细胞死亡。一方面,植物进化出了强大且有序的损伤修复机制,以确保其存活及正常繁衍;另一方面,基于修复过程的容错性及致突变性,T-DNA插入、基因编辑、物理诱变等技术广泛应用于动植物品种改良。相较于哺乳动物,植物DSBs修复通路及其分子机制报道较为有限。本文综述了植物对DSBs损伤的响应、主要修复途径及关键因子,介绍了通路机制尚未完全解析的替代末端连接(alternative end joining,Alt-EJ)的最新研究进展;此外,探讨了重离子束引起的植物DSBs修复特征和多途径选择,以及基于不同DSBs修复途径的基因编辑技术的研究进展,旨在为深入了解植物DSBs损伤响应及修复的分子机制和研发高效生物育种技术提供参考。

植物多糖对细胞氧化损伤的保护和修复作用

细胞的氧化损伤是许多疾病发生和发展的重要原因之一,许多植物多糖(PPS)对细胞的氧化损伤具有的保护和修复作用.本文重点探讨了PPS修复受损伤细胞的机理,包括:PPS维持细胞的正常结构和形态,清除自由基,提高细胞内抗氧化水平,降低LDH和MDA含量,有效地稳定线粒体膜电位,从而增强细胞活力,降低细胞凋亡率.讨论了PPS的浓度效应,过量的PPS可能抑制细胞增殖;PPS对癌细胞表现出抑制效应;PPS抑制肾结石形成不仅归因于其可抑制尿晶体成核、生长和聚集,阻止晶体与细胞的黏附,而且归因于其对肾脏组织的保护作用.

蜀本草多糖对植物DNA损伤的修复

研究蜀本草多糖对植物DNA损伤的修复作用,以蜀本草为原料,通过热水提法提取蜀本草多糖。经过浓缩、脱色、脱蛋白获得蜀本草多糖粗品。用不同浓度重金属溶液处理生长中的蚕豆幼苗,72 h后通过单细胞凝胶电泳检测蚕豆幼苗DNA损伤情况;采用不同浓度的蜀本草粗多糖溶液培养受损的蚕豆幼苗,检测其对蚕豆幼苗DNA损伤的修复作用。结果:20μmol CuSO_4对蚕豆幼苗叶片细胞诱导出了明显的DNA迁移。用蜀本草多糖溶液培养此浓度CuSO_4胁迫受损的蚕豆幼苗,其DNA受损情况得到一定改善,当蜀本草多糖浓度为200μmol时,彗星图像尾部明显缩短,修复效果明显。蜀本草多糖对植物DNA损伤修复存在一定的作用,但其作用的具体机制需要更进一步研究。

湿地植物对镉和抗生素单一及复合污染物的去除机制

本文对镉和抗生素残留的湿地植物体内体外2条去除途径、镉-抗生素复合污染的湿地植物去除研究进展进行综述。湿地植物根系是植物去除镉的主要部位——镉在湿地植物根际微环境的迁移转化受根际分泌物有机酸、土壤理化性质、微生物群落等影响,植物体内螯合素的螯合/络合作用对镉的植物体内去除起重要影响,而植物根表铁膜是重要的植物体外螯合物,是植物根际-微生物共同体发挥去除效应的场所。湿地植物-微生物协同效应能有效去除抗生素残留污染,但抗生素残留对根际微生物群落组成和结构影响显著,存在产生抗生素抗性细菌和抗性基因的风险。镉和抗生素复合污染因污染物母体种类、浓度不同而表现出不同的络合物行为特征,进而影响对湿地植物的毒性作用;也同时带有污染物母体的毒性特征,呈现复杂的毒性机制。相较于环境中的综合性污染现状,目前仅对少数种类重金属和抗生素复合污染的湿地植物去除进行研究。结合近年来国内外研究进展,我们提出湿地植物去除抗生素及其重金属抗生素复合污染物现有研究的不足及未来发展方向,以期为重金属和抗生素复合污染的湿地植物修复技术提供理论支撑。

干细胞培养和三维支架用于软骨修复

膝关节软骨组织自我修复能力较低,因缺乏血管系统和有限的祖细胞浸润,故治疗选择有限。本研究回顾了使用商业可用的无细胞吸收的支架,将培养/自体骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)固定在支架上的一期试验的一年随访结果。这项前瞻性开放标签试验包括六名有膝关节软骨病变症状的患者。从骨髓中提取自体富含血小板的血浆(PRP)。将PRP应用于聚乙二醇和透明质酸(Chondrotissue)条带上,然后使用Tisseel纤维蛋白粘合剂将这种移植物粘附在病变处,六周后允许完全负重。主要结局测量指标是Lysholm膝关节评分量表(Lysholm评分)、膝关节损伤和骨关节炎结局评分(KOOS)和疼痛视觉模拟量表(VAS)。12个月时,Lysholm评分从平均53分提高到79.3分(P=0.03),代表临床症状从差改善至一般。KOOS评分从平均47.8分提高到69.90分(P=0.03)。VAS疼痛评分从34.3分降至20.8分(P=0.31)。术后12个月MRI检查显示植入物固定和融合良好。结论:对膝关节软骨损伤患者的研究发现,使用三维支架结合培养的干细胞治疗,可以在12个月内改善功能和疼痛。

带血管蒂周围神经在联合移植修复脊髓损伤中的作用

目的 :探讨带血管蒂周围神经促进胚胎脊髓修复成鼠脊髓损伤的能力。方法 :成鼠胸段脊髓损伤后 ,分别移植带血管蒂正中神经 (VPN组 )、孕 14天胚胎脊髓 (FSC组 )、带血管蒂正中神经加胚胎脊髓 (V +F组 )。术后 8周行组织学及电生理检查。结果 :V +F组移植神经与脊髓连接紧密 ,有较多新生轴突长入 ,雪旺氏细胞大量存活和增殖 ,神经丝蛋白、10 0 %饱和硫蛋白阳性反应均明显高于VPN组 (P <0 0 1) ;胚胎移植物与受体融合佳 ,体积增长速度、神经纤维和神经元数目显著高于FSC组 (P <0 0 1) ,大部分细胞分化较好 ,突触较成熟 ;SEP检查示P1、N1波潜伏期显著缩短 (P <0 0 1)。结论 :带血管蒂周围神经与胚胎脊髓联合移植 ,对FSC的生长发育。

水分胁迫引起的两种不同生态型芦苇的DNA损伤与修复(英文)

利用DNA解链荧光分析 (FADU)法检测两种不同生态型芦苇 (PhragmitescommunisT .)在PEG 6 0 0 0胁迫处理后的DNA损伤。结果表明 :无论是 2 0 %还是 30 %PEG 6 0 0 0胁迫处理 ,耐旱性强的沙丘芦苇的DNA损伤都比耐旱性弱的沼泽芦苇较轻。利用不同浓度的二乙基二硫代氨基甲酸钠 (DDC)、H2 O2 、FeSO4 以增加芦苇的 3种活性氧(O-·2 、H2 O2 、·OH)的实验也同样显示出沙丘芦苇抵抗水分胁迫引起的DNA损伤的能力较强。同时 ,当加入外源活性氧清除剂二甲基亚砜 (DMSO)、抗坏血酸 (Vc)时 ,水分胁迫处理的芦苇DNA损伤表现出不同程度的减轻。当PEG胁迫处理的芦苇复水后 ,DNA损伤随复水时间延长而逐渐减轻 ,但沙丘芦苇的DNA损伤修复较快而完全。实验初步证明 :水分胁迫可引起植物体内DNA损伤且该损伤与活性氧有关 ,植物的抗旱性与DNA损伤及修复密切相关。

周围神经损伤与组织工程修复的研究进展

近年来 ,周围神经损伤组织工程修复的研究取得了很大的进展。动物实验与临床研究主要聚焦于寻找理想的人工神经移植替代物、神经导管和种子细胞。神经导管有非降解或可降解两种 ,神经移植物有自体神经、同种异体神经及异种神经移植物 ,作为桥接神经缺损的支架有各自的优点与缺点。同时 ,培养、种植一定数量与高纯化度的具有分泌多种神经营养因子活性的施万细胞也是提高修复神经损伤效果的关键。

NHEJ途径修复DSB的研究进展

一个活细胞的基因组时常受到来自内源性和外源性因素的损伤，包括活性氧和电离辐射损伤的风险。为维护基因组的完整性和预防癌症的发生，迅速和适当的修复受损DNA是必不可少的。DNA双链断裂（DSB）是最有害的DNA损伤类型，并且是由一些化疗药物、电离辐射、紫外线辐射、微束激光、重离子辐照诱导[1]。

植物DNA错配修复系统响应Cd胁迫的研究进展

Cd胁迫下植物细胞内会出现不同形式的DNA损伤(如碱基错配、DNA单/双链断裂和甲基化),DNA损伤会迅速诱导DNA损伤响应(DDR)信号,如ATM、ATR及其下游的信号通路包括细胞周期阻滞、细胞内复制、细胞凋亡以及不同形式的DNA修复途径(如同源重组修复HR、DNA错配修复MMR)。植物细胞DNA MMR系统中的异源二聚体MutSα(MSH2/MSH6)、MutSβ(MSH2/MSH3)、MutSg(MSH2/MSH7)、MutLα(MLH1/PMS1)与有关酶如增殖细胞核抗原(PCNA)、DNA复制因子C(RFC)、DNA核酸外切酶1(EXO1)、单链结合蛋白(RPA)、核酸内切酶FEN1、DNA聚合酶delta(d)和DNA连接酶相互作用,启动DNA MMR反应,从而在感知Cd诱导的DNA损伤、修复DNA损伤、激活细胞周期检验点、确保基因组DNA的稳定性和DNA复制的精确性等方面发挥关键作用。然而,MutS缺失的植物细胞会绕过DNA MMR系统参与的细胞周期阻滞,从而严重影响植物的耐Cd性能。本文重点介绍了植物DNA MMR系统对Cd胁迫的响应以及表观遗传对DNA MMR系统的调控作用机理。

内源性神经干细胞与脊髓损伤修复

脊髓损伤（spinal cord injury,SCI）由创伤引起,常导致损伤平面以下运动、感觉、植物神经功能障碍等,该病发病率高、致残率高,给患者及其家属和社会带来沉重的精神、经济负担。

人类脐带血管修复周围神经损伤的临床疗效观察

以人类新生儿脐带血管（ＨＵＶ）为桥接物移植修复陈旧性周围神经损伤１２例，缺损１．５～７．０ｃｍ的神经１５条。术后随访２３～４７个月。结果显示，所有病人均有明显的肢体功能恢复，尤以感觉功能的恢复较好；优良率达８３％。未见免疫排斥反应和其它副作用。表明ＨＵＶ能有效地引导神经再生。本法桥接缺损在３ｃｍ以内的神经损伤效果尤佳。

紫外线-B辐射对植物DNA及蛋白质的影响

大气平流层中的臭氧衰减,导致太阳辐射中的紫外辐射量有明显的增加,其中UV-B辐射对植物会产生不同程度的影响。分子生态学理论认为,UV-B辐射对植物造成的损伤,首先伤害植物的生物大分子,即进行光化学修饰。本文就臭氧衰减对生态环境和植物的影响途径进行了讨论,重点论述了UV-B辐射对植物蛋白质合成的抑制和DNA的损伤修复途径。并应用分子生物学技术研究植物对UV-B辐射的抗性机理和DNA修复技术的前景进行了展望。

保留残迹对前交叉韧带移植物组织学变化的影响

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）是膝关节的重要稳定结构，目前临床上通常采用自体或异体肌腱重建方法治疗ACL损伤。临床上ACL损伤后在胫骨或（和）股骨止点处常会存留部分韧带残迹。近年来不少学者逐渐认识到保留ACL残迹纤维可能有利于重建术后移植物的存活及功能发挥[1-2]。本研究探讨保留残迹重建ACL对术后移植物组织学变化的影响，为保留残迹重建手术提供参考。

人工韧带在膝交叉韧带断裂修复中的应用

膝关节交叉韧带损伤是一种发生率较高的骨科疾病，治疗不当可致膝关节不稳，功能受限。由于交叉韧带的自身修复能力差，所以多采用移植物重建，人工韧带就是其中的一种，本文就人工韧带的发展及现状做一综述。