网络生物标志物、交互网络和动态网络生物标志物在呼吸系统疾病中的研究进展

疾病特异性的生物标志物是在疾病发生发展或者治疗过程中出现功能性改变的物质,而在疾病特异性的生物标志物研究过程中,定义和确认交互网络和网络生物标志物日趋重要。本文将分别概述网络生物标志物、交互网络和动态网络生物标志物(dynamical network biomarkers,DNB)的定义、意义、相关研究以及潜在的应用前景。疾病特异性交互网络、网络生物标志物或动态网络生物标志物有助于理解疾病发生的分子机制、风险评估、疾病分类和监测以及评估治疗反应和毒性。基于蛋白的动态网络生物标志物能为区分患者健康状态和疾病前状态提供更多的信息,这有助于疾病的早期诊断。而临床生物信息学是定义和确认疾病特异性的生物标志物最主要的方法。

肝纤维化发病机制与临床诊断的研究进展

肝纤维化是机体对各种病因引起的慢性肝损伤后的一种损伤修复反应,慢性肝病发展至最后将发展成为肝硬化,肝硬化及其并发症威胁着全球居民的生命健康.在过去的几十年中,人们在肝纤维化的发生机制方面已经取得了很大的进展.HSC的激活是肝纤维化发生过程中的一个重要事件,同时各类细胞因子与其对应受体;以及各类炎症细胞均在纤维化发展过程中扮演着重要的角色.在肝纤维化的诊断领域,除了传统的肝活检技术,新型分子标志物以及影像学诊断技术均为临床诊断提供了准确的诊断依据.肝纤维化发生机制与诊断技术领域所取得的重大发现,给慢性肝病患者的纤维化治疗以及康复带来了新的曙光.

HotDataSpider,一个生物医学文献热点数据自动化抽取工具

学术期刊中的附加数据是进行数据分析和文本挖掘的重要依据,具有的分散性、多样性和时效性的特点,难以管理和维护,文章将这类数据称HotData。HotDataSpider以生物医学类文献为研究对象,对生物信息学领域15本国际权威期刊提供的附加数据进行分析,实现了自动抽取、转换,最终将整理好的数据集批量导入到上海生物信息技术研究中心提供的HotData主题数据库中。

网络标志物和动态网络标志物

网络标志物或网络生物标志物:分子浓度或表达量一般随时间和条件变化,因此传统的分子生物标志物(molecular biomarker)不能稳定地表征生物状态(如正常状态或疾病状态),而分子网络(如调控网络或相互作用网络)是相对稳定的形态,可稳定地表征生物状态。

人类基因组结构变异检测研究进展

高通量、高分辨率基因组学技术的出现推动了人类基因组中长度在1kb^3Mb的亚显微水平结构变异检测方法的发展,这些结构变异主要包括基因拷贝数变异、倒置、插入、缺失、重复及其他基因重排.而传统的细胞遗传学技术达不到如此高的分辨率.本文介绍了目前主要的基因组结构变异的检测技术,包括基于芯片的比较基因组杂交技术和代表性寡核苷酸芯片分析技术,基于PCR的多重扩增探针杂交技术和依赖于连接反应的多重探针扩增技术,配对末端图谱技术等.还比较和分析了各种方法的优劣势并提出了目前结构变异数据库存在的问题.最后讨论了这些变异对于人类表型多态性、疾病易感性、药物反应程度及群体遗传学的影响.

细胞色素酶2D6的分子对接以及分子动力学研究

细胞色素酶P450是人体内重要的药物代谢酶.通常,这类酶在其结构中都含有一个亚铁血红色分子,并且负责代谢超过90%的已知药物分子.细胞色素酶2D6是这类酶中的重要一员,它负责代谢大约20%～30%的已知药物分子.利用分子对接和分子动力学模拟的方法,研究了细胞色素酶2D6的结构特征以及其与药物分子之间的相互作用.并且发现,细胞色素酶2D6活性位点中的Glu216,Asp301,Ser304和Ala305在其与药物分子的相互作用中有着重要的作用.它们可以形成一个或者多个氢键来固定药物分子.同时其活性位点中的Phe120可以通过形成一定的Π-Π相互作用来识别和固定药物分子.这些发现有助于进一步了解细胞色素酶2D6的结构特征,特别是其活性位点附近的结构特征,理解细胞色素酶2D6代谢药物的机理.同时,由于细胞色素酶2D6存在着单核苷酸多肽性,所得到的结果可以为个性化医疗提供一定的理论基础.

代谢网络进化过程中拓扑结构与功能之间的关联

代谢网络进化过程中酶的拓扑连接与它们的功能之间具有怎样的关联呢?这种关联在亲缘关系较近的物种间是否具有一定的相似性呢?以叶绿体和其内共生祖先蓝藻(Synechococcus sp.WH8102,syw)的代谢网络为对象,以大肠杆菌、拟南芥和红藻的代谢网络作为对照,研究酶的连接度与其功能之间的关联.结果表明,各个物种中不同代谢通路和性质分类(EC)的酶都具有不同的平均连接度,但是同一代谢通路或性质分类的酶在叶绿体和蓝藻syw中显示非常相似的连接度.另外,叶绿体与蓝藻syw之间的保守模块,如氨基酸代谢等,具有明显更高的平均连接度.而且,叶绿体和蓝藻中的同工酶都比其他酶具有更高的连接度,对应基础类代谢通路,并存于二者之间的保守模块中.因此,尽管内共生过程中叶绿体代谢组发生了较大的重组,但是网络拓扑结构与功能间的关联仍然与其祖先细菌蓝藻非常相似,说明这种关联可能用于衡量进化过程中物种间亲缘关系远近的程度.

miRNA与肿瘤细胞耐药的关系

化学药物治疗(简称化疗)是目前治疗恶性肿瘤的主要手段之一,但化学治疗同时受到原发性耐药和获得性耐药的制约.细胞学上的耐药机制包括药物外排泵,如P-糖蛋白和多药耐药相关蛋白的过表达、药物靶点的突变、细胞修复系统的增强及细胞凋亡的减弱等.这些途径中的关键基因在遗传学水平及表观遗传水平的变异可以导致肿瘤细胞耐药现象的发生.其中,miRNA是这些关键基因的调节方式之一.miRNA参与生命过程中一系列的重要过程,包括动物的生长发育、组织分化和疾病的发生发展等,也参与调节肿瘤细胞对化疗药物的敏感性.本文简要综述了miRNA与肿瘤细胞耐药性的相关进展.

顺式调控元件对“头对头”基因对共表达的影响

转录调控是生物学过程中最关键的环节之一,其中顺式调控元件在基因表达调控中发挥了极其重要的作用.本研究通过对公共顺式调控元件的活性和行为进行分析,从而推断"头对头"基因对共表达的原理.用网络组分分析法估测顺式调控元件在不同条件下对基因启动子及其活性的影响.结果揭示了生物系统如何利用这些调控元件调控"头对头"基因对的表达模式和整个转录调控系统.

预测和分析血吸虫含有EF-hand结构域的表膜蛋白的功能

血吸虫病仍然是严重危害人类健康的重要寄生虫疾病之一.在血吸虫中发现一类特殊的表膜蛋白,它们含有EF-hand结构域,但是对它们功能的了解除了可以作为抗原之外几乎一无所知.蛋白-蛋白相互作用、位点特异性变异和糖基化位点修饰等insilico分析的结果表明,这类表膜蛋白不仅可以与具有免疫调节功能的宿主蛋白进行相互作用来帮助血吸虫主动调节宿主的免疫反应,还可以通过位点特异性变异、糖基化修饰自身那些可以被宿主免疫攻击所识别的位点,以帮助血吸虫被动调节宿主免疫攻击.此外,对表膜蛋白C端区域的分析表明,这些蛋白还可以协助血吸虫抑制宿主多核细胞的细胞趋化和宿主的IgG4免疫反应来调节和逃避宿主的免疫攻击.总之,分析结果暗示,这些表膜蛋白可以协助血吸虫在宿主-寄生虫相互作用过程中调节和逃避宿主的免疫攻击,起到自我保护的作用.

冬凌草甲素处理的Kasumi-1细胞蛋白磷酸化谱分析

白血病是一种常见恶性肿瘤,是我国重点防治的十大恶性肿瘤之一。冬凌草甲素是一种从草药中萃取的化合物。研究表明,冬凌草甲素能够诱导肿瘤细胞凋亡,但人们对其抗癌作用的潜在分子机制还知之甚少。作者系统分析了经冬凌草甲素处理的人白血病Kasumi-1细胞的蛋白磷酸化水平变化特征,构建了蛋白位点之间磷酸化水平变化的相关性网络。不同于基因调控网络,磷酸化水平变化相关性网络呈现带状结构。网络结构显示了蛋白磷酸化信号的级联放大传递作用,以及冬凌草甲素对蛋白磷酸化水平影响的多向性。受冬凌草甲素影响而发生磷酸化水平变化的蛋白,显著富集在与控制细胞增殖、激酶结合功能、癌症相关的重要通路中。分析结果显示了冬凌草甲素影响下的蛋白磷酸化水平变化特征及其重要作用。

外界刺激作用在苍白球内侧部对失神癫痫的控制机制

本文,我们建立了一个苍白球内侧部-皮层-丘脑平均场网络模型,把外界刺激电压作用在苍白球内侧部研究了失神癫痫的控制机制.研究表明,通过合适地调节电压的强度,癫痫发作可以得到有效的控制.这种调节是通过三条耦合路径之间的相互竞争实现的.我们还从模型本身出发很好地解释了这种控制原理.用到的数据都来自于临床实验数据,因此,由本文得到的结果可以推断大脑苍白球内侧部有可能成为未来深度脑刺激治疗癫痫疾病的目标区域.