真核生物mRNA应激状态下的帽-非依赖性翻译

在真核生物中,mRNA翻译过程包括起始、延伸和终止。其中,翻译的起始阶段最为重要且复杂,它决定了mRNA能否被有效翻译成蛋白质。根据翻译起始机制的不同,真核生物mRNA翻译可以分为传统的帽-依赖性翻译和替代机制帽-非依赖性翻译。当外部环境的刺激或细胞自身的改变使细胞处于应激状态时,传统的帽-依赖性翻译被抑制或下调,替代机制帽-非依赖性翻译得以启动,以保证翻译的顺利进行。真核生物在应激状态下为了维持蛋白质合成的需求,采用多种翻译起始机制来实现帽-非依赖性翻译。其中较常见的是IRES(internal ribosome entry site)、m6A修饰和CITE(cap-independent translation enhancer)所启动的翻译。这些机制允许核糖体在mRNA的特殊区域内部进行启动,而不依赖于传统的m7G帽结构。通过这些机制,真核生物可以在应激状态下仍然进行蛋白质合成,以满足细胞的需要。本文在总结传统帽-依赖性翻译研究进展基础上,着重介绍IRES、m6A和CITE所启动的帽-非依赖性翻译,为更好地探索细胞应激状态下的翻译机制提供参考,为未来的翻译研究和应用提供更多的思路。

人结直肠癌细胞周期各时相中双微体存在形式及复制分离时期的分析

目的探究双微体(Double minute chromosomes,DMs)在肿瘤细胞周期各时相内的主要存在形式,明确DMs的复制、分离时相。方法通过无血清饥饿法阻滞人结直肠癌细胞COLO 320DM周期进展后,取花萼海绵体诱癌素A(Calyculin-A)诱导间期细胞以染色质超前凝集制备核型样本。用秋水仙素处理COLO 320DM细胞以获取有丝分裂(M)期细胞进行核型分析。在普通光学显微镜下观察并拍摄DNA合成前期(G1期)、DNA合成后期(G2期)、M中期、M后期和M末期核型,并统计DMs数量。结果DMs在G1期、M后期和M末期时相细胞中主要以单体形式存在;在G2期和M中期时相细胞中主要以双体形式存在。结论单体型DMs在S期发生复制后由单体转变为双体,双体型DMs在M后期完成分离并由双体转变为单体。

肿瘤血管生成研究方法进展

自二十世纪七十年代Jodah Folkman提出肿瘤发展与血管生成相关的理论后,血管生成逐渐成为肿瘤领域的研究热点,并伴随着血管生成研究方法的蓬勃发展,本文对目前血管生成相关研究方法及进展进行了系统性综述,为后续肿瘤血管及肿瘤抗血管生成治疗相关研究提供方法学参考。

Del Nido停搏液在成人心脏瓣膜手术中的多脏器保护效果研究

目的 比较del Nido停搏液(del Nido cardioplegia, DNC)与传统4∶1冷血停搏液(cold blood cardioplegia, CBC)在成人心脏瓣膜置换手术中的心肌保护效果及对肺肾功能的影响。方法 收集2021年8月~2022年8月哈尔滨医科大学附属第二医院在体外循环下行心脏瓣膜手术患者60例,分为DNC组(n=32)与CBC(n=28)组。比较两组患者术前(T0)、术后1 h(T1)、术后24 h(T2)的肌钙蛋白Ⅰ(cardiac troponinⅠ,cTnⅠ)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase MB,CKMB)、血肌酐(serum creatinine, sCr)、尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、氧分压(partial pressure of oxygen, PO_(2))、二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide, PCO_(2))等指标。结果 两组cTnⅠ、CKMB、肌酐、BUN、PO_(2)、PCO_(2)比较无差异。手术死亡率、各种并发症发生率及其他指标无显著差异。DNC组的停搏液使用总量、体外循环(cardio-pulmonary bypass, CPB)时间及主动脉阻断时间均少于CBC组(P<0.05)。低体重患者(≤55 kg)DNC组输血量高于CBC组(P<0.05)。结论 DNC与CBC相比在心肌保护效果方面相似,适用于心脏瓣膜置换手术,可缩短阻断时间、循环时间,不影响肺肾功能。但贫血或低体重患者应采用低预充或改良超滤等方式来减少DNC造成血液稀释的影响。

外泌体非编码RNA在肿瘤化疗耐药中作用的研究进展

肿瘤的化疗药物耐药是指肿瘤细胞对药物的敏感性降低,使药物的疗效下降甚至无效的现象,是肿瘤化疗失败的重要原因。外泌体是一类细胞外囊泡,由肿瘤微环境中的癌细胞和多种基质细胞分泌。外泌体可通过将它们的内含物(包括DNA、RNA、蛋白质和脂质等)转移到癌细胞中增加化疗药物抗性;同时外泌体的损耗也会逆转某些不利于肿瘤代谢的影响因素,并恢复对化疗药物的敏感性。非编码RNA(ncRNA)为不具备编码蛋白质功能的基因组转录产物,在基因转录、转录后及翻译水平发挥调控作用。研究较多的ncRNA包括微小RNA(microRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)等。近年来的研究发现,外泌体非编码RNA在细胞间通信中起着关键作用,能够影响肿瘤的发生、发展、转移、侵袭、肿瘤微环境以及耐药性。对肿瘤耐药相关的外泌体ncRNA进行研究,已经揭示了外泌体ncRNA在耐药与肿瘤发展中的一些分子机制、靶点通路以及功能。本文对microRNA、lncRNA和circRNA等外泌体ncRNA在肿瘤耐药中的相关功能和作用机制展开综述,希望对研究肿瘤耐药的液体活检分子标志物,理解肿瘤耐药的新机制,肿瘤耐药性的逆转和新化疗药物的开发提供新思路。

m6A-SNPs及其在复杂疾病分子遗传学研究中的应用

N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物mRNA最常见的一种转录后修饰,在多种生物过程中具有关键作用。有研究表明单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)可以通过改变靶基因基序影响其m6A修饰,进而对疾病的发生发展产生影响。随着高通量测序技术的不断发展,越来越多的可能影响m6A修饰的SNPs(m6A-SNPs)被鉴定出来。文章主要就m6A-SNPs在复杂疾病分子遗传学研究中的进展进行综述。

染色体外环状DNA的研究进展

染色体外环状DNA(eccDNA)是一类独立于染色体的环状闭合DNA分子,呈现单链或双链,长度主要在1 kb以下,广泛存在于自然界中。目前认为,eccDNA的起源并非随机而是具有明显的序列倾向性,并提示其具有潜在的调控基因表达和影响基因组稳定性和可塑性等作用。eccDNA的生成是一个多机制参与的复杂过程,主要包括染色体微缺失、细胞凋亡和凋亡介导的DNA片段化以及DNA损伤修复等过程。eccDNA染色体起源和亚细胞定位的不同,决定了eccDNA具有调控相关基因表达、产生特异转录本、激活免疫炎症反应等不同的功能。eccDNA在孕妇外周血、成神经管细胞瘤、晚期慢性肾病等不同生理或病理状态下,表现出长度、丰度和表观遗传学等方面的特异性分子特征,同时它的环状结构赋予其较高的稳定性,提示其可能具有成为新型生物标志物的潜力,在液体活检等领域可能具有应用价值。本综述旨在阐明eccDNA的生物学特性、生物学功能以及潜在应用等方面的最新研究进展,为了解eccDNA的发生机制、特征和作用以及为后续研究提供思路。

中国不同人群常见药物代谢相关基因遗传多态性的研究进展

遗传背景的差异会导致不同人群对同一种药物产生药物效应差异。随着药物基因组学的研究与发展,探讨药物基因组学与群体遗传差异的关系有助于阐明药物代谢相关基因多态性在中国不同人群药物效应异质性中的重要作用。本文总结了常见药物代谢相关基因多态性在中国不同人群中的研究情况,旨在为中国不同人群的个体化治疗提供有价值的理论依据。

基于癌症基因组图谱计划多组学数据构建胶质母细胞瘤六基因预后模型

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是最常见的原发性颅内肿瘤,恶性程度极高,患者预后极差。为了识别GBM预后生物标记物,建立预后模型,本研究通过分析癌症基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中GBM的表达谱数据,筛选出不同生存期GBM患者差异基因。利用GISTIC软件和Kaplan-Meier(KM)生存分析方法分析TCGA数据库中的GBM拷贝数变异数据,识别影响生存的扩增基因(survival-associated amplified gene,SAG)。取短生存期组上调基因和SAG两者的交集基因,进行单因素Cox回归和迭代Lasso回归筛选重要候选基因并建立预后模型;计算预后评分,根据预后评分中位数将患者分为高风险组和低风险组。用ROC曲线判断模型的优良,KM生存分析高低风险组预后差异,并用GEO、CGGA和Rembrandt数据库3个外部数据集进行验证。多因素Cox回归分析判断预后评分的预后独立性。结果显示,GBM不同生存期差异分析得到上调基因426个,下调基因65个。短生存期组上调基因与SAG交集得到47个基因。经过筛选,最终确定六基因(EN2、PPBP、LRRC61、SEL1L3、CPA4、DDIT4L)预后模型。TCGA实验组和3个外部验证组模型的ROC曲线下面积均大于0.6,甚至达到0.912。KM分析显示高低风险组的预后都存在差异(P<0.05)。在多因素Cox回归分析中,六基因预后评分是GBM患者预后的独立影响因素(P<0.05)。通过一系列分析,本研究确立了六基因(EN2、PPBP、LRRC61、SEL1L3、CPA4、DDIT4L)的GBM预后模型,模型具有很好的预测能力,可作为预测GBM患者的独立预后标志物。

肿瘤微环境与卵巢癌化疗耐药机制的研究进展

卵巢癌是女性生殖系统中三大恶性肿瘤之一,是所有妇科肿瘤中死亡率最高的肿瘤类型,其中上皮性卵巢癌是最常见的病理类型。大多数卵巢癌患者会在6~12个月内复发并产生耐药性,使死亡率升高。在卵巢癌中,肿瘤微环境的改变影响多种肿瘤的恶性表型,包括增强其对放化疗的耐受程度,促进其增殖、转移等。本文针对肿瘤微环境与卵巢癌化疗耐药性的关系及其机制研究进行阐述,旨在探索在卵巢癌治疗中微环境对肿瘤化疗耐药的影响。

miR-338-5P在人类恶性肿瘤等疾病中的作用和应用

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类由19~24个核苷酸构成的内源性的非编码单链RNA,通过与靶基因完全或不完全结合降解mRNA或抑制mRNA的翻译,在体内起到转录后调控作用,参与多种生理和病理过程。新近报道发现,miR-338-5P在黑色素瘤、消化系统肿瘤、肺癌等各种类型的癌症中异常表达,其通过结合一系列的靶基因来调控细胞增殖、转移、侵袭和凋亡,在不同肿瘤中发挥抑癌或促癌的不同作用,并可能成为癌症诊断的生物标志物和治疗靶点。在其他炎性相关疾病中,比如病理性心肌肥厚、类风湿性关节炎等,也发现mi R-338-5P可以通过靶向不同基因,参与疾病的发生发展。现综述miR-338-5P在肿瘤、肿瘤放化疗以及其他炎性相关疾病中的作用和其在疾病诊断、预后判断等方面的应用,为肿瘤等疾病相关标志物以及更有效的治疗靶点的开发提供新思路。

基于高通量测序技术对染色体外环状DNA研究的最新进展

染色体外环状DNA (extrachromosomal circular DNA, eccDNA)是一种真核生物染色体外的闭合环状DNA结构,长度和染色体起源具有较高异质性。ecc DNA这一名称目前主要指大小在数百kb以内的小分子染色体外环状DNA,包括micro DNA、小多分散环状DNA (small polydispersed circular DNA, spcDNA)以及其他未分类的小分子eccDNA等。高通量测序技术(high-throughput sequencing, HTS)是一种可以同时对百万条DNA分子进行序列测定的技术,又名新一代测序技术(next generation sequencing, NGS),具有高通量、高灵敏度、高准确度等优势。近年来高通量测序结合生物信息学分析技术不仅在揭示eccDNA染色体起源、分子结构、发生机制和潜在功能以及循环系统中的eccDNA分子特征研究等方面发挥了重要作用,而且推动了eccDNA在甲基化等表观遗传学方面的研究。生物信息学软件的发展和eccDNA分析算法的开发也对其研究提供了重要帮助。血浆以及尿液等液体活检常用体液样本中也鉴定出eccDNA的广泛存在,并且表现出与组织、生理状态以及疾病相关的生物学特征。eccDNA可能是重要的液体活检候选标志物。本综述旨在阐述利用高通量测序技术在研究eccDNA的结构、发生机制和功能上取得的最新成果,并讨论eccDNA在液体活检等方面的潜在应用。

CRC中EMT的作用及靶向治疗研究进展

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是世界第三大常见的癌症。上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)在肿瘤迁移和侵袭中起着非常重要的作用。本文主要总结了EMT在CRC进展中的作用及针对EMT的靶向治疗,对EMT的特点、EMT在结直肠癌转移侵袭中的作用以及EMT的临床应用进行了探讨和分析,同时对一些针对EMT的治疗靶点在CRC中的应用进行了评述,以期为深入理解CRC中EMT的作用和相关治疗研究提供新的视角。

一个黏多糖贮积症Ⅱ型家系的IDS基因致病变异特征分析

目的鉴定1个黏多糖贮积症Ⅱ型(mucopolysaccharidosis typeⅡ,MPSⅡ)家系的遗传变异,并对变异位点艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(IDS):c.323A>C进行功能学研究。方法收集中国北方地区1个五代83名个体的MPSⅡ家系,其中包括4例患者。通过尿液黏多糖、Alder-Reilly小体检测对该病进行辅助诊断,并对核心家系成员进行IDS酶活性检测;通过对MPSⅡ家系患者进行全外显子组测序及生物信息学分析,筛选出该家系候选变异位点,并通过PCR-Sanger测序进一步确定变异位点。最后,针对致病基因变异位点,将野生型IDS过表达质粒(pCMV-hIDS-WT)及携带突变位点的IDS过表达质粒(pCMV-hIDS-c.323A>C)分别转染COS-7细胞,进行IDS酶活性检测。结果先证者(Ⅳ3)及Ⅳ4经尿液黏多糖、Alder-Reilly小体及IDS酶活性检测诊断为MPSⅡ,Ⅳ3、Ⅳ4、Ⅲ19和Ⅲ32基因检测均携带IDS:c.323A>C错义变异,确诊为MPSⅡ患者;并有8名个体为IDS:c.323A>C错义变异携带者,Ⅱ2、Ⅱ4、Ⅱ8、Ⅱ12、Ⅱ14、Ⅲ5、Ⅲ7、Ⅳ14排除MPSⅡ诊断。COS-7细胞体外实验结果显示,该错义变异可导致IDS酶活性显著降低。结论本研究确定了IDS:c.323A>C:p.Y108S在体内和体外均可导致IDS酶活性显著降低,判定为MPSⅡ的致病性变异。

免疫调节因子miR-433-3p通过靶向MAPK8及GRB2调控卵巢癌进展的机制研究

目的研究miR-433-3p对卵巢癌细胞生物学行为的影响,并探究其相关分子机制,以期为卵巢癌的早期诊断和治疗提供新的方向。方法生物信息学及数据库分析miR-433-3p在卵巢癌中的表达模式,并利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative PCR,qPCR)方法检测其在卵巢癌细胞中的表达;分别将miR-433-3p mimic和inhibitor及其阴性对照转染到卵巢癌细胞系A2780和SKOV3中,分为miR-433-3p inhibitor组、inhibitor NC组、miR-433-3p mimic组和mimic NC组。EdU增殖实验、克隆形成实验、Transwell迁移和侵袭等体外功能学实验检测miR-433-3p对卵巢癌生物学行为的影响;裸鼠体内实验检测miR-433-3p对卵巢癌细胞成瘤能力的影响;数据库预测miR-433-3p可能作用的靶基因,并通过双萤光素酶报告实验、qPCR以及Western blot实验进一步验证miR-433-3p对靶基因及其所在分子通路的调控作用。结果相对于正常卵巢组织,miR-433-3p在卵巢癌组织中低表达。抑制miR-433-3p的表达可以促进卵巢癌细胞的增殖、迁移、侵袭以及对卡铂的耐药性(t值分别为4.92、5.52、3.02、3.77、5.99、4.03,P值均<0.05);而过表达miR-433-3p具有相反的作用(t值分别为5.56、4.15、2.30、3.38、7.69、2.68,P值均<0.05)。裸鼠体内实验证实miR-433-3p能够明显抑制卵巢癌细胞皮下成瘤能力(t值分别为3.78、2.26、3.46、2.65,P值均<0.05)。通过数据库预测和双萤光素酶报告实验等证实丝裂原活化蛋白激酶8(mitogen-activated protein kinase 8,MAPK8)和生长因子受体结合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2,GRB2)是miR-433-3p的靶基因。MAPK8和GRB2蛋白在卵巢癌组织中表达上调,与miR-433-3p表达趋势相反,MAPK8和GRB2的高表达与卵巢癌患者的不良预后密切相关。此外,miR-433-3p还可调控MAPK信号通路相关蛋白的表达。结论miR-433-3p可能通过靶向结合MAPK8和GRB2,抑制其表达,调控下游MAPK信号通路,从而抑制卵巢癌的进展。

一个家族性腺瘤息肉病家系的临床表现和基因变异分析

目的分析一个家族性腺瘤息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)家系的临床特点及致病变异。方法收集患者的临床信息,采集外周血样提取DNA,进行全外显子组测序,并通过Sanger测序对候选变异进行验证。结果先证者为女性,33岁,发现多发腺瘤性息肉。基因检测提示其APC基因存在c.1922dupA(p.N641fs*10)杂合变异,既往未见报道。根据美国医学遗传学与基因组学学会指南,判断为可能致病。结论c.1922dupA(p.N641fs*10)变异可能是该家系的遗传学病因。上述发现有助于对该家系进行遗传咨询。

肿瘤小鼠模型建立应用进展

近百余年中,小鼠模型在医学研究中扮演着重要的角色,在肿瘤基础研究以及转化医学研究中具有重要的意义。随着肿瘤研究进展的不断加深,从最初的肿瘤移植模型到近年的基因编辑模型,模型小鼠的应用日益广泛。在人体环境中,不同的肿瘤在发生、发展及转移等方面均存在着差异。因此,建立合适的小鼠模型是开展肿瘤研究的必要条件。本研究总结目前肿瘤研究中最常用的小鼠模型和动物实验伦理要求,并展望了肿瘤小鼠模型未来的发展方向。

运动能力相关基因多态性的研究进展

遗传因素对人类的运动能力起着关键作用,其中耐力素质和爆发力素质是运动能力的重要组成部分,本研究以耐力素质相关遗传标记血管紧张素转移酶(angiotensin converting enzyme,ACE)基因、肌型肌酸激酶(creatine kinase MM,CKMM)基因以及爆发力素质相关遗传标记α-辅肌动蛋白-3(alpha actinin 3,ACTN3)基因、血管紧张素原(angiotensinogen,AGT)基因和白介素6(interleukin6,IL6)基因为基础,对其遗传变异与人类运动能力的关系作一综述,从分子水平揭示人类运动能力的生物学遗传机制,同时对这些基因多态性在不同人群中的基因型分布频率和等位基因分布频率进行总结。

组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶在卵巢癌中作用研究进展

卵巢癌是女性生殖系统常见恶性肿瘤,患者病死率高,近年来发病率有上升趋势。卵巢癌具有发现晚、易复发和耐药等特点,寻找有效的治疗方法有重要意义。组蛋白甲基化是一种表观遗传修饰,由组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶共同调控。组蛋白甲基化修饰异常与肿瘤的发生、发展密切相关,探讨组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶在卵巢癌中的作用对卵巢癌的靶向治疗有重要意义。本文就组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶在卵巢癌中作用及组蛋白甲基化修饰酶抑制剂在卵巢癌中临床应用的研究进展作一综述。