衰老的基础研究现状与干预策略

我国已进入老龄化社会,老年伴随着疾病增加严重威胁人们的健康,但是目前对于衰老的认识还处于初步阶段。衰老过程中,机体系统层面的紊乱与细胞和分子层面的失真互为因果,使得衰老的机制具有明显的复杂性。本文从系统、细胞和分子三个角度阐述衰老的基础研究的现状,进一步阐述衰老导致疾病过程中的内在联系以及提出潜在干预策略。因此,倡导通过健康的生活方式来控制衰老相关疾病的发生发展,探索从"分病而治"向"异病同防/治"的战略转变。

长链非编码RNA ZFAS1在结直肠癌中的表达及生物学功能

为探讨长链非编码RNA锌指核转录因子反义链1(zinc finger nuclear transcription factor antisense RNA 1,ZFAS1)在结直肠癌中的表达及生物学功能,通过实时荧光定量PCR检测ZFAS1在结直肠癌中的表达水平,并分析其表达水平与患者临床病理特征之间的关系。利用细胞功能学试验检测ZFAS1对结肠癌细胞生长及迁移能力的影响,敲低ZFAS1,检测其潜在靶基因锌指核转录因子1(zinc finger nuclear transcription factor X-box binding 1-type containing 1,ZNFX1)在结肠癌细胞系中的表达量,并通过细胞功能学试验检测ZNFX1对结肠癌细胞生长及迁移能力的影响。结果显示,ZFAS1在结直肠癌细胞中高表达,敲低ZFAS1可以抑制结肠癌细胞的生长及迁移;敲低ZFAS1后,ZNFX1的表达上调;ZNFX1在结肠癌细胞系中低表达,过表达ZNFX1可以抑制结肠癌细胞的生长及迁移能力。研究结果为阐明ZFAS1在结直肠癌中的作用机制奠定了一定的理论基础。

去乙酰化酶SIRT1的研究进展

去乙酰化酶Sir2基因家族对细胞的生存、凋亡、衰老等生理活动起着十分重要的调节作用,可能是所有生物共同的寿命控制基因之一。去乙酰化酶(SIRT1)是SIR2的同源物,以许多非组蛋白和组蛋白为底物,与代谢综合征、基因稳定性、肿瘤,神经退行性疾病的发生相关。能量限制可通过增加SIRT1活性来延长啮鼠动物的寿命。因此,SIRT1可作为治疗不同疾病的靶点逐渐被人们所重视。

神经黏附分子NECL1抑制神经胶质瘤细胞的迁移、侵袭并诱导其分化

目的在NECL1表达缺失的神经胶质瘤细胞系中探讨神经黏附分子NECL1恢复表达后对肿瘤细胞迁移及侵袭的影响。方法在U251胶质瘤细胞系中,通过划痕及Transwell实验观察NECL1恢复表达后对肿瘤细胞迁移及侵袭的影响,通过对细胞外金属蛋白酶活性的检测证明NECL1恢复表达后对肿瘤侵袭能力的影响。利用不同培养密度的U251细胞,对NECL1恢复表达后细胞形态进行观察,并通过Western blot实验验证相关蛋白的表达。结果在NECL1表达缺失的胶质瘤细胞系U251中,恢复NECL1的表达后,肿瘤细胞的迁移及侵袭受到了抑制。NECL1恢复表达的U251细胞有向星形胶质细胞分化的趋势,星形胶质细胞标志蛋白神经胶质纤维酸性蛋白的表达上调。结论神经黏附分子NECL1作为一个潜在的胶质瘤抑制因子,对肿瘤细胞的迁移和侵袭能力均有不同程度抑制作用,同时,NECL1具有诱导神经胶质瘤U251细胞向星形胶质细胞方向分化的潜能。

长链非编码RNA在结直肠癌中的研究进展

DNA元件百科全书计划揭示了人类基因组只有不到2%的基因是蛋白编码基因,其他都是非蛋白编码基因。根据核苷酸数目,非蛋白编码RNA可分为长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和小编码RNA。lncRNA是指核苷酸长度大于200nt的非编码RNA。一些肿瘤发病机制与肿瘤相关基因座位上的lncRNA有关,lncRNA的差异表达能够影响肿瘤的发生发展。结直肠癌是最常见的肿瘤之一,其发病率和死亡率较高,在我国所有肿瘤中列第五位。一些癌基因和肿瘤抑制基因参与结直肠癌的发生发展过程,lncRNA也在其中起重要作用。

Sirt1基因的研究进展

Sirt1是在哺乳动物细胞中发现的与酵母沉默信息调节因子Sir2同源性最高的同系物,在成熟组织中广泛表达,在胚胎早期和生殖细胞中含量丰富,且与众多基因的转录调控、能量代谢及细胞衰老过程的调节有关。Sirt1可促进脂质动员和肝脏糖异生,能调控胰岛β细胞的胰岛素分泌。另外,Sirt1还是内源性的凋亡抑制因子。随着对其研究的深入,Sirt1将有望在新药作用靶点及疾病治疗方面发挥作用。

DNA转座子在小鼠基因功能研究中的应用

近年来,转座子介导的插入突变在哺乳动物的分子遗传学研究中得到了广泛的应用。转座子作为一种简便高效的遗传学操作工具,在构建转基因动物模型、基因治疗、细胞水平和动物整体水平的基因功能研究等方面发挥了重要的作用。文章重点介绍DNA转座子的结构、功能及其应用于小鼠分子遗传学领域的最新研究进展。

肾脏纤维化大鼠模型尿液中差异表达基因筛选及生物信息学分析

目的研究大鼠肾脏纤维化(RF)模型尿液中差异表达的基因,并对其进行生物信息学分析。方法将大鼠分为对照组和纤维化模型组,单侧输尿管结扎术建立大鼠肾脏纤维化模型,收集尿液。提取总RNA,构建测序文库并进行转录组测序。对差异表达的mRNA进行了GO分析和KEGG分析,并对miRNA的前体和lncRNA的家族进行预测和分类。结果肾脏纤维化模型组的尿液和对照组相比,得到813条表达上调转录本数据以及213条表达下调的转录本数据。结论利用转录组高通量测序结合相关生物信息学分析,可为肾脏纤维化诊断靶点提供新的可能。

过氧化物酶体增生物激活受体γ共激活因子1,能量代谢的共激活因子

转录共激活因子过氧化物酶体增生物激活受体γ共激活因子1(PGC1)家族是一类特异性存在于高能量代谢组织器官的因子,它们通过对转录因子的辅助作用促进下游基因的表达,从而调节糖异生、脂肪酸氧化、脂蛋白的合成与分泌、线粒体生物合成及氧化磷酸化解耦联等。PGC1蛋白序列无DNA结合结构域,通过与转录因子的相互作用完成对基因的表达调控。机体对PGC1的活性调节可以通过转录水平或蛋白磷酸化、乙酰化/去乙酰化、甲基化、泛素化等多种共价化学修饰完成。PGC1的表达失调与糖尿病、肥胖、高血脂症、动脉硬化、脑神经元坏死性疾病等有密切关系。

神经系统特异性转录因子Nhlh2的研究进展

Nhlh2(nescient helix-loop-helix2)基因,又名HEN2(HUA ENHANCER2)和NSCL2(neuronal stem cell leukemia2)(或NSCL-2),其编码蛋白是碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子家族的新成员,在神经系统中尤其是神经内分泌组织中特异性表达。目前已在鸡、小鼠、大鼠、牛和人类等多种真核生物中发现其同源基因,该基因的功能研究主要集中在神经内分泌系统、视网膜发育和肿瘤等相关领域,对其分子调控机制的探询已经取得一些初步成果。本文将从Nhlh2的基因和编码蛋白的特性、表达时空、功能研究以及调控与被调控机制等方面对其研究进展进行综述,并对今后的研究提出了展望和思考。

胃癌中异常表达剪接因子的生物信息学分析及功能

目的采用生物信息学方法分析胃癌中有表达差异的剪接因子,研究异常表达的富含丝氨酸苏氨酸蛋白家族中的剪接因子10(SRSF10)对胃癌细胞表型的影响。方法通过癌症基因组图谱数据库(TCGA)下载胃癌以及癌旁组织的RNA-seq数据,对其采用生物信息学方法进行分析,最终得到胃癌中差异表达的剪接因子。从中挑选出SRSF10研究其对胃癌发生发展的影响,利用RNA干扰技术构建SRSF10敲低的胃癌细胞,同时采用MTS、Transwell以及细胞划痕方法研究敲低SRSF10后对胃癌细胞表型的影响。结果胃癌中差异表达的剪接因子有48个,其中表达上调35个,表达下调13个。挑选表达上调的剪接因子SRSF10进行进一步研究,发现SRSF10敲低后的胃癌细胞与正常胃癌细胞相比增殖减慢,迁移能力降低,划痕愈合能力下降。结论胃癌患者中存在较多有表达差异的剪接因子,可能在胃癌发生发展中起到重要作用。剪接因子SRSF10在胃癌发生发展中可能发挥重要的作用。

羟基脲增强肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体诱导的K562细胞凋亡及其分子机制

目的研究化疗药物羟基脲(HU)增强肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)诱导的K562细胞凋亡及其分子机制。方法用重组可溶性TRAIL(rsTRAIL)处理慢性髓细胞性白血病来源的K562和SVT-35细胞,采用四唑氮盐/吩嗪硫酸甲酯比色法测定细胞生长抑制率,检测细胞对rsTRAIL的敏感性;化疗药物HU与rsTRAIL联合作用于对rsTRAIL不敏感的K562细胞,用四唑氮盐/吩嗪硫酸甲酯染色法检测细胞敏感性的变化;Western blot分析凋亡相关蛋白激酶的活化水平,以及凋亡抑制蛋白细胞型Fas相关死亡区域蛋白样白介素-1β转换酶抑制蛋白(c-FLIP)和细胞凋亡抑制蛋白1(c-IAP1)的表达。结果用1μg/ml的rsTRAIL处理SVT-35细胞,其存活率达32%,而同样条件下K562细胞的存活率达93%;化疗药物HU和rsTRAIL联合处理K562细胞,与两者单独作用相比,细胞存活抑制率差异具有统计学意义;化疗药物和rsTRAIL联合处理K562细胞,Ras、丝裂原活化蛋白激酶(MEK)和细胞外调节蛋白激酶(ERK)的活化受到抑制,应激活化蛋白激酶(JNK)磷酸化水平上升;HU和rsTRAIL联合处理抑制凋亡抑制蛋白c-FLIP和c-IAP1的表达。结论 HU促进rsTRAIL诱导的K562细胞凋亡可能通过抑制Ras-MEK-ERK信号通路,激活JNK激酶,抑制c-FLIP和c-IAP1的表达。

生物发光显像技术对血管生成抑制因子vasostatin在肿瘤细胞PC3中活性监测

目的应用非侵入性活体显像技术研究血管生成抑制因子vasostatin。方法采用融合表达方案,将治疗基因vasostatin和报告基因fluc偶联构建融合表达载体,使表达的融合蛋白中两个蛋白互相不干扰,并有天然的特性。结果将稳定表达FLuc阳性对照和V10FL融合蛋白的PC3细胞进行体外生物发光显像。用稳定表达Fluc的PC3细胞构建荷瘤模型,用生物发光显像能检测到肿瘤的发生。结论可应用非侵入性活体显像技术进行体内和体外基因表达的检测与监控。

脊肌萎缩症治疗研究进展

脊肌萎缩症(spinal muscular atrophy,SMA)是一种遗传性疾病,主要是由于运动神经元存活基因1(survival motor neuron 1,SMN1)纯合子缺失或突变而导致,其特征是脊髓前角细胞变性和由此引起的肌肉萎缩和无力,目前该疾病还没有有效的治疗手段,本文简要概述了SMA的分子机制及其临床治疗研究进展。

MiR-9在人神经胶质瘤中调节CBX7的表达

目的检测CBX7在人神经胶质瘤中的表达,研究人神经胶质瘤中异常表达的microRNA对CBX7的可能调控作用。方法采用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot检测2例正常脑组织、9例胶质瘤组织和3株胶质瘤细胞系中CBX7mRNA和蛋白水平的表达变化。结合Miranda和改良的机器学习法预测调控CBX7的miRNA。采用real-time PCR检测上述组织和细胞系中miR-9的表达,然后在细胞中过表达或敲低miR-9,结合荧光素酶实验和Western blot检测miR-9对CBX7表达的影响。采用MTT实验和流式细胞术分析miR-9敲低后对T98G细胞生长的影响。结果在胶质瘤组织和细胞系中,CBX7的mRNA水平改变不明显,而蛋白水平却明显下调。生物信息学预测CBX7可能受包括miR-9在内的多个miRNAs调控。与正常组织相比,miR-9在胶质瘤中表达明显增高。在293ET细胞中,过表达miR-9能抑制CBX7-3UTR报告基因活性。在T98G细胞中,敲低miR-9可增加CBX7-3UTR报告基因活性,对内源性CBX7的mRNA水平无明显影响,但使CBX7蛋白表达增加。敲低miR-9后,T98G存活细胞数增加,而且G1期细胞数比对照组明显减少。结论由于受到miR-9转录后水平的抑制,CBX7在人神经胶质瘤中表达下调甚至缺失。

北方汉族人群醛固酮合成酶基因多态性与高血压的关系

目的探讨北方汉族人群醛固酮合成酶基因(CYP11B2)启动子区C-344T和第三外显子K173R多态性位点与原发性高血压的关系。方法在哈尔滨报社人群中分别选取182例原发性高血压患者和189例正常对照者进行病例-对照研究,采用多聚酶链式反应/限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)及直接测序技术检测C-344T和K173R的基因型。结果各位点基因型分布在男性和女性组中均符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律。C-344T位点的基因型和等位基因频率以及K173R的等位基因频率在整个群体和按性别分组后亚群体的分布在高血压组和对照组间差异均没有显著性(P≥0.05)。而K173R位点的基因型频率在整个群体中具有边缘统计学意义(P=0.0500),且在女性组中更为明显(P=0.0038),并以显性方式遗传,这种遗传方式在对混杂因素进行校正后更加明显。同时K173R与女性的收缩压显著相关。结论在北方汉族人群中,CYP11B2 K173R多态性位点与女性高血压的易感相关联。

Polycomb家族基因Nspc1在斑马鱼早期发育的表达

目的探讨Polycomb家族基因Nspc1在模式生物斑马鱼发育早期的表达模式。方法根据GenBank中斑马鱼Nspc1的cDNA序列设计Nspc1原位杂交探针片断,并制备地高辛标记的探针。收取单细胞期、双细胞期、胚芽期及不同时间点的体节期斑马鱼胚胎,用制备好的探针作原位杂交,显微镜下拍照,获得信号适当的杂交结果。结果在斑马鱼体节期前,Nspc1在全身表达;从体节期开始,其表达逐渐表现出特异性,主要在头部的神经系统中表达。结论Nspc1在模式生物斑马鱼的早期发育、尤其是神经系统发育的过程中可能扮演重要角色。

STEAP4基因多态性与维吾尔族人胰岛素抵抗的相关性

目的研究前列腺六次跨膜上皮抗原4(STEAP4)基因多态性与维吾尔族人胰岛素抵抗的关系。方法研究对象来自新疆和田地区2127例维吾尔族人肥胖等代谢性疾病的横断面调查研究,胰岛素抵抗病例组669例[胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)≥2.365%],正常对照组664例(HOMA-IR≤1.335%)。首先对50例胰岛素抵抗患者(HOMA-IR≥2.3)STEAP4基因的功能区进行测序,根据连锁不平衡(r2>0.8)和最小等位基因频率>5%的原则选择代表性变异在自然人群中行病例对照关联研究。结果 STEAP4基因测序共发现16个变异,其中新发现10个。在关联分析的3个变异中,rs8122(P/Pc=0.004/0.012)和rs1981529(P/Pc=0.015/0.045)与维吾尔族人的胰岛素抵抗表型关联。多元线性回归分析结果显示,rs8122 3种基因型间(GG>GA>AA)的腰围(P/Pc=0.032/0.256)、体重指数(BMI)(P/Pc=0.004/0.032)、HOMA-IR(P/Pc=0.010/0.08)、空腹胰岛素(P/Pc=0.023/0.184)及rs1981529 3种基因型间(AA>AG>GG)的腰围(P/Pc=0.005/0.040)、BMI(P/Pc=0.002/0.016)水平均有逐渐减小趋势。胰岛素抵抗病例组单倍型1(rs8122 G-rs1981529 A-rs34741656 G)的频率明显高于对照组(P=0.021)。结论 STEAP4基因多态性与新疆维吾尔族人的肥胖相关胰岛素抵抗关联。

应用微阵列芯片分析人髓母细胞瘤及瘤旁组织miRNA表达谱差异

目的检测人髓母细胞瘤(medulloblastomas,MB)与非肿瘤脑组织中微小RNA(miRNA)的表达差异情况,探讨异常表达miRNA参与MB发生的可能分子机制。方法选取经手术切除的MB组织标本及瘤旁正常小脑组织,分别提取总RNA和小分子RNA,在miRNA微阵列芯片中杂交检测,通过芯片扫描和数据分析,并通过实时荧光定量RT-PCR验证,获得该病异常miRNAs表达谱。结果筛选出9个MB的相关miRNAs,其中表达上调4个,表达下调5个。其中miR-17、miR-100、miR-106b和miR-218的差异表达情况得到定量RT-PCR的证实。结论miRNA微阵列分析技术是一种快速、高效的研究生物信息的分子生物学技术;筛选出的差异表达miRNAs可能参与MB发病,为此病诊治提供了新的思路,值得进一步研究。

细胞外信号激酶蛋白5在卵泡刺激素介导的卵泡颗粒细胞甾体激素生成中的作用

目的研究细胞外信号激酶蛋白5(ERK5)在卵巢颗粒细胞甾体激素生成中的作用。方法采用Western blot检测在卵泡刺激素(FSH)刺激原代颗粒细胞甾体激素生成过程中ERK5的表达变化和激活情况,荧光共聚焦技术分析ERK5的亚细胞定位,腺病毒技术观察活化型ERK5和显性负性ERK5对颗粒细胞甾体激素生成的影响。结果 Western blot检测结果表明,FSH处理颗粒细胞后ERK5的表达随处理时间延长而下调,而ERK5活性形式的表达随处理时间延长而逐渐上升。荧光共聚焦技术分析结果显示,FSH的处理并没有明显影响ERK5在颗粒细胞中的定位。腺病毒技术观察结果发现,在细胞中联合感染活化型MEK5重组腺病毒和野生型ERK5重组腺病毒能促进FSH引起的细胞内StAR的表达升高和孕酮分泌,而显性负性ERK5重组腺病毒感染细胞则出现相反的效应。结论 ERK5可能促进了FSH介导的颗粒细胞甾体激素生成。