生物制药专业基因工程虚拟仿真实验教学的构想与建设

基因工程是生物制药专业本科教学中实践性与应用性极强的一门课程,在专业人才培养中占有重要地位,将虚拟仿真技术融入基因工程实验教学能够实现教学模式的创新,并有效地提升教学质量。文章介绍了利用虚拟仿真进行基因工程实验教学的设计理念、基因工程虚拟仿真平台的建设内容和实施方案,并对平台的建设实践和效果进行了初步分析。今后将根据相关反馈结果和交流信息,继续完善平台,提高生物制药专业学生的综合能力,实现高素质人才的培育。

非诺多泮抑制小鼠胸主动脉瘤的实验研究

目的探讨多巴胺一型受体激动剂非诺多泮(FNDP)是否对小鼠胸主动脉瘤(TAA)具有保护作用。方法对3周龄的雄性C57BL/6J小鼠采用β-氨基丙腈(BAPN)复制TAA模型。25只小鼠分为三组:对照组、BAPN组、BAPN+FNDP组(腹腔注射FNDP)。统计TAA的发生率和生存率,观察胸主动脉的大体变化,弹力蛋白(Elastin)染色观察形态学改变。免疫组化法检测基质金属酶2(MMP2)、基质金属酶9(MMP9)和白细胞分化抗原68(CD68)的变化。明胶酶谱法检测MMP2和MMP9的活性。反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测多巴胺受体1(D1DR)、多巴胺受体2(D2DR)、多巴胺受体3(D3DR)、多巴胺受体5(D5DR)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)及平滑肌蛋白22α(SM22α)的mRNA表达情况。结果与对照组相比,BAPN组有明显的TAA形成,胸主动脉壁弹力纤维紊乱与断裂,且D1DR和D5DR的mRNA水平均显著下降。与BAPN组相比,BAPN+FNDP组小鼠TAA的形成率和动脉瘤破裂率明显降低;胸主动脉壁的弹力纤维紊乱与断裂明显改善;胸主动脉壁内MMP2和MMP9的表达水平均显著下降,血清中MMP2的酶活性显著降低;胸主动脉壁中巨噬细胞浸润显著降低,且IL-1β、IL-6、TNF-α和MCP-1的mRNA水平均显著下降;α-SMA和SM22αmRNA表达水平无显著差异。结论FNDP可抑制小鼠TAA的进展,有可能成为治疗TAA的一个潜在药物。

白藜芦醇通过调节铁死亡通路抑制小鼠溃疡性结肠炎相关性结肠癌实验研究

目的:观察白藜芦醇(Res)是否可通过调节铁死亡通路抑制小鼠溃疡性结肠炎相关性结肠癌(UCACC)。方法:(1)将28只C57BL/6小鼠随机分为Control组、氧化偶氮甲烷(AOM)组、AOM+葡聚糖硫酸钠盐(DSS)组、AOM+DSS+Res组。造模实验周期为70 d。AOM组、AOM+DSS组和AOM+DSS+Res组第1天注射1次AOM。从造模第2周开始AOM+DSS组和AOM+DSS+Res组饮用含DSS水,第3周更换为无菌水,第4周换为含DSS水,以此循环到造模实验周期结束。Control组和AOM组饮用无菌水,AOM+DSS+Res组每周给予Res灌胃。造模结束后处死小鼠,取小鼠结肠组织,HE染色后观察小鼠结肠组织病理改变。分别采用免疫组织化学法(IHC)和Western blot检测小鼠结肠组织谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、长链脂酰辅酶A合成酶4(ACSL4)、铁蛋白重链(FTH)、P53蛋白的表达。(2)将人结肠癌HCT 116细胞分为空白对照组及4、8、16μg/ml Res组。用不同浓度(4、8、16μg/ml)Res处理HCT 116细胞。收集处理的细胞后,采用CCK-8实验检测细胞增殖活性,采用Western blot检测细胞GPX4、ACSL4、FTH蛋白的表达。结果:(1)HE染色结果显示小鼠UCACC模型建模成功,Res可明显抑制AOM+DSS诱导的小鼠UCACC形成。IHC染色结果显示,与Control组比较,AOM组FTH蛋白表达下降;AOM+DSS组GPX4和FTH蛋白表达明显上升,ACSL4和P53蛋白表达明显下降(均P<0.05)。与AOM+DSS组比较,AOM+DSS+Res组GPX4和FTH蛋白表达下降,ACSL4和P53蛋白表达明显上升(均P<0.05)。Western blot检测结果显示,与Control组比较,AOM组GPX4、FTH蛋白表达下降,ACSL4表达上升;AOM+DSS组GPX4和FTH蛋白表达上升,ACSL4和P53蛋白表达下降(均P<0.05)。与AOM+DSS组比较,AOM+DSS+Res组GPX4和FTH蛋白表达下降,ACSL4和P53蛋白表达上升(均P<0.05)。(2)CCK-8实验结果显示,8、16μg/ml Res组细胞存活率低于空白对照组(均P<0.05)。Western blot检测结果显示,与空白对照组比较,4、8、16μg/ml Res组细胞GPX4和FTH蛋白表达下降,ACSL4蛋白表达上升(均P<0.05)。结论:Res可以通过调控细胞铁死亡通路抑制UCACC。

星形胶质细胞调节缺血性脑卒中的胶质瘢痕形成

背景:缺血性脑卒中是临床上主要的致死及致残性疾病之一,经血管再通获益的患者数量极其有限,故探索有效治疗手段迫在眉睫。以星形胶质细胞为主所形成的胶质瘢痕作为缺血性脑卒中的重要病理变化之一,是阻碍脑卒中后期轴突再生和神经修复的主要原因。目的:通过对缺血性脑卒中后星形胶质细胞瘢痕形成的病理过程、关键的信号调节机制和潜在治疗靶点进行分析,旨在为干预星形胶质细胞瘢痕形成以有效治疗缺血性脑卒中提供理论依据,并为促进脑卒中后康复提供新策略。方法:全面检索2010-2022年在中国知网、PubMed和Web of Science数据库收录的相关文献,中文检索词:“缺血性脑卒中、脑缺血、星形胶质细胞、胶质瘢痕、胶质增生、星形胶质细胞增多症”,英文检索词:“Ischemic stroke,Brain ischemi*,Cerebral ischemi*,Astrocyt*,Astroglia*,Glial scar,Gliosis,Astrogliosis”,经筛选后纳入78篇文献进行综述。结果与结论:①星形胶质细胞在中枢神经系统稳态的维持中具有重要作用,缺血性脑卒中发生后,星形胶质细胞从静息态转变为激活态,由于脑缺血部位损伤的严重程度的不同,其活化呈现从肿胀、增殖到胶质瘢痕形成的动态变化。②成熟的星形胶质细胞受到刺激重新进入细胞周期并发生增殖和迁移,是形成胶质瘢痕的主要细胞来源,脑室下区的神经干细胞、脑实质局部神经胶质抗原2(NG2)和室管膜细胞前体细胞也可分化为星形胶质细胞,内皮素1(ET-1)、水通道蛋白4(AQP4)、睫状神经营养因子(CNTF)和缝隙连接蛋白参与了此过程;硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG)是细胞外基质的主要成分,同增殖的星形胶质细胞共同形成致密的胶质瘢痕屏障,阻碍了轴突的极化和延伸。③星形胶质细胞活化、增殖、迁移及促炎作用所涉及的关键信号分子的激活或者抑制调节了胶质瘢痕形成,转化生长因子β1(TGF-β1)/Smad和JAK/STAT3是经典的星形胶质细胞反应性相关通路,糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)和受体相互作用蛋白激酶1(RIP1K)是调节炎症反应的关键分子,而关于Smad泛素化相关因子2(Smurf2)和白细胞介素17及其下游信号通路在胶质瘢痕形成中的研究相对较少,值得深入探索。④以星形胶质细胞反应性相关的信号通路、细胞增殖调控蛋白和炎症因子为靶点的药物有效抑制了缺血性脑卒中后胶质瘢痕的形成,其中临床常用药物如褪黑素和丙戊酸调节胶质瘢痕形成的作用已被发现,这使得通过抑制胶质瘢痕形成来促进神经功能恢复的药物应用于脑卒中患者成为可能。⑤然而,胶质瘢痕在脑卒中急性期发挥的神经保护作用是不可忽视的,因此如何选择合适的药物干预时机,以在保持胶质瘢痕发挥保护作用的同时促进局部微环境中的神经再生和修复是今后努力的方向。

炎症反应在重性抑郁障碍发生发展中的作用和机制

重性抑郁障碍(MDD)是一种常见的严重的神经精神障碍。越来越多的数据表明,炎症在精神疾病发生发展过程中发挥重要作用,且炎症过程与MDD的病理生理密切相关。现有研究证明,MDD患者存在先天性和后天性免疫失调,对患者健康产生不良影响。本篇综述旨在总结近期文献中有关炎症反应在MDD发生发展中的作用及相关机制,为MDD的治疗提供基础与临床研究的新思路。

精氨酸甲基转移酶在肝细胞癌中作用的研究进展

肝细胞癌是一种异质性疾病,其发生的复杂性与表观遗传修饰有关。哺乳动物蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferases,PRMTs)可介导细胞的表观遗传修饰,并在肝细胞癌的发生、发展、治疗及预后中发挥重要作用。PRMTs催化组蛋白和非组蛋白靶蛋白的精氨酸残基发生单甲基化和(对称的及不对称的)二甲基化。PRMT1、2、3、4、5、6、7、9等家族成员在肝细胞癌中的作用不同,涉及癌细胞生长、转移、治疗和预后等。选择性和特异性PRMTs抑制剂的研究开发有望为临床肝细胞癌的治疗和预后提供新思路和新靶点。本文重点概述PRMTs在肝细胞癌中作用的机制研究进展。

靶向SECTM1抑制低浓度帕博西尼诱导的肺腺癌细胞恶性表型

目的:探讨敲低分泌及跨膜蛋白1(secreted and transmembrane 1,SECTM1)对低浓度细胞周期选择性抑制剂帕博西尼(Palbociclib,Pb)诱导的肺腺癌细胞恶性表型的逆转作用。方法:CCK8法检测不同浓度Pb对肺腺癌细胞系H1650的杀伤作用;Transwell小室实验检测2μmol/L Pb处理H1650细胞后侵袭、迁移能力的变化;生物信息学分析2μmol/L Pb处理H1650细胞后转录组表达变化并筛选差异基因;验证Pb对H1650细胞SECTM1表达量的影响,检测敲降SECTM1对低浓度Pb诱导的恶性表型及上皮间质转化标志物的逆转作用。结果:Pb可抑制H1650细胞生长,但2μmol/L Pb处理显著促进其侵袭能力、迁移能力;测序结果显示,2μmol/L Pb处理后抑制H1650细胞细胞周期相关信号通路,但促进了细胞因子-细胞因子受体相关通路的激活;敲降SECTM1显著逆转了低浓度Pb诱导的细胞侵袭、迁移能力及上皮间质转化标志物的增加。结论:低浓度Pb可能诱导肺腺癌细胞侵袭、迁移能力增加,靶向敲低SECTM1可抑制其副作用。

miR-20a调控压力超负荷型心肌肥大

背景:心肌肥大是心脏对压力超负荷等生理和病理刺激所做出的适应性反应,早期具有代偿意义,若刺激持续进行可引起心肌病变导致心力衰竭。micro RNAs参与调控了心肌肥大的发生发展,然而mi R-20a在压力超负荷所致心肌肥大中的作用尚未见报道。目的:探究mi R-20a在压力超负荷所致心肌肥大中的作用及其机制。方法:横向主动脉缩窄术诱导心肌肥大小鼠模型,使用血管紧张素Ⅱ诱导心肌肥大H9c2细胞模型。体内实验在小鼠心脏原位注射mi R-20a过表达腺病毒,体外实验将mi R-20a mimic转染至H9c2细胞。通过检测心质量/体质量比值、细胞表面积、心肌纤维化等指标评估心肌肥大,实时荧光定量PCR法检测心房利钠肽、脑利钠肽、β-肌球蛋白重链和mi R-20a的表达水平,Mito Tracker法检测线粒体分裂情况,RNAhybrid软件预测miR-20a的下游靶基因。结果与结论:(1)在心肌肥大细胞模型和动物模型中,mi R-20a的表达水平均显著降低(P<0.05);(2)在动物水平,过表达miR-20a显著抑制了横向主动脉缩窄手术诱导的心肌肥大,包括抑制了肥大标志基因表达水平的升高(P<0.05),抑制了心脏体积的增大,抑制了心质量/体质量比值的升高(P<0.01),抑制了心肌横截面积的增大(P<0.05)以及减轻了心肌纤维化程度(P<0.01);(3)在细胞水平,过表达mi R-20a显著抑制了血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞肥大,包括抑制了心房利钠肽(P<0.05)、脑钠肽(P<0.01)、β-肌球蛋白重链(P<0.05)等肥大标志基因表达水平的升高,抑制了蛋白质/DNA比值的升高(P<0.01),抑制了细胞表面积的增大(P<0.05);(4)过表达mi R-20a显著抑制了血管紧张素Ⅱ诱导的线粒体分裂(P<0.05);(5)RNAhybrid软件分析结果显示mi R-20a与蛋白质活化酶抑制剂αm RNA的3’非翻译区可以很好地互补配对,且预测的结合位点具有高度保守性;(6)结果表明,在压力超负荷心肌肥大模型中mi R-20a表达水平显著下调,过表达mi R-20a可在细胞水平和动物水平抑制心肌肥大表型,并减轻血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞线粒体分裂。

心力衰竭相关新基因的筛选和分析

目的分析心力衰竭潜在的相关基因以及相关机制。方法从基因表达综合数据库中下载数据集GSE18703,使用R软件中“limma”包分析差异表达基因(DEGs)。对DEGs进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,以探索心力衰竭相关的生物学功能和信号通路。使用Cytoscape软件构建蛋白质相互作用(PPI)网络,识别心力衰竭发病机制相关的关键基因,用荧光定量聚合酶链反应(qPCR)法对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的大鼠H9C2心肌细胞模型进行转录水平的验证。通过h TFtarget数据库分析关键基因的转录因子网络,以探究心力衰竭的发生机制。结果共筛选出292个DEGs,其中上调基因140个,下调基因152个。GO分析显示,DEGs主要富集于细胞外区、细胞外空间、血液微粒等细胞成分以及嗅觉转导、血管平滑肌收缩、代谢途径等通路。KEGG通路分析发现,DEGs主要富集于环磷酸鸟苷(cGMP)-蛋白激酶G(PKG)信号通路、肥厚型心肌病和扩张型心肌病等信号通路。通过PPI网络,筛选出6个关键基因,分别是Gprc6a、C3、Anxa1、Oxt、Gpr4和Avpr1b,并发现有528个转录因子对这6个关键基因进行转录调节。qPCR结果显示,心力衰竭情况下Anxa1和Gpr4的mRNA表达差异有统计学意义,进一步验证了以上筛选结果。结论通过生物信息学分析方法发现了6个与心力衰竭相关的关键基因,有助于更好地了解心力衰竭的发生机制和探索新的治疗靶点。

钙结合蛋白S100A11促进结直肠癌进展的作用及其机制研究

目的:探讨钙结合蛋白S100A11调控结直肠癌(colorectal cancer,CRC)进展的作用及其机制。方法:利用GEPIA、UALCAN和HPA等数据库分析S100A11在CRC中的表达情况及其与CRC临床分期和预后的关系,并利用CRC细胞系/永生化肠上皮细胞进行验证,利用RNA干扰实验进一步分析S100A11对CRC细胞迁移及CRC生物学通路的影响。结果:数据库分析结果显示,与正常结直肠组织相比,S100A11在CRC组织中表达显著升高,并且S100A11与CRC的晚期分期及不良预后密切相关。RT-qPCR和Western blot结果也显示,S100A11在CRC细胞中表达升高。敲低S100A11能够有效抑制SW480细胞的迁移和上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)过程。沉默CRC细胞中S100A11的表达后,利用转录组测序和生信分析,共筛选出149个差异表达基因,这些差异表达基因的功能网络富集结果主要涉及到炎症性肠病、黏着斑和PI3K-Akt信号通路等。结论:本研究发现高表达的S100A11是CRC转移的重要因素,并初步揭示S100A11调控CRC细胞的关键信号通路,为深入探讨S100A11调控CRC进展的分子机制提供了实验依据。

Hopx报告基因小鼠谱系示踪乳腺干细胞

背景:乳腺干细胞对于乳腺组织的发育和稳态维持十分重要。乳腺癌的发生与乳腺干细胞有着紧密联系。最新研究表明,Hopx作为形态发生和细胞分化的重要转录调节因子已被证实在神经、肠道、毛囊等多种成体干细胞中表达,然而其在乳腺中的作用至今尚未见报道。目的:探究Hopx是否可以作为乳腺干细胞的特异性标志物。方法:①选取8周龄雌性Hopx-LacZ转基因小鼠,利用β-半乳糖苷酶染色检测Hopx在乳腺组织中的本底表达情况。②选取4周龄、6周龄、8周龄及妊娠14.5 d的雌性野生型小鼠,分别进行乳腺全组织洋红染色及K14、K8免疫荧光染色。③选取8周龄与妊娠17.5 d的雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠,进行乳腺β-半乳糖苷酶染色。④选取4周龄雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠,通过腹腔注射他莫昔芬(隔天注射1次,注射3次)来激活Cre/loxp系统,注射后4周进行乳腺β-半乳糖苷酶染色;选取8周龄雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠,通过腹腔注射他莫昔芬(隔天注射1次,注射3次)来激活Cre/loxp系统,末次注射后4,10周进行乳腺β-半乳糖苷酶染色。⑤选取8周龄雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠,通过腹腔注射他莫昔芬(隔天注射1次,注射3次)来激活Cre/loxp系统,注射后2周使Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠怀孕,对第1次妊娠17.5 d、第3次妊娠17.5 d的小鼠乳腺组织进行β-半乳糖苷酶染色。结果与结论:①β-半乳糖苷酶染色结果显示,8周龄Hopx-LacZ转基因小鼠的乳腺导管内确实含有Hopx阳性细胞且位于基底上皮,数量较少。②乳腺全组织染色及免疫荧光染色结果显示,野生型小鼠的乳腺在青春期、成熟期及妊娠期等不同发育阶段具有各自相应时期依赖性的特征,并且经历了一系列复杂的上皮重塑过程。③β-半乳糖苷酶染色结果显示,与8周龄雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠相比,妊娠17.5 d的Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠乳腺导管内Hopx标记阳性细胞增多。④β-半乳糖苷酶染色结果显示,4,8周龄雌性Hopx-CreERT2;Rosa26LacZ转基因小鼠他莫昔芬注射后的乳腺Hopx标记阳性细胞位于基底上皮,数量较少。⑤β-半乳糖苷酶染色结果显示,第1次妊娠17.5 d、第3次妊娠17.5 d的小鼠乳腺内的Hopx标记阳性细胞位于腺泡周围的基底上皮,数量较多,并且第3次妊娠17.5 d的Hopx标记阳性细胞数量更多。⑥结果表明,Hopx报告基因标记的细胞为休眠乳腺干细胞,负责妊娠期间乳腺的生长,对腺泡形成有贡献。

环状RNA CHACR调控压力超负荷诱导心肌肥大和氧化应激损伤

背景:病理性心肌肥大是多种心脏疾病的危险促进因素,但其发病机制仍未阐明。环状RNA与心肌肥大密切相关,然而环状RNA CHACR在心肌肥大中的作用及调控机制尚未见报道。目的:探究环状RNA CHACR在压力超负荷诱导心肌肥大中的作用及机制。方法:①心脏原位注射环状RNA CHACR过表达慢病毒1周后进行横向主动脉缩窄手术诱导小鼠心肌肥大。术后8周,计算心脏质量/胫骨长比值和肺质量/胫骨长比值,测量心肌细胞表面积,检测肥大标志基因表达水平和心肌纤维化程度,评估心功能。②H9c2心肌细胞给予环状RNA CHACR过表达慢病毒处理72 h,然后加入1μmol/L血管紧张素Ⅱ处理24 h诱导心肌细胞肥大。通过检测心肌细胞表面积、肥大标志基因表达水平、蛋白质/DNA比值评估细胞肥大情况,通过检测活性氧水平和线粒体膜电位评估氧化应激损伤情况。结果与结论:①在体内和体外心肌肥大模型中,环状RNA CHACR的表达水平均显著降低(P<0.01);②过表达环状RNA CHACR显著抑制了横向主动脉缩窄手术诱导的小鼠心肌肥大表型,主要表现为心脏体积减小、心脏质量/胫骨长比值显著降低(P<0.05),肺质量/胫骨长比值显著降低(P<0.05),心肌细胞表面积显著减小(P<0.05),以及心肌肥大相关标志基因心房利钠肽(P<0.05)、脑钠肽(P<0.05)表达水平降低;③过表达环状RNA CHACR显著抑制了横向主动脉缩窄手术诱导的小鼠心脏纤维化,表现为纤维化面积减小(P<0.01)和纤维化标志基因Acta1的表达水平降低(P<0.05);④过表达环状RNA CHACR显著改善了小鼠心功能,主要表现为射血分数(P<0.05)和短轴缩短率(P<0.01)显著升高;(5)过表达环状RNA CHACR显著抑制了血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞肥大,主要表现为心肌细胞表面积显著减小(P<0.05),心房利钠肽(P<0.05)和脑钠肽(P<0.05)表达水平显著下调,以及蛋白质/DNA比值显著减小(P<0.05);(6)过表达环状RNA CHACR显著抑制了血管紧张素Ⅱ诱导的活性氧水平升高(P<0.001)和线粒体膜电位降低(P<0.05)。结果表明,环状RNA CHACR在体内和体外心肌肥大模型中表达水平显著降低,过表达环状RNA CHACR显著抑制心肌肥大,减轻心肌纤维化,改善心功能,并且显著减轻了血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞氧化应激损伤。

生物制药本科核心实验课程整合与方法探索

生物制药专业作为应用研究导向性学科,实验教学在整个教学体系中占有十分重要的地位。结合我校生物制药专业核心实验课程的设置和教学模式,通过对实验项目的优化整合、教学方式及考核测评方式的改革与实践,逐步形成满足生物制药专业人才培养的核心实验教学体系。

Cuprizone诱导的多发性硬化疾病动物模型的特点及应用

多发性硬化(Multiple sclerosis,MS)是以人类中枢神经系统炎性脱髓鞘为主要特点的神经退行性疾病,并伴随着轴突损伤、胶质细胞增生、炎性细胞浸润等病理特征。双环己酮草酰二腙(Cuprizone,CPZ)是一种铜离子螯合剂,给小鼠饲喂CPZ可诱导小鼠中枢神经系统产生脱髓鞘病变,引起少突胶质细胞凋亡、少突胶质细胞祖细胞增殖、星形胶质细胞和小胶质细胞激活等病理变化,停止饲喂CPZ后,小鼠的中枢神经系统会逐步发生髓鞘再生现象,因此是研究MS脱髓鞘和髓鞘再生的常用模型。本文从CPZ小鼠模型构建、少突胶质细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞以及髓鞘再生等不同方面进行了总结,并对采用CPZ模型的特色疗法进行了概括,从而为CPZ模型在科研与医学实践中的广泛应用提供了详细的理论依据。

生理学教学中加强医学生科学思维能力的培养

为培养学生的科学思维,在生理学多种教学过程中引入科学思维训练,以提高医学生科技创新能力。在理论教学中,应用由浅入深、浅出深入和巧妙切入等方式,训练学生如何运用逻辑结构、知识标准和思维精度进行科学思维;实验教学中,引导学生在实验操作、仔细观察、逻辑推理分析等过程中融入科学思维,培养学生的科学思维习惯;在指导大学生创新创业训练中,通过强化思维训练,让学生准确掌握科学思维的精髓。

piRNA-5938可调控心肌细胞凋亡和线粒体分裂

背景:心肌细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中扮演了重要角色。最新研究表明生殖系统调控分子PIWI相互作用RNA(PIWI-Interacting RNA,piRNA)参与了心脏病理过程调控,然而在心肌细胞凋亡中的作用尚未阐明,尤其涉及线粒体途径的机制尚不清楚。目的:探究piRNA-5938对心肌细胞凋亡和线粒体分裂的调节作用及分子机制。方法:深度测序检测正常和缺血再灌注模型小鼠及大鼠心脏中piRNA的表达丰度,实时荧光定量PCR法验证结果。分别用双氧水和缺氧再复氧条件构建心肌细胞凋亡模型,实时荧光定量PCR法检测piRNA-5938的表达水平。合成piPNA-5938特异性拮抗剂转染心肌细胞,再用双氧水处理,TUNEL法检测细胞凋亡情况,MitoTracker法检测线粒体分裂情况。RNAhybrid软件预测与piRNA-5938相互作用的microRNA。结果与结论:①与假手术组比,缺血再灌注小鼠心脏中422种piRNA表达水平改变,其中289条上调,133条下调;piRNA-5938的表达显著增加(P<0.01);②双氧水诱导心肌细胞凋亡后piRNA-5938的表达水平显著上调,且呈浓度依赖性(P<0.05);③缺氧再复氧诱导心肌细胞凋亡后piRNA-5938表达显著增加(P<0.01);④与阴性对照组比,敲低piRNA-5938后,双氧水诱导的心肌细胞凋亡率明显降低(P<0.05);⑤敲低piRNA-5938后,双氧水诱导的心肌细胞线粒体分裂明显得到改善(P<0.05);⑥piRNA-5938与线粒体分裂调控分子miR-324和miR-668序列能很好地互补配对,且具有高度保守性;⑦提示piRNA-5938调控了心肌细胞凋亡和线粒体分裂,并且可能通过miR-324或miR-668发挥作用。

西罗莫司治疗SLE的作用机制

系统性红斑狼疮(SLE)是以免疫紊乱为主要特征的系统性疾病,肾脏损害和皮肤红斑是其主要的临床表征,同时可能伴随关节炎、血小板减少、血管炎或神经系统病变等。西罗莫司是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的靶向抑制剂,具有抗真菌、抗肿瘤、抗纤维化和免疫抑制的功能。本文就西罗莫司在SLE治疗中的机制及应用进行综述,以期为SLE的治疗提供参考。

大鼠前扣带皮层多巴胺D1受体参与痛相关情绪调节的行为-电生理学观察

本研究旨在探索前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC)的多巴胺D1受体参与痛情绪反应的调节作用。第一天大鼠适应环境并记录检测指标的基础值;第二天预先在ACC给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH-23390或激动剂SKF-38393,然后大鼠左后足底注射完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant, CFA, 0.08 mL),与特定环境匹配后建立条件位置逃避(conditioned placeavoidance,CPA)反应;第三天同步观察大鼠在痛环境中的CPA反应与ACC脑区神经元的放电频率,随后进行旷场行为、机械痛行为和热缩足反射潜伏期(paw withdrawal latency, PWL)测试;在另外一组实验中,给予大鼠足底注射生理盐水(NS),ACC脑区预先给予多巴胺D1受体拮抗剂或激动剂,并进行上述同样的实验观察。结果显示:(1)相比于对照组,足底注射CFA的大鼠PWL与机械痛阈值明显降低(P <0.05);(2)注射CFA组的大鼠在“痛环境”和旷场中心的停留时间明显缩短(P <0.05);(3)预先在ACC注射拮抗剂SCH-23390 (10μg)可缓解CFA所致的焦虑样负性情绪反应(P <0.05),并反转CFA诱发ACC脑区神经元放电频率增加(P <0.05);(4)预先在ACC注射激动剂SKF-38393 (10μg)可以引起足底注射NS大鼠产生类似CPA样的行为反应,且ACC脑区神经元放电频率增加(P <0.05);(5)免疫荧光双标结果显示,多巴胺D1受体与NMDA受体共表达于同一神经元上。以上结果提示,抑制ACC脑区的多巴胺D1受体可以缓解持续性痛诱发的负性情绪反应。

FAT1通过调控Hippo信号通路抑制食管鳞癌细胞增殖

目的:探讨FAT非典型性钙黏蛋白1(FAT atypical cadherin 1,FAT1)对食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)细胞增殖的影响和可能的分子机制。方法:利用TCGA数据库进行FAT1的突变和生存分析;利用慢病毒构建FAT1敲低稳转株;利用MTT法和克隆形成检测FAT1对KYSE450和TE9细胞系增殖的影响;利用Western Blot检测Hippo通路相关标志物的表达;免疫组化检测Yes1相关转录调控因子(Yes1 associated transcriptional regulator,YAP)在动物组织水平中的表达。结果:TCGA数据库分析显示FAT1在31种肿瘤中存在突变。FAT1高表达的ESCC患者预后较好。FAT1敲低促进ESCC细胞的增殖,且Hippo信号通路相关基因的蛋白水平发生改变。免疫组化结果显示FAT1敲低后增强YAP在细胞核中的表达。结论:FAT1通过调控Hippo通路抑制ESCC细胞增殖。

MUC15和PI3K/Akt表达与胃癌临床病理特征及预后的相关性研究

目的:探讨MUC15和PI3K/Akt的表达与胃癌临床病理特征和预后的关系。方法:采用组织芯片和免疫组织化学法检测144例胃癌组织及对应癌旁组织中MUC15、Akt的表达。结果:MUC15在胃癌中阳性表达率为79.8%,高于癌旁组织中的阳性表达率22.2%(P<0.01);Akt在胃癌中阳性表达率为80.6%,高于癌旁组织的阳性表达率16.7%(P<0.01)。MUC15和Akt表达均与胃癌分化程度、浸润深度、有无淋巴结转移和TNM分期相关(P<0.05);且胃癌组织中MUC15表达和Akt表达呈正相关(P=0.001)。单因素生存分析显示,MUC15和Akt高表达均与生存时间呈负相关(P<0.05)。Cox多元回归分析提示,MUC15和Akt同时阳性的胃癌患者预后更差(HR=3.115,P<0.05)。结论:MUC15可能通过PI3K/Akt细胞信号转导通路参与胃癌的发生、发展、浸润转移,MUC15结合Akt是胃癌预后强有力的预测因子。