衰老及相关疾病细胞分子机制研究进展

人类及其他生物随时间推移逐渐发生细胞功能丧失,即细胞衰老.这个过程如突显在某个组织器官,则可引起这个组织和器官的衰老性疾病.然而,最近的研究表明,哺乳动物在出生之前胚胎发育的生理条件下,即已经出现细胞和组织的复制性衰老现象.机制研究显示多种分子从细胞(核)内外引起生理性和应激性细胞复制性衰老.而自然界中某些生物随时间推移生命力增强、并不发生衰老.这些现象的分子机制,还有如发生在脑及代谢性疾病中的非复制性细胞衰老等,都还是个谜.本文就近期衰老的机制、细胞衰老的类型以及某些衰老相关疾病的分子基础的最新研究进展做一个扼要综述.论文包含以下几个部分:a.细胞衰老的定义、分类和机制;b.生理性衰老:发育中程序化衰老;c.内环境稳态与组织器官衰老;d.一型细胞复制性衰老及相关疾病:端粒长度与预测衰老及肿瘤预后、特发性肺纤维化、高血压;e.二型非复制性细胞衰老及相关疾病:帕金森病、糖尿病;f.衰老与长寿的物种多样性.

造血干细胞衰老的研究进展

成体干细胞衰老是组织器官老化的重要原因之一.越来越多的证据显示,免疫系统的衰老起始于造血干细胞(HSC)功能的下降,即造血干细胞的衰老直接影响免疫系统的功能.然而,有关HSC衰老的机理和分子机制仍旧不清楚.在这篇综述中,我们总结了造血干细胞衰老的表型,同时从细胞内在及外在两个方面探讨论了HSC衰老的分子机制.

ATP13A2与帕金森病相关性的研究进展

ATP13A2是常染色体隐性遗传性青年帕金森综合征(Kufor-Rakeb综合征,简称KRS综合征)的致病基因,又称PARK9基因,现已在早发型帕金森病(EOPD)患者中发现多种ATP13 A2基因突变类型。其蛋白表达定位于溶酶体膜上,而溶酶体功能异常可诱发细胞变性、衰老、死亡。近年来,大量关于此基因与蛋白的研究,为神经系统变性病的探讨提供了新的视角。本文就ATP13A2基因突变患者的临床表现,基因蛋白表达,突变后致病机制以及低氧对ATP13A2启动子活性和转录的影响等方面进展作一综述。

24-表油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒幼苗叶片抗氧化酶系统及耐旱相关基因表达的影响

报道了干旱胁迫下外源24-表油菜素内酯(EBR)对辣椒幼苗叶片H2O2和MDA含量,抗氧化酶活性,以及耐旱相关基因表达的影响。结果表明,0.1μmol·L-1EBR处理诱导了辣椒幼苗叶片H2O2含量的增加,并提高了SOD、APX、CAT、DHAR、MDAR和GR活性;干旱胁迫下,EBR处理显著诱导了辣椒叶片抗氧化酶活性的增加,并抑制了H2O2和MDA含量的上升;EBR处理也促进了c APX和MDAR等抗氧化酶基因的表达,以及WRKY3、WRKY6和MYB等转录因子的表达。由此认为,适宜浓度的外源EBR可能是通过信号分子H2O2调控辣椒叶片中WRKY和MYB等转录因子的表达以调控相关耐旱基因表达,增强细胞的抗氧化酶活性,减轻干旱造成的膜质过氧化伤害,从而增强了辣椒幼苗的耐旱性。

人IL-24基因原核表达载体的构建及蛋白的表达纯化

构建人白细胞介素24(IL-24)原核表达载体并利用ELP-Intein系统表达纯化可溶性的IL-24蛋白。通过PCR扩增不含信号肽的人IL-24基因,将IL-24基因插入p ET-ELP-Intein质粒构建重组表达载体p ET-ELP-Intein-IL-24。将重组质粒转化至E.coliBLR(DE3),20℃下经IPTG诱导表达。利用ELP蛋白在不同温度下发生相变的特点和Intein蛋白的自切割反应纯化可溶性IL-24蛋白,将纯化得到的IL-24蛋白进行Western blot鉴定。用Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒检测IL-24蛋白的生物学活性。成功构建了重组表达载体p ET-ELP-Intein-IL-24,第一次通过原核表达方法表达并纯化出了可溶性的IL-24蛋白。Western blot检测显示目的蛋白能与IL-24抗体特异性结合,表明纯化出的蛋白确实为IL-24蛋白。细胞凋亡检测实验证明IL-24蛋白能显著地诱导hep G2细胞发生凋亡。

Rheb过表达在白血病细胞株HL-60和K562中的作用

mTOR信号通路是细胞内重要的生命活动枢纽,它通过抑制细胞凋亡,促进细胞增殖来调控细胞生命活动。Rheb可以激活mTOR信号通路,进而参与多种肿瘤的发生发展。本研究以髓系白血病细胞株为研究对象,探讨Rheb在HL-60和K562中的作用及相关机制。本研究利用逆转录病毒技术使髓系白血病细胞株HL-60和K562过表达Rheb;利用Western blot和Real-Time PCR分别检测HL-60和K562细胞中Rheb的蛋白表达水平及mRNA表达水平;利用CCK-8法检测细胞活力;利用Annexin V-PE和7-AAD双染检测细胞凋亡。结果表明:成功构建了Rheb过表达的HL-60和K562细胞株,并发现Rheb过表达可以促进细胞生长;进一步研究发现,Rheb过表达加快细胞进入G2/M期(P<0.01),但不影响细胞凋亡。结论:Rheb通过加快细胞周期进程促进HL-60和K562细胞增殖。

端粒DNA损伤与细胞衰老的研究进展

细胞衰老是生物不可逃避的生命现象。研究表明,端粒DNA的长度与细胞的衰老进程有关,衰老细胞的端粒DNA出现不同程度的损伤,如端粒DNA的断裂、融合、缩短和缺失等。因此,端粒长度被称作控制寿命的"生命时钟"。目前,端粒DNA损伤发生的机制也得到进一步阐明。端粒酶作为逆转录酶,主要维持端粒的长度、减少染色体的损伤,保证细胞分裂周期的持续进行。该文探讨了端粒DNA损伤发生的机制及不同类型的端粒DNA损伤与细胞衰老之间的关系,在分子水平上寻找诱发细胞衰老的原因,从而为基础研究转化为临床应用提供思路,为研发相应衰老通路的阻滞剂或端粒酶的激活剂奠定理论基础。

帕金森病遗传学的临床研究进展

帕金森病（Parkinson’s disease）是常见的神经系统退行性疾病，其病因尚未完全清楚。近年来，越来越多的研究证实遗传因素在其发病中发挥重要作用。参与帕金森病发病机制的越来越多的基因突变体已被确定，一些基因的突变已被证实可导致家族性帕金森病。

脑啡肽酶与阿尔茨海默病研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经系统变性疾病,β淀粉样蛋白(Aβ)沉积对AD的发生发展有着重要作用。脑啡肽酶是Aβ最主要的降解酶,而且慢性缺氧、维生素D化合物、雌激素等许多因素可以调节脑啡肽酶的表达及活性,影响其对Aβ的降解,从而影响AD的发生发展。近年来,基因治疗已成为一种延缓AD的治疗方法。

肠道共生微生物与健康和疾病

人体是个庞大的动态的微生物群落的天然寄居场所,人体的皮肤、口腔、消化道、呼吸道和生殖道等部位都寄生着大量的微生物。这些微生物与人体互惠互利,形成共生复合体。其中,肠道共生微生物与宿主的相关性及对宿主生理和病理状态的影响已经得到了很好的阐释。肠道共生微生物的主要功能是帮助宿主代谢,使得能量和可吸收的营养物质更好的被利用,为肠道上皮细胞提供营养,增强免疫功能,帮助寄主抵抗外来微生物的入侵。肠道菌群紊乱也是一些疾病的症状或诱发原因,比如肥胖、糖尿病和肠道炎症等。深入研究人类共生微生物与健康和疾病的关系,将为一些疾病的预防和治疗提供新的手段。

随机突变提高单胺氧化酶活性

前期获得了一个对底物美西律具有一定活性的单胺氧化酶突变体A-1(F210V/L213C)。为进一步提高其酶活性,利用MegaWHOP PCR构建了库容约为104的随机突变库。筛选后获得了一个最优突变酶ep-1,比活力为A-1的189%。选择性测定结果表明,酶的对映体选择性有较大提高,E值由101提高到282;动力学常数测定揭示,酶催化效率有较大提高,kcat/Km由0.001 51 mmol/(L?s)提高到0.002 89 mmol/(L?s)。和A-1酶相比,在所测定的11种胺类底物中,ep-1对其他7种底物的比活力有较明显提高,对其他4种底物的比活力变化不大。序列分析表明,ep-1的突变为T162A。分子动力学模拟结果提示,该突变主要通过修正通道氨基酸的二级结构和扩大活性口袋来发挥作用。

以GWAS大数据为基础的孟德尔随机化方法探索脆性骨折的临床风险因素

本文主要介绍了近期《英国医学杂志》(the British Medical Journal, BMJ)刊登论文"脆性骨折的遗传风险和临床风险因子评估"的研究设计,分析了论文的主要结果,强调对阴性结果需谨慎解读,讨论了大样本量设计的优缺点。最后对比了孟德尔随机化设计和随机对照设计。笔者认为,基于大样本全基因组关联分析(GWAS)数据的孟德尔随机化研究势必会在未来几年越来越多地开展。