西北大学结构植物学研究七十年回顾

结构植物学科已有300多年的发展历史,主要研究植物的细胞、组织和器官在个体发育、系统发育和不同生境条件下显微结构和超微结构的发生、发育规律,以及如何利用这些结构规律为生产实践服务。西北大学结构植物学科起始于1953年,由已故植物学家胡正海教授建立。初期研究主要集中在橡胶植物猫儿尿和生漆植物漆树,系统研究这两种植物体内产生和贮存橡胶和生漆的结构——乳汁管,阐明乳汁管的形态结构、发生发育、各器官的分布规律,及橡胶和生漆的产生、转运和贮存过程等。理论研究上,以我国特有植物独叶草和心叶草独有的原始形态特征为切入点,用比较形态学方法系统研究了它们形态发生,为被子植物的演化研究提供了新的资料。

生命科学与技术人才培养基地实验课程体系的改革与实践

按照国家生命科学与技术人才培养基地培养目标和要求,对现有生命科学与技术专业有关实验教学内容进行合理整合,增加综合性、自选性、设计性和研究性实验,探索新型实验教学模式,构建真正体现学生主动参与的创新性生命科学与技术实验体系。

21世纪生命科学与人才培养

本文以近20年来生命科学领域所取得的巨大成就为依据,论述了21世纪生命科学在自然科学中的领头地位.同时,对21世纪生命科学的几个重要研究领域和人才培养进行了评述.

饱和烷烃处理下紫花苜蓿(Medicago sativa)的转录学特征

为探究紫花苜蓿在石油污染下的耐受机理,采用超声碎促溶的方法,将3种有机物(十二烷、十六烷和二十四烷)配置成质量分数均为1%的混合溶液,模拟饱和烷烃污染对紫花苜蓿幼苗进行处理,分别对污染0,6,24 h的植株取样进行转录组学分析,共获得1431个差异表达基因(DEGs)。GO富集分析表明,这些DEGs主要涉及蛋白结合、代谢途径和催化活性等;KEGG富集分析表明,DEGs主要富集到植物病原体相互作用、MAPK信号通路和光合生物碳固定途径等。qRT-PCR验证转录组结果可靠。研究结果为研究植物降解和耐受原油中饱和石油烃污染机制原理及后续筛选和培育耐石油污染植物提供理论依据。

三种秦巴特色中药材的历史沿革与研究进展

秦巴地区特有的气候与水土环境使陕西成为中国生物多样性最丰富的省份之一。陕西自古就是重要的中药材适生区,有“天然药库”“秦地无闲草”等美誉,道地中药材有杜仲、秦艽、丹参和黄姜等。道地性的内核是自然环境与生态条件共同演化造就了中药材的性质与功效,为了从千年临床用药经验和研究中全面认识秦巴特色中药材,本研究通过古籍资料考证结合现代研究,选取不同种属3种秦巴特色中药材杜仲、秦艽和黄姜对采收加工、性味归经、炮制提取、化学成分、功效主治、新药研发进行了梳理归纳,探析道地性的物质基础,科学阐释其作用机制,为合理利用、科学开发秦巴特色中药材提供思路,为创新中国药的现代化研发提供源泉。

川芎嗪抑制ROCK的表达降低模拟失重大鼠血管Ca^(2+)敏感性

研究失重条件下血管平滑肌收缩性、Ca^(2+)敏感性及其调控通路RhoA-ROCK蛋白表达的变化,以及川芎嗪干预对其的影响。大鼠尾部悬吊模拟失重,在机体前、后部分别选取颈总动脉和肠系膜上动脉。在模拟失重大鼠颈总动脉中,由苯肾上腺素(PHE)或KCl诱发的血管收缩性和Ca^(2+)敏感性增强,RhoA激酶2(ROCK II)的表达、肌球蛋白磷酸酶靶亚基1(MYPT1)和肌球蛋白调节轻链(MLC)的磷酸化水平均上升,血管孵育Y-27632(ROCK特异性抑制剂)后可降低以上变化。模拟失重大鼠灌饲川芎嗪亦可降低以上变化。模拟失重后,大鼠肠系膜上动脉的收缩性和Ca^(2+)敏感性、ROCK II的表达、MYPT1和MLC的磷酸化水平降低,血管孵育Y-27632对以上变化无明显作用。模拟失重大鼠灌饲川芎嗪亦对以上变化无明显作用。结果表明,由RhoA-ROCK调控的血管平滑肌Ca^(2+)敏感性的变化可能是失重条件下机体前后部血管收缩性发生区域性重塑的关键因素。川芎嗪可抑制ROCK蛋白的表达,降低血管平滑肌升高的Ca^(2+)敏感性,从而纠正失重条件下机体前部血管收缩性的增强,但对失重条件下机体后部血管收缩性的减弱无恢复作用。

龙胆苦苷对果糖诱导小鼠高尿酸血症的作用

目的:研究龙胆苦苷对果糖诱导小鼠高尿酸血症的治疗作用。方法:昆明种小鼠连续饮用10%果糖溶液12周以制备高尿酸症小鼠模型,从第9周开始,别嘌呤醇组,龙胆苦苷高、中、低剂量组(80 mg/kg、40 mg/kg、20 mg/kg-)每天灌胃给药1次,共给药4周。末次给药后取血,检测血清谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)、尿酸(UA)、肌酐(Cr)和血尿素氮(BUN)水平,苏木精-伊红(HE)染色观察肝、肾组织的变化;酶联免疫吸附试验法检测肾组织中超氧化物歧化酶(SOD),丙二醛(MDA),肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)水平,比色法和蛋白质免疫印迹法检测肝组织中黄嘌呤氧化酶(XOD)活性及蛋白表达水平。结果:与模型组比较,龙胆苦苷各给药组小鼠血清GPT、GOT、UA、Cra和BUN水平显著降低(P<0.01),肝、肾病理学变化有所改善;肾脏SOD水平显著升高(P<0.01),MDA、TNF-α和IL-6水平显著降低(P<0.01);同时肝脏XOD的活性及蛋白表达水平显著下调(P<0.01或P<0.05)。结论:龙胆苦苷通过降低XOD活性和表达,降低尿酸水平,进而减轻肾脏氧化应激和炎症水平,达到肾脏保护作用。

中国灵长类动物保护的成就与挑战

气候变化和人类活动的双重影响导致全球灵长类生物多样性急剧下降。中国是北半球灵长类动物种类最多的国家,但在农业社会向现代社会转型的过程中,现代农业的扩张、自然资源的消耗以及土地的过度开发,使中国面临着严重的生态威胁。为此,中国实施了包括栖息地恢复和保护在内的多种生态保护措施,在生物多样性保护方面取得了实质性进展,某些地区的灵长类动物种群数量有所增加。该研究对中国灵长类动物的历史文献和实地调查资料进行了系统分析,对中国灵长类动物的濒危状况进行了评估。尽管大多数灵长类物种的栖息地有所改善,种群数量也有所增长,但许多物种仍然面临着严重的威胁,包括种群数量的减少。例如,缅甸金丝猴、东黑冠长臂猿和海南长臂猿等物种由于分布范围有限和种群数量极少,仍然特别脆弱。科学数据的缺乏以及保护生物学研究的不足,进一步加剧了这些挑战。此外,蜂猴、倭蜂猴、印支灰叶猴、肖氏乌叶猴和戴帽叶猴等物种的详细种群监测数据仍然缺乏,这严重阻碍了针对这些物种保护管理政策的制定。因此,在生物多样性保护方面,迫切需要开展专门的灵长类动物调查,实行跨境保护和区域合作,建立全面系统的数据库平台,对灵长类生物学进行持续深入的研究。此外,加强公众对野生动物保护的认识也至关重要。这些综合、系统的工作将为中国灵长类物种的保护和管理提供科学依据。

基于网络药理学、分子对接和分子动力学研究杜仲-淫羊藿药对治疗骨质疏松的作用机制

目的通过网络药理学、分子对接和分子动力学方法研究杜仲-淫羊藿药对治疗骨质疏松的作用机制。方法查询中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)和相关文献筛选杜仲-淫羊藿药对的活性成分, 应用TargetNet、SwissTargetPrediction、STITCH数据库筛选活性成分的作用靶点, 应用GeneCards、OMIM、TTD、DisGeNET数据库筛选骨质疏松的相关靶点, 利用Venny 2.1.0在线工具获取交集靶点。应用STRING数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析。使用Cytoscape 3.8.2软件构建网络图并进行网络特征分析以确定核心成分和关键靶点。使用R 3.6.3软件进行基因本体(GO)功能注释及京都基因和基因组百科全书(KEGG)信号通路分析。使用SYBYL-X 2.1.1软件将核心成分与关键靶点进行分子对接。使用GROMACS 2021.6软件进行分子动力学模拟。结果筛选出杜仲-淫羊藿药对的活性成分47个, 作用靶点329个, 骨质疏松的相关靶点4 604个, 交集靶点210个。网络特征分析表明木犀草素、槲皮素、山柰酚、咖啡酸、金圣草黄素、松脂素是核心成分, 蛋白激酶B1(Akt1)、白细胞介素-6(IL-6)、类固醇受体辅激活因子(Src)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(CASP3)、表皮生长因子受体(EGFR)、雌激素受体1(ESR1)、前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)、丝裂原激活蛋白激酶8(MAPK8)、转录因子JUN是关键靶点。GO分析显示生物过程(BP)主要涉及细胞激素代谢过程、细胞内受体信号通路、对氧化应激的反应、激素代谢过程等, 细胞组分(CC)主要涉及膜筏、膜微结构域、膜区、转录因子复合体等, 分子功能(MF)主要涉及核受体活性、转录因子活性、类固醇激素受体活性、激素结合等。KEGG分析表明"杜仲-淫羊藿"药对治疗骨质疏松的信号通路主要有破骨细胞分化相关通路、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-Akt信号通路和MAPK信号通路等。分子对接显示核心成分能够准确结合在关键靶点蛋白的活性位点上, 分子动力学分析进一步验证了核心成分与关键靶点蛋白的结合稳定性。结论杜仲-淫羊藿药对治疗骨质疏松具有多成分、多靶点、多通路的特点, 为其临床用药奠定了理论基础。

深度学习辅助病理诊断领域的研究进展

发展人工智能已成为我国的国家战略,其在临床医疗领域的应用日益广泛。在病理学领域,深度学习辅助诊断系统的开发和应用在细胞病理和组织病理检查、免疫组织化学以及分子病理检测等方面都取得了明显进展,许多方面的应用都进入了临床实践。通过深度学习分析病理图像,能够挖掘疾病更深层次的信息,有助于提高病理诊断的客观性和准确性,减少疾病诊断所需的时间和成本,为实现疾病的精确诊疗提供帮助。该文旨在对近些年来深度学习在辅助病理诊断中的应用进展进行综述。

胡桃属植物演化历史和基因组学研究进展

胡桃属约有22个物种,为第三纪孑遗植物,全球范围均有分布。该属植物种质资源丰富,具有重要的食用、材用、生态、经济、药用价值。其中,胡桃栽培历史悠久。综述胡桃属植物演化历史和基因组学方面的研究进展,从胡桃属植物物种形成、系统发育、生物地理和基因组学几个方面进行了阐述。对该属植物遗传多样性和驯化历史方面的研究前景进行展望。随着测序和分子生物技术的迅速发展,基因组学、转录组学、代谢组学、重测序、DNA甲基化、细胞器基因组、全基因组基因关联分析和其他组学技术将成为胡桃属植物演化历史、组学和育种的有利工具。

基于磁共振成像的机器学习在眼眶肿瘤中的应用进展

眼眶肿瘤的位置和组织病理学表现各不相同,给诊断带来了挑战。尽管成像技术的进步改善了这一问题,但其分类与鉴别仍是一项挑战。机器学习作为人工智能的关键分支在医疗领域已取得了一定的成果,尤其是其与影像学、眼科学的结合极大地促进了眼眶肿瘤的精准治疗,其在肿瘤鉴别、病灶分割及图像重建等方面已经展现出极大的潜力和广阔的应用前景,有望在提升眼眶肿瘤诊断水平的同时降低临床实践成本。本文就基于MRI的机器学习技术在眼眶肿瘤中的应用进行综述,旨在为临床医师和放射科医生就眼眶肿瘤的诊断、治疗及预后提供思路,并进一步促进机器学习在该领域的应用与普及推广。

胰岛素样生长因子信号轴与其抑制剂在肿瘤中的作用

胰岛素样生长因子(IGFs)是一种体内平衡调节因子,参与全身多种生理、合成和代谢过程,在促进生长中起着关键的自分泌、旁分泌和内分泌作用,涉及多种组织器官内细胞增殖、分化和凋亡的调节。大量体内、体外实验及临床报道发现IGFs分子的异常表达在各种呼吸系统、消化道恶性肿瘤、生殖系统肿瘤及其他肿瘤的增殖侵袭过程中都起到十分重要的作用。从临床角度来看,异常表达的IGF信号轴分子可被认定为癌症的诊断标志物、预后因素和现代抗肿瘤治疗的靶点。因此,针对不同肿瘤组织中IGFs变化所引发的下游分子及信号通路改变,配合靶向分子抑制剂进行针对性用药,可能成为治疗癌症的新方式。总结了IGFs信号轴在正常人体与癌症组织发展中的变化,并对IGFs信号轴的小分子抑制剂进行归纳,希望能为以后的癌症临床治疗与研究提供借鉴,为未来分子靶向治疗辅助癌症用药提供一定的参考。

叶绿体类囊体腔蛋白功能研究进展

【目的】类囊体是叶绿体光合作用中光反应进行的重要场所。类囊体腔是由类囊体膜包围形成的一个狭小空间。在类囊体腔中存在多种不同的蛋白家族,包括高叶绿素荧光(high chlorophyll fluorescence,HCF)蛋白、亲免蛋白、放氧复合物(oxygen-evolving complex,OEC)蛋白、PsbP类蛋白等,它们对植物的光合作用、核酸代谢以及氧化还原反应等都起着重要作用。【评论】文章分类综述了参与光合作用调控的类囊体腔蛋白在光系统组装、植物生长发育调节和高光逆境响应等生理活动中发挥的重要作用。【展望】文章可为未来研究类囊体腔蛋白的生理功能提供理论参考。

不同产地连翘质量的研究现状分析

目的总结不同产地连翘质量控制的研究现状。方法通过收集连翘中主要化学成分的研究文献资料,对不同产地连翘中主要化学成分(总挥发油、连翘酯苷A、连翘酯苷B、连翘苷和微量元素钠、锰、锌、铁、镁、钾、钙、铬、锗、硒及重金属铅、镉、砷、汞、铜)的含量研究结果进行数据收集和比较。结果由统计分析结果可知,陕西、湖北、安徽的样本挥发油质量分数均值约为1.7%,为最高;河南、陕西和山西的连翘酯苷A含量排名靠前,分别为5.47%、4.90%、4.83%;山西连翘中的连翘酯苷B样本量最高且含量均值高于其他产地;山西连翘微量元素优势较大,山西运城、太原、临汾、晋中产地的连翘中的Mn、Fe、Mg、K、Ca、Cr、Ge、Se质量分数居于前列,Na、Zn分别是河南三门峡、河北邯郸产地较优;各产地连翘的重金属含量均未超标。结论山西、河南、陕西、河北作为连翘的主要产区,多种化学成分的质量分数普遍高于其他产区,品质更为优良。本文为开展不同产地连翘的共性和个性特征研究提供了数据支撑,为各产地连翘的质量控制提供了参考。

非人灵长类的个性研究进展

个性的研究能够加深对群居动物个体间差异和群体的社会组织模式的了解,这使其成为非人灵长类学者关注的一个热点话题,并为社会心理学和行为生态学交叉融合发展提供新的方法与思路。本文简要总结了目前灵长类个性的分类定义、评定方法与研究内容,并详细介绍了研究进展中的突出成果:从激素变化、特定基因位点差异和环境条件3个角度解释个性形成机制;将个性在个体健康和认知中的功能应用到灵长类的饲养管理中,有效提升动物福利。为了更好地回答行为生态学理论问题,今后需进一步拓展对野生环境中非人灵长类个体的个性以及行为模式的探索,建议从性选择、社群结构以及空间动态深入研究,切实为濒危物种保护提出新的思路。

卤代烷烃脱卤素酶标签α1A-肾上腺素受体色谱方法的建立与评价

受体色谱技术是将色谱技术的高分离能力和药物-受体间的高特异性识别能力结合起来的一种分析技术,能够对中药等复杂体系中靶向活性成分进行高效筛选与准确辨识。该技术的关键在于发展高效、温和、简便的固定化方法,使得固定化受体活性得以保持。传统的以生物交联剂为核心的随意共价固定化技术存在反应特异性较差、需要纯化蛋白质等不足。针对该问题,本研究将卤代烷烃脱卤素酶(Halo)与6-氯己酸的特异性生物正交反应引入至α_(1A)-肾上腺素受体(α_(1A)-AR)的固定化过程,将Halo标签α_(1A)-AR一步固定至6-氯己酸修饰的氨丙基硅胶表面,无需对α_(1A)-AR进行纯化。采用扫描电子显微镜和色谱法对Halo-α_(1A)-AR色谱固定相进行形貌及活性表征,证明受体已成功固定且具有特异性识别配体的能力,30天内稳定性良好。非线性色谱法研究结果显示:盐酸哌唑嗪、盐酸特拉唑嗪和乌拉地尔通过一类结合位点与Halo-α_(1A)-AR色谱固定相作用,结合常数分别为3.85×10^(5)、5.00×10^(5)和5.90×10^(5)L/mol;甲磺酸酚妥拉明和盐酸坦索罗辛在Halo-α_(1A)-AR色谱固定相上则存在两类位点,前者与受体亲和力分别为3.12×10^(6) L/mol和6.01×10^(5)L/mol,后者则为9.98×10^(5)L/mol和2.11×10^(4) L/mol。与传统物理吸附法或N,N′-羰基二咪唑法制备的α_(1A)-AR色谱柱相比,本文所用固定化方法无需纯化受体,在一定程度上避免了受体活性损失,实现了蛋白质一步固定化方法,亲和力测定值更接近于溶液中受体-药物的真值,为复杂体系靶向活性成分高效筛选与准确测定奠定了基础。

飞蛾藤属植物成分分析及其化学模式识别研究

目的对飞蛾藤属植物化学成分进行分析,并作化学模式识别。方法UPLC-Q-ExactiveFocus-MS/MS分析采用ThermoAccucoreaQC_(18)色谱柱(150mm×2.1mm,2.6μm);流动相甲醇-水(含0.1%甲酸),梯度洗脱;体积流量0.3mL/min;柱温30℃;加热电喷雾离子源;正负离子扫描。采用聚类分析、主成分分析及正交偏最小二乘判别分析研究成分差异。结果共鉴定出124种成分,包括有机酸及其酯类50种、苯丙素类19种、黄酮类16种、酰胺类3种、糖苷类16种、生物碱类3种和其他类17种,并筛选得到35种差异性成分。结论本研究快速、全面地分析了飞蛾藤属植物化学成分,可为其质量控制提供依据。

黄土高原刺槐林土壤化学计量特征和微生物元素利用效率的季节差异

为探究刺槐人工林根际和非根际土壤微生物元素利用效率的季节差异及其影响因素,在黄土高原选取3个季节(春季、夏季、秋季)人工林根际和非根际土壤为研究对象,测定土壤理化性质、微生物生物量和酶活性等指标,计算化学计量失衡、矢量特征及元素利用效率。结果表明,季节动态显著影响化学计量失衡,根际和非根际C∶N失衡在季节上均表现为先增加后降低的趋势,而C∶P和N∶P失衡则相反。矢量长度和矢量角度的变化表明根际与非根际土壤微生物均在夏季受到较强的碳、氮限制,而在春、秋季受到较强的磷限制。季节动态对微生物元素利用效率有显著影响,其中碳利用效率在夏季最低,而氮、磷利用效率在夏季最高。偏最小二乘路径模型结果表明,根际和非根际土壤微生物均通过矢量特征和胞外酶活性间接地影响元素利用效率,而非根际土壤微生物化学计量失衡对元素利用效率有直接影响。研究结果有助于深入理解人工林根际和非根际土壤微生物的养分利用机制,为生态脆弱地区的人工林管理提供理论依据。

咖啡酸对铜绿假单胞菌群体感应抑制探究

世界范围内,病原菌对抗生素的耐药性日趋严峻,但药物研发效率日趋缓慢,迫切需要新的抗感染药物或药物作用靶点。铜绿假单胞菌群体感应系统(quorum sensing,QS)与其致病性密切相关,寻找靶向QS系统的抑制剂是新型抗感染药物新策略。前期研究发现,以咖啡酸为主要成分的大血藤提取物对铜绿假单胞菌的群体感应具有转录抑制作用。进一步探究了咖啡酸对铜绿假单胞菌的QS系统相关基因的表达和毒性因子产生的抑制作用;通过分子对接结合缺失突变体感染白菜模型检测,探究了咖啡酸的作用靶点。结果表明:咖啡酸显著抑制铜绿假单胞菌QS系统相关基因rhlR、rhlI、pqsA、pqsR及其调控的毒性因子的编码基因如phzA 1、lasB等,进一步抑制该类毒性因子的产生和降低了细菌的运动性和生物被膜,最终降低了铜绿假单胞菌的感染性,其可能通过靶向pqs系统发挥其QS抑制作用。