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减数分裂染色体的行为及其分子基础

中国科学：生命科学 2017年第1期47卷 16-25页

作者：蒋涵玮李涛樊岁兴江小华史庆华中国科学技术大学生命科学学院合肥微尺度物质科学国家实验室合肥230027 复旦大学遗传与发育协同创新中心上海200438

减数分裂是有性生殖生物配子产生的必需过程.在细胞进入减数分裂前,其染色体复制1次,但启动分裂后,细胞进行二次分裂,从而产生染色体数目减半的配子.减数分裂Ⅰ前期同源染色体的配对、联会、重组以及减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离是... 详细信息

减数分裂是有性生殖生物配子产生的必需过程.在细胞进入减数分裂前,其染色体复制1次,但启动分裂后,细胞进行二次分裂,从而产生染色体数目减半的配子.减数分裂Ⅰ前期同源染色体的配对、联会、重组以及减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离是减数分裂的基本特征,而这些减数分裂特异事件的按时、依序发生则有赖于减数分裂Ⅰ前期程序性D N A双链断裂(D S B)的产生和以同源染色体为模板进行的同源重组修复.本文将对减数分裂特别是减数分裂Ⅰ前期染色体的行为进行简要综述,并就其分子基础和机制进行分析讨论.

关键词：减数分裂染色体行为联会复合体重组 DSB

新的QRICH2错义突变引起精子鞭毛多发形态异常并致男性不育（英文）

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中国科学技术大学学报 2024年第9期 25-34页

作者： Yousaf Raza 张欢 Muhammad Zubair Ansar Hussain Nisar Ahmad 陈敏杨刚 Musavir Abbas Tanveer Abbas Muhammad Shoaib Ghulam Mustafa Imtiaz Ali Meftah Uddin 樊岁兴 Wasim Shah 史庆华中国科学技术大学附属第一医院生殖与遗传中心生命科学与医学部生物医学与健康安徽省实验室合肥综合性国家科学中心大健康研究院

精子鞭毛多发形态异常（MMAF）表现为鞭毛弯曲、不规则、短小、卷曲和缺失。尽管部分引发MMAF的基因已经被发现，但大多数病例的致病基因仍不明确。富含谷氨酰蛋白2(QRICH2)基因通过调控精子鞭毛生成相关的关键蛋白表达，在精子鞭毛发... 详细信息

精子鞭毛多发形态异常（MMAF）表现为鞭毛弯曲、不规则、短小、卷曲和缺失。尽管部分引发MMAF的基因已经被发现，但大多数病例的致病基因仍不明确。富含谷氨酰蛋白2(QRICH2)基因通过调控精子鞭毛生成相关的关键蛋白表达，在精子鞭毛发育中起着重要作用，且QRICH2的遗传变异已被证实是人类和小鼠MMAF的主要原因。为探明MMAF的遗传基础，我们招募了来自巴基斯坦的近亲婚配致后代不育家系，以确定导致患者不育的遗传变异。通过全外显子组测序和Sanger测序分析，我们鉴定出了导致患者MMAF的候选致病变异。随后，使用苏木精和伊红（HE）染色分析精子形态，并通过定量聚合酶链反应（q PCR）、蛋白质印迹（Western blot）和免疫荧光染色分析精子中QRICH2的表达情况。在该家系的患者中，我们发现了QRICH2基因的一种新的纯合错义变异（c.4618C>T）。精子形态分析显示，患者表现出典型的MMAF表型。q PCR结果表明患者精子中QRICH2 m RNA水平显著降低，免疫荧光染色结果显示QRICH2蛋白表达缺失。此外，携带QRICH2纯合错义变异的患者精子中外周纤维2(ODF2)表达减少，而A-激酶锚定蛋白4(AKAP4)表达正常。这些发现扩展了我们对MMAF相关男性不育症遗传原因的理解，并强调了遗传咨询在此类疾病中的重要性。

关键词：男性不育 MMAF 弱精子症 QRICH2 错义变异

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推进幼小科学教育衔接路径

小学科学 2025年第3期 121-123页

作者：樊金花民乐县乐民新城学校甘肃

在幼儿园教学中,科学教育是非常重要的组成部分,它对培养幼儿的好奇心、探索欲、观察力、思维能力和科学态度均具有不可估量的价值。它不仅能启发幼儿的科学思维,开阔他们的视野,还可以促进幼儿全面发展,提升综合素质。本文探讨幼儿园... 详细信息

在幼儿园教学中,科学教育是非常重要的组成部分,它对培养幼儿的好奇心、探索欲、观察力、思维能力和科学态度均具有不可估量的价值。它不仅能启发幼儿的科学思维,开阔他们的视野,还可以促进幼儿全面发展,提升综合素质。本文探讨幼儿园科学教育中幼小衔接的重要性,并提出有效的实施方法,以期为教育实践提供参考。

关键词：幼小衔接科学教育思维能力科学态度

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核因子I-C调控人根尖牙乳头干细胞的分化

中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6667-6673页

作者：吴越朱永娜葛翔刘樊何泽禹刘茜蚌埠医科大学口腔医学院蚌埠医科大学第二附属医院口腔科安徽省蚌埠市233000

背景:体外过表达核因子I-C基因可促进人根尖牙乳头干细胞的分化,Wnt/β-catenin信号通路的激活也可促进人根尖牙乳头干细胞的分化,而且核因子I-C对间充质干细胞中Wnt/β-catenin通路具有调节作用。然而,核因子I-C能否通过激活人根尖牙... 详细信息

背景:体外过表达核因子I-C基因可促进人根尖牙乳头干细胞的分化,Wnt/β-catenin信号通路的激活也可促进人根尖牙乳头干细胞的分化,而且核因子I-C对间充质干细胞中Wnt/β-catenin通路具有调节作用。然而,核因子I-C能否通过激活人根尖牙乳头干细胞中Wnt/β-catenin通路进而影响细胞分化,目前尚未见报道。目的:探讨核因子I-C通过Wnt/β-Catenin信号通路调控人根尖牙乳头干细胞分化的作用。方法:玻片覆盖组织块法培养人根尖牙乳头干细胞,慢病毒转染过表达核因子I-C基因。①设置对照组、空载体组和过表达核因子I-C组,Western blot检测β-Catenin、LRP5和TCF7L2的表达。②设置对照组、空载体组、过表达核因子I-C组和过表达核因子I-C+DKK-1(Wnt通路抑制剂)组,细胞成骨诱导7 d后进行碱性磷酸酶染色及活性定量,细胞成骨诱导14 d后qPCR和Western blot检测Runt相关转录因子2、牙本质涎磷蛋白、骨钙素mRNA及蛋白的表达,茜素红染色观察矿化结节形成情况。结果与结论:①与对照组、空载体组相比,过表达核因子I-C组人根尖牙乳头干细胞中Wnt/β-Catenin通路相关蛋白β-Catenin、LRP5、TCF7L2表达显著升高(P<0.01);②与对照组、空载体组相比,过表达核因子I-C组人根尖牙乳头干细胞中碱性磷酸酶活性显著升高(P<0.01),Runt相关转录因子2、牙本质涎磷蛋白、骨钙素mRNA及蛋白表达均显著升高(P<0.01),矿化结节数量显著增加(P<0.01);③与过表达核因子I-C组相比,过表达核因子I-C+DKK-1组人根尖牙乳头干细胞中碱性磷酸酶活性、Runt相关转录因子2、牙本质涎磷蛋白、骨钙素mRNA及蛋白表达显著下降(P<0.05),矿化结节数量显著减少(P<0.05)。结果表明:核因子I-C能够激活人根尖牙乳头干细胞中Wnt/β-catenin信号通路,介导人根尖牙乳头干细胞的成骨/成牙分化。

关键词：人根尖牙乳头干细胞核因子I-C Wnt 信号通路分化成骨 DKK-1 工程化干细胞

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A TOP6BL mutation abolishes meiotic DNA double-strand break formation and causes human infertility

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Science Bulletin 2020年第24期65卷 2120-2129,M0006页

作者： Yuying Jiao Suixing Fan Nazish Jabeen Huan Zhang Ranjha Khan Ghulam Murtaza Hanwei Jiang Asim Ali Yang Li Jianqiang Bao Beibei Zhang Jianze Xu Bo Xu Hafiz Muhammad Jafar Hussain Qumar Zaman Ihsan Khan Ihtisham Bukhari Furhan Iqbal Ayesha Yousaf Sobia Dil Manan Khan Niaz Ahmad Hui Ma Xiaohua Jiang Yuanwei Zhang Qinghua Shi First Affiliated Hospital of University of Science and Technology of China Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscalethe CAS Key Laboratory of Innate Immunity and Chronic DiseaseSchool of Basic Medical SciencesDivision of Life Sciences and MedicineCAS Center for Excellence in Molecular Cell ScienceCollaborative Innovation Center of Genetics and DevelopmentUniversity of Science and Technology of ChinaHefei 230027China Institute of Pure and Applied Biology Zoology DivisionBahauddin Zakariya UniversityMultan 60800Pakistan Shahbaz Sharif District Hospital Multan 60800Pakistan

Meiosis is pivotal for sexual reproduction and fertility. Meiotic programmed DNA double-strand breaks(DSBs) initiate homologous recombination, ensuring faithful chromosome segregation and generation of gametes. However, few studies have focused on meiotic DSB formation in human ***, we report four infertile siblings born to a consanguineous marriage, with three brothers suffering from non-obstructive azoospermia and one sister suffering from unexplained infertility with normal menstrual cycles and normal ovary sizes with follicular activity. An autosomal recessive mutation in TOP6BL was found co-segregating with infertility in this family. Investigation of one male patient revealed failure in programmed meiotic DSB formation and meiotic arrest prior to pachytene stage of prophase *** models carrying similar mutations to that in patients recapitulated the spermatogenic abnormalities of the patient. Pathogenicity of the mutation in the female patient was supported by observations in mice that meiotic programmed DSBs failed to form in mutant oocytes and oocyte maturation failure due to absence of meiotic recombination. Our study thus illustrates the phenotypical characteristics and the genotype-phenotype correlations of meiotic DSB formation failure in humans.

关键词： Programmed meiotic DNA double-strand breaks TOP6BL mutation Meiotic DSB formation failure Human infertility Oocyte maturation failure Meiotic arrest

外源性碱性成纤维细胞生长因子促进大鼠创面愈合的机制

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中国组织工程研究 2025年第11期29卷 2243-2251页

作者：李振超杜喜玲韩志新牛大伟樊昌伟安阳市人民医院整形烧伤科河南省安阳市455000 鹤壁职业技术学院河南省鹤壁市458000

背景:深入揭示外源性碱性成纤维细胞生长因子促进创面愈合的分子机制。目的:探讨外源性碱性成纤维细胞生长因子对大鼠创面修复中巨噬细胞表型转换和肉芽再生的影响。方法:(1)体外细胞实验:分为正常对照组、低剂量碱性成纤维细胞生长因... 详细信息

背景:深入揭示外源性碱性成纤维细胞生长因子促进创面愈合的分子机制。目的:探讨外源性碱性成纤维细胞生长因子对大鼠创面修复中巨噬细胞表型转换和肉芽再生的影响。方法:(1)体外细胞实验:分为正常对照组、低剂量碱性成纤维细胞生长因子组、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组以及碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组,其中低、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组细胞培养基中分别添加100,200μg/L碱性成纤维细胞生长因子,碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组细胞培养基中添加200μg/L碱性成纤维细胞生长因子和20 mmol/L Notch1/Jagged1激动剂丙戊酸。通过EdU实验、划痕实验、小管生成实验检测碱性成纤维细胞生长因子对人脐静脉内皮细胞增殖、迁移和血管新生的影响。(2)体内动物实验:SD大鼠按照随机数字表法分为模型组、低剂量碱性成纤维细胞生长因子组、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组以及碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组,构建大鼠全层皮肤缺损开放性创面模型,其中低、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组皮下注射100,200μg/L碱性成纤维细胞生长因子,碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组大鼠皮下注射200μg/L碱性成纤维细胞生长因子的同时腹腔注射10 mg/kg丙戊酸。给药7,14 d检测大鼠创面的愈合率;TUNEL检测创面组织中的细胞凋亡情况;酶联免疫吸附实验检测大鼠血清中丙二醛、超氧化物歧化酶、肿瘤坏死因子α和白细胞介素10水平;免疫荧光检测创面组织中巨噬细胞的表型转换情况;免疫组化检测创面组织中增殖细胞核抗原、CD31和血管内皮生长因子的表达;Western blot法检测创面组织中Notch1、Jagged1的表达。结果与结论:(1)与正常对照组相比,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移和血管新生,并且具有剂量依赖性;(2)与模型组相比,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进创面的愈合,下调创面组织中的细胞凋亡率;降低大鼠血清中丙二醛和肿瘤坏死因子α水平,升高超氧化物歧化酶和白细胞介素10水平;促使创面组织中巨噬细胞向M2型转换,上调创面组织中增殖细胞核抗原、CD31和血管内皮生长因子的表达;抑制创面组织中Notch1、Jagged1的表达,并且均具有剂量依赖性。丙戊酸可部分逆转碱性成纤维细胞生长因子对创面愈合的促进作用。结果表明,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进创面愈合与肉芽再生以及诱导巨噬细胞向M2型转换,这可能与调控Notch1/Jagged1信号有关。

关键词：碱性成纤维细胞生长因子全层皮肤缺损创面巨噬细胞表型转换肉芽再生 Notch1 Jagged1

表观遗传学变化及运动调控:改善骨骼肌衰老的机制

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 419-429页

作者：樊饶孔健达李琳翟腾杨紫柔朱磊曲阜师范大学体育科学学院山东省济宁市272000

背景:骨骼肌衰老和多种表观遗传学变化密切相关,运动对这些表观遗传学变化具有一定调控作用,但尚不完全了解其具体机制。目的:回顾骨骼肌的表观遗传学机制以及运动如何通过这些表观遗传学机制来改善骨骼肌的衰老,并促进肌肉的适应性变化... 详细信息

背景:骨骼肌衰老和多种表观遗传学变化密切相关,运动对这些表观遗传学变化具有一定调控作用,但尚不完全了解其具体机制。目的:回顾骨骼肌的表观遗传学机制以及运动如何通过这些表观遗传学机制来改善骨骼肌的衰老,并促进肌肉的适应性变化,旨在更全面地认识骨骼肌老化和疾病机制。方法:于2023-06-01/08-01检索自建库至2023年8月的Web of Science、PubMed、中国知网(CNKI)、万方和维普等数据库,中文检索词包括骨骼肌、肌肉、衰老、老年、老化、运动、体育锻炼、表观遗传、表观遗传学等;英文检索词包括skeletal muscle,muscle,aging,older adult,senescence,older adult,age,exercise,sports,physical activity,physical activity,epigenetic,epigenetics等。运用布尔逻辑运算符将检索词连接并进行检索,并制定了相应的策略。根据预定的纳入和排除标准,最终筛选出70篇符合条件的文献。结果与结论:①表观遗传学是指基因序列不发生改变的情况下,基因表达和功能受到调控的现象,其中骨骼肌的表观遗传学变化是一个重要的领域;②骨骼肌的表观遗传学机制在肌肉衰老过程中起着重要作用,主要涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA的调控、染色质重塑、线粒体功能改变和衰老相关基因的表达改变等;③运动显著调控骨骼肌表观遗传学,包括运动促进骨骼肌DNA甲基化、骨骼肌组蛋白修饰、调控骨骼肌miRNA、调控骨骼肌长链非编码RNAs、调控肌肉因子(白细胞介素6的作用)、调控骨骼肌线粒体功能(过氧化物酶体增殖剂激活受体γ共激活因子1α的作用);④建议未来开展:长期、跨不同群体的运动干预研究;应用多组学技术,如蛋白组学和代谢组学;加强对单个细胞水平上表观遗传学变化;开展跨物种的比较研究以及人体临床试验将动物模型的发现转化到人类;研究运动与药理学干预相结合的策略评估两者的协同效果;开展骨骼肌和不同器官之间串扰交互作用的表观遗传学研究。

关键词：骨骼肌衰老表观遗传学变化运动调控 DNA甲基化组蛋白修饰线粒体功能

piR-7472影响电压调控钾离子通道促进小鼠成骨细胞分化的机制

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2868-2874页

作者：隆宇斌王湘斌樊基耿杨厚志杨洋李勇邵阳市中心医院脊柱外科湖南省邵阳市422000 天津医科大学研究生院天津市300070 邵阳市中心医院肿瘤内科湖南省邵阳市422000

背景:现有研究在PIWI相互作用RNA(piRNA)抗骨质疏松方面取得了重大进展,但piRNA发挥功能的具体靶点和相关机制仍有待探索。目的:探讨piR-7472对小鼠成骨细胞(MC3T3-E1细胞)分化的影响及下游机制。方法:①12只C57/BL6J小鼠随机分为假手... 详细信息

背景:现有研究在PIWI相互作用RNA(piRNA)抗骨质疏松方面取得了重大进展,但piRNA发挥功能的具体靶点和相关机制仍有待探索。目的:探讨piR-7472对小鼠成骨细胞(MC3T3-E1细胞)分化的影响及下游机制。方法:①12只C57/BL6J小鼠随机分为假手术组和卵巢切除组,每组6只,术后8周通过Micro-CT检测小鼠的骨量,RT-qPCR检测piR-7472的表达;②将MC3T3-E1细胞分为NC mimics组、piR-7472 mimics组、NC inhibitor组与piR-7472 inhibitor组,转染后成骨诱导7 d采用RT-qPCR检测piR-7472、骨桥蛋白、胶原蛋白Ⅰ、Runt相关转录因子2、钾电压门控通道调节因子亚家族F成员1 mRNA的表达;成骨诱导7 d采用Western blot检测骨桥蛋白、Runt相关转录因子2、骨形态发生蛋白2、钾电压门控通道调节因子亚家族F成员1(KCNF1)蛋白表达;成骨诱导14 d通过碱性磷酸酶染色检测碱性磷酸酶的表达;成骨诱导21 d通过茜素红染色检测矿化结节数量;③双荧光素酶报告基因实验观察piR-7472是否能与钾电压门控通道调节因子亚家族F成员1相结合。结果与结论:①与假手术组相比,卵巢切除组小鼠骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数量明显下降,骨小梁分离度明显升高,并且骨组织中piR-7472 mRNA表达明显下调;②与NC组相比,piR-7472 mimics组骨桥蛋白、胶原蛋白Ⅰ、Runt相关转录因子2的mRNA表达明显升高,骨桥蛋白、Runt相关转录因子2、骨形态发生蛋白2的蛋白表达明显升高,矿化沉积与碱性磷酸酶表达增多;与NC inhibitor组相比,piR-7472 inhibitor组骨桥蛋白、胶原蛋白Ⅰ、Runt相关转录因子2的mRNA表达明显降低,骨桥蛋白、Runt相关转录因子2、骨形态发生蛋白2的蛋白表达明显降低,矿化沉积与碱性磷酸酶表达降低;③通过miRanda数据库预测发现piR-7472能与KCNF1相互作用;双荧光素酶报告基因实验发现piR-7472 mimcis能与钾电压门控通道调节因子亚家族F成员1结合并促进其表达。结果表明:piR-7472能够促进成骨前体细胞MC3T3-E1成骨分化,其发挥作用的机制可能是通过促进KCNF1表达实现的。

关键词：成骨细胞MC3T3-E1 PIWI相互作用RNA 成骨分化骨质疏松症电压调控的钾离子通道 KCNF1

基于SWAT模型的马莲河流域水沙变化及对人类活动的响应

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水利规划与设计 2025年第1期 5-12页

作者：樊尚斌汪月月周颖马金珠平凉市水资源中心甘肃平凉744000 兰州大学资源环境学院/西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000

为定量分析马莲河流域水沙时空变化特征及其对人类活动的响应,文章构建SWAT分布式水文模型,对流域出口水文站雨落萍站2006—2019年的逐月径流量与输沙量进行模拟,模型验证期R^(2)和NS均满足模型精度要求。在此基础上,对马莲河流域模拟... 详细信息

为定量分析马莲河流域水沙时空变化特征及其对人类活动的响应,文章构建SWAT分布式水文模型,对流域出口水文站雨落萍站2006—2019年的逐月径流量与输沙量进行模拟,模型验证期R^(2)和NS均满足模型精度要求。在此基础上,对马莲河流域模拟期的降水量、蒸散发、径流深与泥沙负荷的分布格局进行分析,发现流域下游干流处是主要的产流产沙区,且流域月累计降水、月径流量与月输沙量之间响应较好。分析人类活动对水沙变化的影响,土地利用类型中耕地的减少与草地面积的增加以及淤地坝建设对流域减水减沙等水保效益具有显著效果。

关键词：马莲河流域 SWAT模型径流泥沙人类活动