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物理生物医学——原创交叉研究的新领域

科学通报 2024年第15期69卷 2008-2014页

作者：杜全生粟硕戴慧李舟国家自然科学基金委员会交叉科学部北京100085 中国科学院北京纳米能源与系统研究所北京101400 上海市重大传染病和生物安全研究院复旦大学公共卫生学院上海200032 北京大学基础医学院免疫学系北京100191

物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域,融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术.它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律,并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控.因此,物... 详细信息

物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域,融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术.它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律,并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控.因此,物理生物医学既要解析伴随生命活动所产生的内源性物理信号的奥秘.

关键词：信息科学生物医学深度融合物理规律物理信号机械工程交叉研究物理学

浒苔暴发前后青岛沿岸水体和藻体的细菌群落结构与生态环境因子相关性分析

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渔业科学进展 2024年

作者：刘妮于永翔王印庚张正王春元廖梅杰荣小军庞明海李京泽海水养殖生物育种与可持续产出全国重点实验室(中国水产科学研究院黄海水产研究所) 上海海洋大学水产与生命学院青岛海洋科技中心海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

自2008年，浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响，本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养... 详细信息

自2008年，浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响，本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养细菌群落的组成与丰度及环境理化指标进行了比较分析。结果表明，浒苔暴发后青岛沿岸水体的化学需氧量(COD)、氨氮、无机氮、砷离子和活性磷酸盐含量均显著升高(P研究结果初步揭示了浒苔暴发对青岛市沿岸环境中细菌群落结构及环境生态的影响，查明了浒苔暴发产生的有害微生物种类及其携带的毒力基因、耐药基因风险，为黄渤海近岸海域浒苔绿潮防控、海洋生态保护、水产健康养殖和公共卫生治理提供了理论依据。

关键词：浒苔绿潮生态环境因子可培养细菌弧菌毒力基因耐药基因

ELABELA衍生肽ELA13通过抑制Smad和ERK信号通路减轻肾纤维化（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2024年第4期 341-354页

作者：闫志斌史影杨润玲薛吉军付彩云浙江理工大学生命科学与医药学院浙江省家蚕生物反应器和生物医药重点实验室兰州大学化学化工学院功能有机分子化学国家重点实验室兰州大学甘肃省新药临床前研究重点实验室中国医学科学院多肽研究创新单元(2019RU066)

肾脏纤维化是各种慢性肾脏疾病发展为终末期肾病的关键过程。目前尚无针对肾纤维化的特异性治疗方法。ELA13（氨基酸序列：RRCMPLHSRVPFP）是ELABELA在所有脊椎动物中的保守片段，目前对其生物学活性的研究却很少。本研究评估了ELA13对... 详细信息

肾脏纤维化是各种慢性肾脏疾病发展为终末期肾病的关键过程。目前尚无针对肾纤维化的特异性治疗方法。ELA13（氨基酸序列：RRCMPLHSRVPFP）是ELABELA在所有脊椎动物中的保守片段，目前对其生物学活性的研究却很少。本研究评估了ELA13对转化生长因子β1(TGF-β1)处理的NRK-52E细胞和单侧输尿管闭塞（UUO）小鼠的作用效果。首先，体外实验表明在TGF-β1诱导的NRK-52E细胞中，ELA13可以降低纤维化标志物I型胶原（CollagenI）、纤连蛋白（fibronectin）和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达水平。随后，在UUO诱导的小鼠肾纤维化模型中，我们发现ELA13可以通过降低血清中肌酐和尿素氮的含量来改善肾功能，并通过Masson染色、免疫组织化学、实时定量聚合酶链式反应（RT-PCR）和蛋白质印迹（westernblot）的结果证实纤维化标志物和炎症标志物的表达降低了。进一步机制研究发现，ELA13处理可抑制Smad和细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路。综上所述，ELA13通过抑制Smad和ERK信号通路发挥抗肾纤维化的作用，有望成为抗肾纤维化治疗的候选分子。

关键词： ELA13 肾纤维化炎症反应 Smad 细胞外调节蛋白激酶(ERK)

大菱鲆类胰岛素生长因子3基因的克隆和表达分析

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渔业科学进展 2024年第2期45卷 220-232页

作者：张家荣秦宏宇谢婷张效宇李飞霞吕俊贤贾玉东上海海洋大学水产与生命学院上海201306 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071 崂山实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室山东青岛266237

类胰岛素生长因子3 (insulin-like growth factor 3, IGF3)在硬骨鱼类性别分化过程中扮演重要角色,但其是否影响卵巢发育尚不明确。本研究以欧亚养殖良种大菱鲆(Scophthalmus maximus)为实验材料,通过RACE (rapid-amplification of cDNA... 详细信息

类胰岛素生长因子3 (insulin-like growth factor 3, IGF3)在硬骨鱼类性别分化过程中扮演重要角色,但其是否影响卵巢发育尚不明确。本研究以欧亚养殖良种大菱鲆(Scophthalmus maximus)为实验材料,通过RACE (rapid-amplification of cDNA ends)克隆技术,获得了IGF3全长cDNA序列,分析了其生物信息学特征,预测了其与IGF特异性受体(IGF receptors, IGF-1R, IGF-2R)结合情况,查明了其组织和卵巢不同发育时期表达规律。结果显示,大菱鲆IGF3 cDNA全长为1 255 bp,编码259个氨基酸。生物信息学分析发现,IGF3为亲水性蛋白,具有典型的IGF特异性结构域和信号肽序列,同狭鳞庸鲽(Hippoglossus stenolepis)同源性最高;蛋白质三级结构域由3个α螺旋串联而成,同IGF-1R和IGF-2R紧密结合。组织表达分析显示,igf3在大菱鲆各个组织中均有分布,雌、雄大菱鲆表达规律显著不同,但皆在脑组织中表达最高。在卵巢发育过程中,igf3在卵黄生成后期表达量显著上升,在核迁移期达到最高,在闭锁期显著下降。以上结果表明,大菱鲆IGF3具有典型的IGFs家族结构特征,作为局域性内分泌因子,在组织中广泛分布且具有显著的性别二态性,同时参与调控了卵巢发育和成熟。相关结果为深入解析IGF3对大菱鲆卵巢发育和卵母细胞成熟的影响及其作用机制奠定了基础,也为探究鱼类IGF3新功能提供了重要思路。

关键词：大菱鲆 IGF3 基因克隆组织表达卵巢发育

青蒿素通过TIGIT/CD155信号轴调控4T1乳腺癌细胞转移与凋亡

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第1期40卷 131-141页

作者：冯亚婵张皓杰杜朝郭学玲王英泽河北科技大学食品与生物学院细胞工程研究室石家庄050018

乳腺癌是严重影响女性生命健康的恶性肿瘤之一。近年来,中药植物活性成分-青蒿素(artemisinin, ART)的抗肿瘤作用愈显突出。然而,目前仍不清楚ART在治疗乳腺癌转移方面的效果及其作用机制。本文以小鼠乳腺癌细胞4T1及小鼠乳腺上皮细胞H... 详细信息

乳腺癌是严重影响女性生命健康的恶性肿瘤之一。近年来,中药植物活性成分-青蒿素(artemisinin, ART)的抗肿瘤作用愈显突出。然而,目前仍不清楚ART在治疗乳腺癌转移方面的效果及其作用机制。本文以小鼠乳腺癌细胞4T1及小鼠乳腺上皮细胞HC11为研究对象,探索ART抑制4T1细胞转移并诱导凋亡的作用,并揭示其可能的分子机制。MTS(CellTiter 96?AQueous One Solution Cell Proliferation Assay, MTS)实验表明,ART能够明显抑制4T1细胞活力,且具有ART浓度及处理时长依赖性。通过细胞集落形成、Transwell及细胞划痕结果分析发现,ART能够显著抑制乳腺癌4T1细胞转移。流式细胞术结果显示,ART能够促进肿瘤细胞的ROS产生、线粒体膜电位丧失、细胞周期阻滞进而引起细胞凋亡。生物信息分析方法及研究证实,TIGIT极显著高表达(P研究初步揭示了ART可能通过阻断TIGIT/CD155信号轴抑制乳腺癌转移的调控机制,为ART作为乳腺癌的潜在治疗药物提供依据,有助于探索利用中药有效成分治疗肿瘤的新途径。

关键词：青蒿素乳腺癌转移细胞凋亡 TIGIT-CD155信号轴

盐度驯化对雌性日本鳗鲡形态特征及性腺发育的影响

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中国水产科学 2024年第1期31卷 29-39页

作者：夏瑛黄晓荣刘鉴毅张涛庄平赵峰上海海洋大学水产与生命学院中国水产科学研究院东海水产研究所农业农村部东海渔业资源开发利用重点实验室

为查明盐度驯化对5龄雌性日本鳗鲡(Anguilla japonica)形态特征及性腺发育的影响,通过150 d的模拟盐度驯化实验,分析雌鳗在不同盐度驯化下的形态特征和性腺发育状况。结果显示,从盐度0～35依次驯化至90d(在盐度15、25、35依次分别驯化3... 详细信息

为查明盐度驯化对5龄雌性日本鳗鲡(Anguilla japonica)形态特征及性腺发育的影响,通过150 d的模拟盐度驯化实验,分析雌鳗在不同盐度驯化下的形态特征和性腺发育状况。结果显示,从盐度0～35依次驯化至90d(在盐度15、25、35依次分别驯化30d)时,雌鳗的胸围(PC)、胸鳍指数(PI)、性体指数(GSI)和肝脏指数(LI)随盐度的升高均显著增加(P0.05)。通过对卵巢切片观察发现,雌鳗的卵母细胞直径(OD)随盐度的升高显著上升(P细胞始终处于脂肪泡时期。在盐度35中继续驯化,发现雌鳗在第90、120和150天的上述7项指标在各盐度组间均不存在显著性差异(P>0.05)。为了解流水对雌鳗性腺发育的影响,设置了同步盐度驯化的流水组。结果显示,在整个盐度驯化过程中,流水组雌鳗7项指标的变化趋势与静水组一致,除卵母细胞直径(OD)外的其他6项指标与同一驯化盐度下的静水组均无显著性差异(P>0.05)。流水组的卵母细胞直径(OD)均显著高于同一驯化盐度下的静水组(P细胞进入初级卵黄球时期,卵母细胞直径达到(161.97±7.46)μm,显著高于静水组的(140.46±9.36)μm(P0.05),流水组雌鳗的LH含量与同一盐度下静水组也无显著差异(P>0.05)。盐度驯化对静水组和流水组雌鳗的卵泡刺激素(FSH)均有显著性影响,经盐度35驯化30 d后,流水组FSH含量达(39.66±1.78) U/L,显著高于静水组的(36.97±1.52) U/L (P细胞的早期发育,促进FSH的合成。研究结果可为日本鳗鲡繁殖生物学研究提供基础资料。

关键词：日本鳗鲡盐度驯化形态特征性腺发育促性腺激素

莲子心米曲霉发酵物对特应性皮炎缓解效果的研究

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食品与发酵工业 2024年第8期50卷 76-82页

作者：余鑫伟章玲李媛媛贾洪雷刘春环赵炳天杨成合成与生物胶体教育部重点实验室江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122 上海肤徕生物高科技有限公司上海201400

该研究旨在探究莲子心经米曲霉发酵后其产物在细胞层面对特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)的潜在治疗作用。通过HPLC监测莲子心米曲霉发酵过程,并采用液相色谱-飞行时间-质谱联用技术鉴定了其特征转化产物结构。在肿瘤坏死因子-α(tumo... 详细信息

该研究旨在探究莲子心经米曲霉发酵后其产物在细胞层面对特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)的潜在治疗作用。通过HPLC监测莲子心米曲霉发酵过程,并采用液相色谱-飞行时间-质谱联用技术鉴定了其特征转化产物结构。在肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)/干扰素-γ(interferon-gamma,IFN-γ)双炎症因子诱导的AD细胞模型中,对米曲霉莲子心发酵前后的不同组分,进行了白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、巨噬细胞来源趋化因子(macrophage-derived chemokine,MDC)、胸腺激活调节趋化因子(thymus and activation-regulated chemokine,TARC)和氧化应激(谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和丙二醛)水平的考察。结果表明,通过米曲霉发酵能有效分解莲子心中的异莲心碱及甲基莲心碱,生成小分子苄基异喹啉类生物碱衍生物。在细胞层面的评价结果表明,相比于发酵前,莲子心发酵产物不仅可以更好的缓解模型中HaCaT细胞的氧化应激反应,而且对MDC、TARC和IL-6的分泌具有更强的负调控作用。综上,米曲霉可对莲子心中的特征性生物碱进行转化,且产物在TNF-α/IFN-γ双炎症因子诱导的AD细胞模型中表现出更强的抗炎效果。该研究为后续开发发酵来源的功能性食品、化妆品以及药品提供理论依据和新思路。

关键词：莲子心米曲霉发酵特应性皮炎角质形成细胞

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我国藁杆双脐螺分子溯源研究

中国血吸虫病防治杂志 2024年第3期36卷 272-278,285页

作者：段磊屈磊郭云海顾文彪吕山张仪周晓农中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所(国家热带病研究中心)、国家卫生健康委员会寄生虫病原与媒介生物学重点实验室、WHO热带病合作中心、科技部国家级热带病国际联合研究中心上海200025 复旦大学生命科学学院上海200438 上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院上海200025

目的了解我国藁杆双脐螺来源,为我国曼氏血吸虫病流行风险评估和双脐螺控制提供依据。方法选择我国深圳市观澜河,大沙河,深圳水库,葵涌河上、下游,新圳河作为采样点,每个采样点采集10个双脐螺样本,提取螺样本基因组DNA。自南美洲巴西米... 详细信息

目的了解我国藁杆双脐螺来源,为我国曼氏血吸虫病流行风险评估和双脐螺控制提供依据。方法选择我国深圳市观澜河,大沙河,深圳水库,葵涌河上、下游,新圳河作为采样点,每个采样点采集10个双脐螺样本,提取螺样本基因组DNA。自南美洲巴西米纳斯吉拉斯州、帕拉州、联邦区、伯南布哥州、圣保罗州的5个采样点获得15个藁杆双脐螺DNA样本。对上述DNA样本的细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidaseⅠ,COI)和线粒体16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA,16S rRNA)基因进行扩增和测序。同时,从GenBank中下载藁杆双脐螺COI和16S rRNA基因序列,并获取其采样点信息。将所有基因序列进行比对并构建进化树,分析我国和南美洲双脐螺样本的遗传相似度和谱系进化关系。结果从我国双脐螺样本中共获得60个长度为529 bp的COI序列,其中3个为单倍型。从GenBank中获得165条藁杆双脐螺COI序列,与上述60条序列比对后,共获得33个单倍型。进化树分析显示,采自我国的双脐螺3个单倍型聚在一支,其中单倍型China11与GenBank中获得的来自巴西的3个样本属于同一单倍型。地理进化分析结果显示,巴西东部沿海3个采样点的样本有与我国China11相同的单倍型,另2个采样点的样本与China11亲缘关系较近。扩增我国双脐螺样本16S r DNA基因,共获得60条长度约为322 bp的序列和2个单倍型。从GenBank中获得70条藁杆双脐螺16S rDNA序列。系统进化树分析显示,我国双脐螺样本聚为一支,其中单倍型China64与来自巴西的229BS为同一单倍型。将GenBank中获取的来自巴西南部25个采样点的49个藁杆双脐螺16S r DNA序列纳入分析,发现其中3个采样点的藁杆双脐螺与我国China64有相同的单倍型。综合分析藁杆双脐螺COI和16S rRNA的地理系统进化关系,发现仅巴西东部沿海地带样本与我国双脐螺样本在两个基因片段序列上具有相同单倍型。结论我国双脐螺为藁杆双脐螺,遗传多样性较低,与来自巴西东部沿海地区的样本遗传学相似度很高,可能来源于巴西东部沿海地区。

关键词：藁杆双脐螺曼氏血吸虫分子溯源线粒体16S核糖体RNA 细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ 中国巴西

壬二酸和壳多糖包被的壬二酸复合物的皮肤吸收效率及抗炎能力比较研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第8期54卷 956-965页

作者：袁旻嘉李琦朱翠翠帖航上海其然生物科技有限公司上海201702 上海缙嘉科技有限公司上海201210 中国检验检疫科学研究院粤港澳大湾区研究院广东广州528400

文章旨在比较壬二酸以及壳多糖包被的壬二酸作为化妆品原料,在皮肤吸收效率、去角质、抗炎和5α-还原酶抑制方面的功能差异。研究结果表明,壬二酸的皮肤吸收效果明显高于壬二酸壳多糖;在去角质方面,壬二酸和壬二酸壳多糖都具有一定的去... 详细信息

文章旨在比较壬二酸以及壳多糖包被的壬二酸作为化妆品原料,在皮肤吸收效率、去角质、抗炎和5α-还原酶抑制方面的功能差异。研究结果表明,壬二酸的皮肤吸收效果明显高于壬二酸壳多糖;在去角质方面,壬二酸和壬二酸壳多糖都具有一定的去角质功效,但与壬二酸壳多糖相比,壬二酸单独处理后洗脱的角质细胞数量和总蛋白含量分别比壬二酸壳多糖高25.86%,27.80%;而在抗炎方面,在同等浓度下,壬二酸壳多糖对炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、前列腺素E2(PGE2)和环氧化酶-2(COX-2)的抑制效果显著高于壬二酸,但对于5α-还原酶的酶活抑制率二者无明显差异,表明两种原料在作为化妆品原料的功效方面各有优势。研究为壬二酸和壳多糖包被的壬二酸作为化妆品原料的应用提供了必要数据支撑,同时为评估壳多糖作为一种化妆品原料包被材料的应用潜力提供了参考依据。

关键词：壬二酸壬二酸壳多糖皮肤吸收效率抗炎能力