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高效液相色谱-质谱技术在蛋白质组学中的应用

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色谱 2024年第7期42卷 601-612页

作者：刘威翁凌霄高明霞张祥民复旦大学化学系上海200438 复旦大学生物医学研究院上海200032

蛋白质组学研究在生物医学领域发挥了重要作用,然而研究面临的主要难点在于其研究对象的复杂性和多样性。随着质谱技术的快速发展,高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)分离分析复杂生物样品已经成为蛋白质组学研究的基础工具。蛋白质组学的研究... 详细信息

蛋白质组学研究在生物医学领域发挥了重要作用,然而研究面临的主要难点在于其研究对象的复杂性和多样性。随着质谱技术的快速发展,高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)分离分析复杂生物样品已经成为蛋白质组学研究的基础工具。蛋白质组学的研究从肽段分离,延伸到蛋白质和蛋白质复合物的分离,随着分析物的分子质量不断增大,其结构和组成复杂性也持续增加,分子特性也发生改变。面对不同的蛋白质组学研究对象,选择不同的分离模式、分离条件以及固定相参数是进行深度蛋白质组学研究的关键。本文综述了实验室常用的液相色谱分离模式,包括反相色谱(RPLC)、亲水相互作用色谱(HILIC)、疏水相互作用色谱(HIC)、离子交换色谱(IEC)和体积排阻色谱(SEC),以及其不同的组合模式与质谱联用在自下而上(bottom-up)分析、自上而下(top-down)分析、蛋白-蛋白相互作用分析中应用的研究。具体分析了色谱流动相与被分析对象之间的兼容性问题、色谱流动相与质谱兼容性问题,以及多维色谱中不同色谱模式之间流动相的兼容性问题。重点关注存在不兼容问题时研究者所提出的解决方案。此外,本文还评述了HPLC-MS结合样本前处理的方法在外泌体和单细胞蛋白质组学中的应用研究。总之,文章聚焦于近年来HPLC-MS技术在蛋白质组学中的研究进展,旨在为未来蛋白质组学领域的研究提供参考。

关键词：高效液相色谱反相液相色谱亲水相互作用色谱疏水作用色谱离子交换色谱体积排阻色谱蛋白质组学

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用于荧光显微技术的多波长激光耦合系统

光学精密工程 2024年第3期32卷 324-332页

作者：周旻超王振亚方懿罗刚银张哲孙晓洁复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速... 详细信息

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。

关键词：荧光显微技术单模激光耦合多波长激光光纤耦合

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基于环状RNA开发核酸药物研究进展

生物工程学报 2024年第5期40卷 1421-1430页

作者：郭士琳李常昆吕得玚陈骐福建师范大学南方生物医学研究中心福建福州350117 福建省天然免疫生物学重点实验室福建福州350117

核酸药物是继化学药物和蛋白质药物之后的第三代药物,其中mRNA疫苗在抗击新型冠状病毒中发挥了重要作用。mRNA疫苗因其开发周期短,制备工艺成熟,在应对病毒变异、支持全球供应上具有显著优势。相比mRNA,环状RNA(circular RNA, circRNA)... 详细信息

核酸药物是继化学药物和蛋白质药物之后的第三代药物,其中mRNA疫苗在抗击新型冠状病毒中发挥了重要作用。mRNA疫苗因其开发周期短,制备工艺成熟,在应对病毒变异、支持全球供应上具有显著优势。相比mRNA,环状RNA(circular RNA, circRNA)是一类具有更稳定的结构、更长的半衰期、更弱免疫原性等优点的分子,并且已被证实可以高效表达蛋白产物,由此可见环状RNA药物的开发前景更为广阔。虽然环状RNA的生物学功能有大量研究,但基于环状RNA开发核酸药物的研究还很少。本文概述了环状RNA的基本信息,总结了环状RNA的合成路径及作用机制,并讨论了该领域的发展方向,希望为环状RNA药物的研发提供一些启示和帮助。

关键词：环状RNA 核酸药物内部核糖体进入位点脂质纳米颗粒外泌体

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病毒样颗粒常用表达系统及应用研究进展

中国免疫学杂志 2024年第10期40卷 2194-2201页

作者：舒星富陈遥苏津贤马小梅柏家林马忠仁张海霞西北民族大学生物医学研究中心生物工程与技术国家民委重点实验室西北民族大学生命科学与工程学院

病毒样颗粒（VLPs）是由一种或多种病毒结构蛋白自组装而成的纳米颗粒，这些结构蛋白可以排列成几层，也可以包含脂质外膜。由于缺乏遗传物质，因此VLPs无法感染宿主细胞，但其具有高度的免疫原性，能够诱导不同于常规灭活疫苗的免疫应... 详细信息

病毒样颗粒（VLPs）是由一种或多种病毒结构蛋白自组装而成的纳米颗粒，这些结构蛋白可以排列成几层，也可以包含脂质外膜。由于缺乏遗传物质，因此VLPs无法感染宿主细胞，但其具有高度的免疫原性，能够诱导不同于常规灭活疫苗的免疫应答。VLPs可利用包括细菌、酵母、植物、昆虫和哺乳动物细胞等多种系统进行生产。与传统疫苗相比，VLPs具有不可比拟的优势，因此在生物医学领域越来越受欢迎。迄今为止，已开发出一系列基于VLPs的候选疫苗，用于免疫和预防各类传染病。同时，最近VLPs因在靶向药物传递和基因治疗的成功应用而受到关注。本文主要综述了VLPs的常用表达系统及应用研究进展。

关键词：病毒样颗粒表达系统疫苗药物传递

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蛋白激酶在流感病毒生命周期不同阶段的作用

微生物学通报 2024年

作者：杨宣叶高明阳胡欣妍刘倩芸吴玉湖马晓霞西北民族大学生物医学研究中心生物工程与技术国家民委重点实验室西北民族大学生命科学与工程学院

流感病毒持续危害全球公共卫生安全，引起人类和动物的传染性呼吸道疾病，每年导致全球数十万人死亡。流感病毒能够通过抗原转变和抗原漂移进化出新型毒株，从而对现有药物和疫苗产生耐药性。为了解决这个问题，迫切需要研究新的抗病毒... 详细信息

流感病毒持续危害全球公共卫生安全，引起人类和动物的传染性呼吸道疾病，每年导致全球数十万人死亡。流感病毒能够通过抗原转变和抗原漂移进化出新型毒株，从而对现有药物和疫苗产生耐药性。为了解决这个问题，迫切需要研究新的抗病毒靶点来开发新型抗病毒药物。流感病毒的基因产物通过多种宿主激酶的磷酸化而被广泛修饰。丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基的可逆磷酸化动态调节病毒蛋白在其生命周期不同阶段的结构、功能和亚细胞定位。此外，蛋白激酶参与多个宿主信号传导过程，这些信号传导途径通过调节宿主细胞环境来影响病毒的复制，从而建立关键的病毒-宿主关系。这种对宿主激酶的依赖性为开发激酶抑制剂作为下一代宿主靶向疗法的抗流感病毒药物提供了理论基础。为了充分利用这一潜力，阐明流感病毒-宿主激酶相互作用网络至关重要。本综述的重点是概述宿主激酶参与调节流感病毒生命周期不同阶段(从吸附到组装出芽)的分子机制。通过评估不同宿主激酶及其在病毒生命周期中特定磷酸化的作用，对病毒-宿主激酶相互作用网络进行全面概述，这可能有助于揭示新型抗病毒药物的潜在作用靶点。

关键词：流感病毒激酶生命周期感染

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超声导波骨检测技术研究进展

兰州大学学报(医学版) 2024年第3期50卷 3-13页

作者：陈洪磊米杰他得安复旦大学义乌研究院生物技术与生物医学工程中心复旦大学生物医学工程技术研究所复旦大学生物医学工程系

受年龄、工作环境、病变及药物等影响，骨细胞代谢、骨质吸收和形成发生变化，导致骨质疏松症、骨延迟愈合等，影响儿童、青少年的生长发育和老年人（尤其是绝经后女性）、空间站航天员等人群的生活和生产[1-2]。骨骼健康问题是中国老... 详细信息

受年龄、工作环境、病变及药物等影响，骨细胞代谢、骨质吸收和形成发生变化，导致骨质疏松症、骨延迟愈合等，影响儿童、青少年的生长发育和老年人（尤其是绝经后女性）、空间站航天员等人群的生活和生产[1-2]。骨骼健康问题是中国老龄化社会面临的重要医学问题，2016年发布的《“健康中国2030”规划纲要》将“健康骨骼”纳入专项行动。鉴于组织物理性质与骨生理和病理的紧密关系，发展骨组织物理性质高效检测技术，对骨病的精准检测、骨骼健康管理、骨病个性化治疗方案设计等具有积极的意义，

关键词：超声导波光声检测超声诊断医学超声学

基于超声-光声多模态成像仪器的骨结构及成分高分辨率表征方法

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仪器仪表学报 2024年第6期45卷 177-187页

作者：谢强李博艺杨春山韩帅他得安复旦大学信息科学与工程学院上海200433 复旦大学工程与应用技术研究院生物医学工程技术研究所上海200433

早期诊断和治疗骨质疏松症能显著降低骨折风险。骨组织物理结构和生化成分的影像学检查对骨质疏松症的诊断具有重要意义。为了克服基于射线的骨骼健康检查技术存在电离辐射,无法表征骨组织生化成分等问题,本文设计了一套超声-光声多模... 详细信息

早期诊断和治疗骨质疏松症能显著降低骨折风险。骨组织物理结构和生化成分的影像学检查对骨质疏松症的诊断具有重要意义。为了克服基于射线的骨骼健康检查技术存在电离辐射,无法表征骨组织生化成分等问题,本文设计了一套超声-光声多模态成像仪器。该仪器由波长实时可调的激光器、多模时序控制器、超声数据采集与控制器、高速数据交换与传输模块组成,利用时分复用和异步成像策略原位采集超声和光声信号,结合高分辨率成像算法获得骨组织的超声-光声影像。松质骨仿体和牛松质骨的离体试验以及手指关节在体试验结果表明,所提出的超声-光声多模态成像仪器在骨质疏松症的诊断中具有潜在的应用价值,为全面评价骨骼健康的临床研究奠定了基础。

关键词：骨质疏松超声-光声成像仪骨结构及成分表征高分率骨成像

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Stat3蛋白氨基端转录激活结构域的鉴定

复旦学报(医学版) 2024年

作者：张浩陶无凡复旦大学附属妇产科医院复旦大学发育生物研究所

Stat3是一个在调控胚胎发育、细胞增殖、凋亡、炎症反应和血管生成等多种生理过程发挥关键作用的重要转录因子。Stat3蛋白有Stat3α和缺少羧基端转录激活结构域的Stat3β两个剪接异构体。Stat3基因纯合缺失突变小鼠在早期胚胎死亡。表达... 详细信息

Stat3是一个在调控胚胎发育、细胞增殖、凋亡、炎症反应和血管生成等多种生理过程发挥关键作用的重要转录因子。Stat3蛋白有Stat3α和缺少羧基端转录激活结构域的Stat3β两个剪接异构体。Stat3基因纯合缺失突变小鼠在早期胚胎死亡。表达Stat3β可逆转Stat3纯合缺失突变小鼠的胚胎致死表型，并可诱导其下游基因的短期表达，然而其潜在的转录激活结构域一直没有被测定和证实。为进一步解析Stat3蛋白的结构和功能，本研究构建并在酵母中表达了一系列Stat3蛋白的截短体，利用酵母双杂交和双荧光素酶报告基因实验，在酵母和哺乳动物细胞中证实了Stat3蛋白的第2～11位短肽（aa2-11）具有转录激活的作用。这一发现为表达Stat3β逆转Stat3基因缺失引起小鼠胚胎致死表型提供了一种可能的解释，也进一步加深了对Stat3蛋白的结构和功能的了解和认识。

关键词： Stat3α Stat3β 氨基端转录激活结构域胚胎发育

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基于流式光片的双色三维成像及图像配准

激光与光电子学进展 2024年第16期 86-92页

作者：李雨蒙张一凡杨光李辉中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米生物医学研究部

流式光片显微成像系统（LS-FIS）能够对斑马鱼等微小模式生物进行高分辨率和高通量的三维成像，在发育生物学和药物筛选领域具有广泛的应用前景。为了研究斑马鱼体内的不同结构之间的相关性，在原单色荧光LS-FIS成像的基础上拓展了双色... 详细信息

流式光片显微成像系统（LS-FIS）能够对斑马鱼等微小模式生物进行高分辨率和高通量的三维成像，在发育生物学和药物筛选领域具有广泛的应用前景。为了研究斑马鱼体内的不同结构之间的相关性，在原单色荧光LS-FIS成像的基础上拓展了双色成像功能。首先采用荧光微球完成双通道分辨率的标定，并利用尺度不变特征变换（SIFT）和随机采样一致（RANSAC）算法完成了双通道图像的配准和三维图像重建。进一步对斑马鱼血管和红细胞同时进行成像，获得了受精后4天和受精后9天的斑马鱼幼鱼血管和红细胞分布的三维图像，并对血管红细胞分布情况做了分析与讨论。

关键词：流式光片显微成像双色三维成像图像配准斑马鱼血管与红细胞结构