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表型可塑性的研究进展

科学通报 2024年第14期69卷 1881-1892页

作者：孔源杜茁赵毅强中国农业大学生物学院畜禽生物育种全国重点实验室北京100193 中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环... 详细信息

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环境变化的不同策略.现代表型可塑性的研究起始于1965年,如今已成为一个热门的研究领域.为了对表型可塑性进行定量,研究者往往使用具有相同遗传背景的群体,在包含对照环境的两种以上不同环境下量化可塑性反应.经典的表型可塑性量化方法在群体或个体水平上比较表型值的差异或表型值与环境的回归斜率.随着研究的进步,目前的可塑性量化方法正在逐步完善,遗传背景、G×E等也被加入到定量策略中.表型可塑性被认为受到遗传信息和表观遗传两方面的影响,但其背后的机制仍未被阐明.同样地,表型可塑性与适应性之间的关系存在一定的争议,其意义具有高度可变性,应做到具体问题具体分析.本文系统地介绍了表型可塑性的概念、发展简史、机制、量化方法及其与适应性的关系,结合动物、植物以及微生物的例子,总结了该领域目前的研究进展与存在的问题,并对未来的发展进行展望,以期为表型可塑性的相关研究提供较为全面的参考.

关键词：表型可塑性机制量化指标渠道化

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结直肠癌中自然杀伤细胞表型及功能初探

上海交通大学学报（医学版） 2024年第6期44卷 713-722页

作者：冯昫皎刘健悦戚炀炀孙晶沈蕾上海交通大学基础医学院免疫学与微生物学系上海市免疫学研究所上海200025 上海交通大学医学院附属瑞金医院普外科上海市微创外科临床医学中心上海200025 上海交通大学医学院附属瑞金医院免疫与疾病研究中心上海200025

目的·初步探究结直肠癌(colorectal cancer,CRC)患者肿瘤组织中免疫微环境的组成,分析自然杀伤细胞(natural killer cell,NK细胞)在CRC中的比例、表型及功能特征。方法·收集CRC患者肿瘤组织及配对的癌旁组织和匹配的CRC患者外周血样本... 详细信息

目的·初步探究结直肠癌(colorectal cancer,CRC)患者肿瘤组织中免疫微环境的组成,分析自然杀伤细胞(natural killer cell,NK细胞)在CRC中的比例、表型及功能特征。方法·收集CRC患者肿瘤组织及配对的癌旁组织和匹配的CRC患者外周血样本,消化组织制备成单细胞悬液,使用流式细胞术检测各类免疫细胞比例,通过t-SNE(t-distributed stochastic neighbor embedding)降维与统计学分析,描述CRC肿瘤免疫微环境的特征。运用流式细胞术检测肿瘤组织和癌旁组织中NK细胞表面活化分子的表达情况,包括CD16、CD27、CD69、晚期活化标志人类白细胞抗原-DR(human leukocyte antigen-DR,HLA-DR)、细胞耗竭标志T细胞免疫球蛋白与黏蛋白结构域3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3,TIM-3)。运用流式细胞术探究CD38分子在NK细胞上的表达水平,描述CD38highNK细胞的表型特征。利用细胞刺激试剂盒激活NK细胞,通过流式细胞术胞内染色检测NK细胞的功能,包括细胞因子γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)的表达水平。结果·收集25例CRC患者肿瘤组织及配对的癌旁组织和15例匹配的CRC患者外周血样本。CRC肿瘤组织中包含T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞及髓系细胞等免疫细胞。与癌旁组织相比,肿瘤组织中T淋巴细胞(P=0.000)和髓系细胞(P=0.026)的比例显著升高,NK细胞(P=0.007)的比例显著降低,B淋巴细胞比例差异无统计学意义。与癌旁组织相比,肿瘤组织中NK细胞表面CD27(P=0.000)、CD69(P=0.001)表达水平显著降低,同时CD16(P=0.008)、HLA-DR(P=0.000)和TIM-3(P=0.024)的表达水平显著升高,呈现晚期活化和耗竭表型。NK细胞按CD38的表达水平可分为CD38highNK和CD38lowNK 2个亚群。与癌旁组织相比,肿瘤组织CD38highNK(P=0.003)比例显著降低,CD38lowNK比例差异无统计学意义。相比CD38lowNK,CD38highNK的CD27高表达,CD16、NKp46、CD57、CD94、HLA-DR和CD158a低表达(均P=0.000),处于早期分化和未活化的状态。肿瘤浸润的NK细胞与癌旁组织相比,分泌细胞因子IFN-γ(P=0.032)、TNF-α(P=0.042)和GM-CSF(P=0.019)的水平显著降低,表明NK细胞杀伤功能受损。结论·CRC患者肿瘤组织中NK细胞浸润减少,早期分化状态的CD38highNK细胞亚群下降,分泌细胞因子的能力下降并呈现耗竭表型。这些结果提示NK细胞在CRC中功能受损,介导的抗肿瘤免疫应答下降。

关键词：自然杀伤细胞结直肠癌 CD38

高光纯D-乳酸生产菌株假肠膜明串珠菌HL64-1的分离鉴定及其发酵特性

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食品工业科技 2024年第11期45卷 133-141页

作者：黄筱萍王通李鹏刘兰江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesent... 详细信息

从自然界中筛选分离产酸菌是获得高光学纯度乳酸生产菌株有效的途径之一。从腐烂果实中分离获得一株产高光学纯度D-乳酸菌株HL64-1,经形态学、16S rDNA序列分析、序列相似性Blast比对分析鉴定为假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。在基础发酵培养基中摇瓶发酵24 h,产D-乳酸的量达到62.18 g/L,产酸速率达2.59 g/(L·h),光学纯度达99.90%(ee);在5 L发酵罐中放大培养,通过补加碳源,发酵72 h,D-乳酸产量达到78.74 g/L,平均产酸速率达1.09 g/(L·h)。该菌株可以有效利用农业副产物花生饼粉和棉籽粉作为替代氮源以降低发酵原料成本。该菌还可利用木糖产生D-乳酸,且葡萄糖能显著提高木糖的利用效率,极具工业应用前景。

关键词： D-乳酸生产菌分离高光学纯度发酵木糖

创面修复机制研究领域的热点和演化趋势的可视化分析

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中华烧伤与创面修复杂志 2024年第5期40卷 433-442页

作者：赵久红吕叶辉雷翊涵上海健康医学院创面防治研究所上海201318 上海健康医学院基础医学院上海201318 上海健康医学院药学院上海201318

目的探讨创面修复机制研究领域的热点和演化趋势。方法该研究为文献计量学研究。检索Web of Science数据库核心合集中建库至2023年12月26日发表的符合入选标准的与创面修复机制研究相关的英文文献,统计年度发文量及其引文量并分析变化... 详细信息

目的探讨创面修复机制研究领域的热点和演化趋势。方法该研究为文献计量学研究。检索Web of Science数据库核心合集中建库至2023年12月26日发表的符合入选标准的与创面修复机制研究相关的英文文献,统计年度发文量及其引文量并分析变化趋势。根据前述年度发文量再次检索Web of Science数据库核心合集中该领域发文增长迅速转折年份的前5年至2023年12月31日的相关文献,统计发文总量并计算年度发文增长率,并根据年度发文量趋势线预测2024年该领域发文量。采用CiteSpace 6.2.R4软件对第2次检索文献进行可视化分析,包括来源期刊、引用文献及关键词情况,探讨创面修复机制研究现状和热点的演变过程。结果第1次检索共获取3992篇创面修复机制研究相关文献,其中2015—2023年,年度发文量及其引文量均增加迅速。第2次检索时限设置为2011年1月1日—2023年12月31日,该时段共发文3206篇,平均年度发文增长率为13.30%,根据该阶段的发文趋势线预测2024年该领域发文量可达500篇。第2次检索文献发表在717种期刊上,发文量排前10位的期刊[占总发文量的18.75%(601/3206)]的研究方向主要为创伤、分子、中药药理及干细胞,主要出版国家为英国、美国等,影响因子>5的期刊有7本,属于中国科学院分区Q1区或Q2区的期刊有6本。第2次检索文献的引用文献的关键词共形成906个节点及9大聚类(Q=0.64,S=0.82)。第2次检索文献的引用文献在2006—2015年期间的主要聚类为#2基质金属蛋白酶和#3转化生长因子β1,在2016—2023年期间的主要聚类为#1巨噬细胞极化、#4间充质干细胞、#6抗菌、#7植物提取。其中,2021—2023年期间,第2次检索文献的引用文献的聚类#1巨噬细胞极化、#4间充质干细胞、#6抗菌和#7植物提取的共现关系最为密切。对被引值、中介中心值及Sigma值排前5位的第2次检索文献的引用文献的分析显示,巨噬细胞及炎症调控对创面修复的影响、成纤维细胞对创面修复的影响以及生长因子和细胞因子对创面修复的影响是主要研究方向。第2次检索文献的关键词共形成636个节点,7个聚类:#0抗菌、#1间充质干细胞、#2细胞迁移、#3创面修复、#4外泌体、#5负压伤口治疗及#6糖尿病足溃疡(Q=0.59,S=0.80)。第2次检索文献在2016—2023年主要聚集于聚类#0抗菌、#1间充质干细胞和#4外泌体,在2015年前主要聚集于聚类#2细胞迁移和#3创面修复。第2次检索文献的关键词共形成110个突现关键词(以下简称突现词),突现强度排前10位的突现词依次为小鼠、基因表达、皮肤损伤、上皮细胞、信号通路、生物材料、外泌体、分子对接、水凝胶、巨噬细胞极化,其开始年和结束年的时限均不同。其中2021—2023年的高强度突现词为水凝胶(属于聚类#0抗菌)、外泌体(属于聚类#1间充质干细胞)、分子对接(属于聚类#0抗菌)、巨噬细胞极化(属于聚类#0抗菌)。结论未来,创面修复机制研究的发展仍会处于稳步阶段;该领域研究热点已经从生长因子及创面修复生理过渡到了抗菌及干细胞方向;该领域的未来研究方向可能为利用分子对接技术和网络药理学筛查促创面修复的药物并研究其深层机制、外泌体对巨噬细胞极化的调控以及水凝胶通过抗菌功效促进创面愈合的机制。

关键词：文献计量学时空聚类分析研究热点热点演化未来趋势可视化分析创面修复

GFP拆分方法示踪幽门螺杆菌CagA的转运研究

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中国病原生物学杂志 2024年第5期19卷 502-506,513页

作者：吴倩文刘书振张建辉曹新颖孙泽坤贾钰刚张莹李波清赵慧琳季晓飞滨州医学院病原生物学教研室山东烟台264003 滨州医学院第二临床医学院

目的用GFP拆分方法示踪幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)感染过程中CagA向胃上皮细胞内的转运过程。方法(1)PCR扩增CagA基因的上下游同源臂,连入敲除质粒pSJHK4中,将质粒通过电击转化的方法转入Hp中,利用卡那霉素筛选CagA敲除突变株... 详细信息

目的用GFP拆分方法示踪幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)感染过程中CagA向胃上皮细胞内的转运过程。方法(1)PCR扩增CagA基因的上下游同源臂,连入敲除质粒pSJHK4中,将质粒通过电击转化的方法转入Hp中,利用卡那霉素筛选CagA敲除突变株ΔCagA。(2)PCR扩增绿色荧光蛋白GFP第11β折叠(GFP11)的基因序列并与CagA基因序列的3′端相连,将融合序列连入Hp-大肠埃希菌穿梭质粒pCHFHp中,并通过电击转化的方法转入ΔCagA中,利用氯霉素筛选CagA与GFP-11的融合表达突变株。(3)PCR扩增GFP第1-10β折叠(GFP1-10)的基因序列,包装慢病毒,利用病毒感染的方法将其转入胃上皮细胞GES-1中。将(2)中构建的Hp突变株以100∶1的感染复数感染(3)构建的表达GFP(1-10)的GES-1细胞体系,利用荧光显微镜观察细胞内的荧光情况,通过Western blot检测细胞内的CagA蛋白含量。结果构建了CagA敲除质粒pSJHK4-cagA,转入Hp中得到CagA敲除突变株ΔCagA。构建了CagA与GFP-11的融合表达质粒pCHFHp-cagAgfp11,转入ΔCagA中获得CagA与GFP-11的融合表达突变株HpG27-cagAgfp11。构建了含有GFP1-10基因序列的慢病毒,感染GES-1细胞后获得GFP1-10稳定表达的细胞株。在HpG27-cagAgfp11感染GES-1模型中,观察到细胞中的绿色荧光,说明CagA被转运到GES-1细胞内部,其融合表达的GFP-11与细胞内表达的GFP1-10结合发出荧光,Western blot结果也证实CagA被转运至胞内。结论在Hp感染GES-1细胞模型中,GFP拆分方法能够示踪CagA向细胞的转运过程,这为CagA的转运研究提供了新方法,有助于HpIV型分泌系统(T4SS)作用机制的深入研究。

关键词：幽门螺杆菌 CagA GFP拆分 T4SS

靶向大肠埃希菌外膜蛋白的18β-甘草次酸的筛选及抗菌活性评价系统构建

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中华微生物学和免疫学杂志 2024年第5期44卷 390-395页

作者：王星媛李清蓉韩晓晨张续严王哲秦有才储引娣范恩国中国医学科学院基础医学研究所北京协和医学院基础学院病原学系北京100005

目的以大肠埃希菌桶状蛋白组装复合物的核心组分BamA和BamD作为靶点,从甘草提取物中进行抗菌活性成分的筛选,以应对日益严峻的抗生素耐药问题。方法使用亲和超滤联合高效液相色谱-质谱(high performance liquid chromatography-mass spe... 详细信息

目的以大肠埃希菌桶状蛋白组装复合物的核心组分BamA和BamD作为靶点,从甘草提取物中进行抗菌活性成分的筛选,以应对日益严峻的抗生素耐药问题。方法使用亲和超滤联合高效液相色谱-质谱(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)技术,从甘草提取物中筛选能够与BamA和BamD相互作用的化合物。用荧光定量PCR检测化合物处理后大肠埃希菌外膜蛋白bamA和bamD基因表达量的变化,并且利用离体重组系统检测化合物对于β桶状蛋白组装(β-barrel assembly machinery,BAM)复合物整合外膜蛋白功能的影响,最后利用SDS在细菌细胞内的积累情况检测化合物处理过后细菌细胞膜完整性变化。结果生物亲和超滤联合HPLC-MS筛选发现18β-甘草次酸可以与BamD发生相互作用,经18β-甘草次酸处理后,大肠埃希菌bamA基因表达水平升高1.5倍,bamD基因表达水平升高2倍,但是,离体重组系统检测未观察到18β-甘草次酸对BAM复合物的插膜功能具有抑制效果,细胞膜完整性检测实验也未发现18β-甘草次酸对于大肠埃希菌细胞膜的破坏。结论以BamA和BamD蛋白作为靶点,建立了使用亲和超滤联合HPLC-MS进行天然产物筛选的方法。筛选得到18β-甘草次酸能够与BamD相互作用并能够影响大肠埃希菌外膜蛋白的表达,故本研究所建立的筛选和实验流程对于以外膜蛋白为靶点的、其他来源的新型抗菌药物的筛选具有良好的借鉴价值,且本研究也提示在筛选过程中,相关靶点的选择对成功筛选到相应的天然产物至关重要。

关键词： 18β-甘草次酸 β桶状蛋白组装复合物离体重组系统

沉默FOXK1基因对胃癌HGC-27细胞增殖、迁移和侵袭的影响

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吉林大学学报（医学版） 2024年第2期50卷 371-378页

作者：陈爽李红锦州医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室辽宁锦州121000

目的:探讨沉默叉头框K1(FOXK1)对胃癌HGC-27细胞增殖、迁移和侵袭的影响,并阐明其可能的机制。方法:基于基因表达水平值的交互式分析平台(GEPIA)数据库查询在胃癌组织和正常胃组织中FOXK1 mRNA表达水平;利用化学合成的si-FOXK1体外转染... 详细信息

目的:探讨沉默叉头框K1(FOXK1)对胃癌HGC-27细胞增殖、迁移和侵袭的影响,并阐明其可能的机制。方法:基于基因表达水平值的交互式分析平台(GEPIA)数据库查询在胃癌组织和正常胃组织中FOXK1 mRNA表达水平;利用化学合成的si-FOXK1体外转染胃癌HGC-27细胞,实验分为空白对照组、nc-FOXK1组和si-FOXK1组,采用Western blotting法评估各组的转染效率,MTT法检测si-FOXK1转染后各组胃癌HGC-27细胞的增殖能力,克隆形成实验检测si-FOXK1转染后各组胃癌HGC-27细胞的克隆形成数,细胞划痕实验检测si-FOXK1转染后各组胃癌HGC-27细胞的迁移率,Transwell小室实验检测si-FOXK1转染后各组胃癌HGC-27细胞的细胞迁移数和细胞侵袭数,Western blotting法检测si-FOXK1转染后各组胃癌HGC-27细胞中核因子κB(NF-κB)通路相关蛋白[NF-κB p65和磷酸化核因子κB p65(p-NF-κB p65)]的表达水平。结果:GEPIA数据库查询,在胃癌组织中FOXK1 mRNA表达水平高于正常胃组织(P<0.05);Western blotting法检测,在胃癌HGC-27细胞中FOXK1蛋白表达水平高于人正常胃黏膜GES-1细胞(P<0.01);与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组FOXK1蛋白表达水平明显降低(P<0.01);MTT法检测,与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组胃癌HGC-27细胞的增殖能力降低(P<0.05);克隆形成实验检测,与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组胃癌HGC-27细胞克隆形成数减少(P<0.05);细胞划痕实验检测,与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组胃癌细胞的迁移率降低(P<0.05);Transwell小室实验检测,与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组胃癌HGC-27细胞的迁移细胞数和侵袭细胞数明显减少(P<0.05);Western blotting法检测,与空白对照组和nc-FOXK1组比较,si-FOXK1组胃癌HGC-27细胞中p-NF-κB p65蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论:FOXK1在胃癌HGC-27细胞中高表达,沉默FOXK1可抑制胃癌HGC-27细胞的增殖、迁移和侵袭能力,其作用机制可能与NF-κB通路有关。

关键词：叉头框K1 胃肿瘤细胞增殖细胞迁移细胞侵袭核因子κB

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基础医学类实验室安全管理探究与实践

中山大学学报（医学科学版） 2024年第4期45卷 511-518页

作者：张旭刘炳峰中山大学中山医学院病原生物学与生物安全学系广东广州510080 中山大学人类病毒学研究所广东广州510080 广东省抗病原微生物药物与免疫技术工程技术研究中心广东广州510080

科研实验室是科学研究和人才培养的基地,在“双一流”建设发展的背景下,实验室安全管理一直面临着严峻的挑战。本文通过梳理中山大学中山医学院实验室管理办法,从学科实验室分类及特点、实验室安全准入培训和考核等各工作方面进行剖析,... 详细信息

科研实验室是科学研究和人才培养的基地,在“双一流”建设发展的背景下,实验室安全管理一直面临着严峻的挑战。本文通过梳理中山大学中山医学院实验室管理办法,从学科实验室分类及特点、实验室安全准入培训和考核等各工作方面进行剖析,总结了基础医学类实验室结合实际情况制定安全管理体系的建设。从管理制度建设、安全管理、安全检查监督、全员安全意识和制度执行力等方面的实验室管理视角进行阐述,以期望为高校实验室生物安全管理工作提供可行性、创见性的科学指导依据,期望建立健康、安全的实验环境,保障实验室工作安全进行。

关键词：基础医学类实验室管理制度实验室安全实验室管理生物安全

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基于红外光谱与聚类分析法的宁夏产地枸杞子品种鉴别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1386-1391页

作者：徐荣敖冬梅徐鑫王占林胡颖刘赛乔海莉徐常青中国医学科学院药用植物研究所北京100193 北京城市学院生物医药学部北京100094

宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)为宁夏传统道地中药材,因其良好的药食两用价值,已引种至甘肃、新疆、青海等省区。因长期引种和改良,宁夏枸杞品种繁多,是影响其质量的重要因素之一。本研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对宁夏中宁产地的... 详细信息

宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)为宁夏传统道地中药材,因其良好的药食两用价值,已引种至甘肃、新疆、青海等省区。因长期引种和改良,宁夏枸杞品种繁多,是影响其质量的重要因素之一。本研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对宁夏中宁产地的宁杞1号、4号、5号、7号、0909号、10号共6个品种的枸杞子进行测定,一维红外光谱及二阶导数光谱范围均为4000~650cm^(-1),得到图谱后进行图谱解析;采用谱带较密集的指纹区(1800~650cm^(-1))计算红外光谱图的相似系数;然后结合SMICA聚类分析法对不同品种枸杞子的红外指纹图谱进行聚类比较。结果表明,不同品种枸杞子样品的一维红外光谱图较为相似,峰的位置、峰高和峰形都较为接近,其共同吸收峰较多,仅在3282~3288、1239~1242和1143~1147 cm^(-1)附近的吸收峰强度、峰位置、峰形状有所不同,说明不同品种枸杞子中多糖类、苷类、蛋白质类、脂类和黄酮类等成分的种类和含量有所差异。二阶导数光谱中,宁杞1号、4号、7号在2880 cm^(-1)处吸收峰不明显,0909号在969 cm^(-1)处吸收峰不明显。不同品种枸杞子的相似度范围在0.9489~0.9928之间,说明不同品种枸杞子存在一定差异,其中,宁杞7号与其他品种的平均相似度系数最小,为0.9640,说明其成分特异性最高。0909号与宁杞10号相似系数为0.9928,相似度最高。采用Assure ID软件以各药材吸收波数为变量进行聚类分析,宁杞1号与其他品种的差异均较小,类间距在2.17~2.97范围内;0909号与其他品种间的差异最大,类间距在2.97~8.06范围内。聚类模型中,不同品种枸杞子的识别率均为100%,仅宁杞1号的拒绝率较低,为66%,易与其他品种枸杞子混淆,0909号的拒绝率和识别率均为100%,最易区分。类模型图中,0909号与宁杞5号、0909号与宁杞7号两两分开,可以明显鉴别出不同品种的样品。采用已知品种的枸杞子对聚类分析模型进行验证,其识别率和拒绝率与聚类分析模型相同。不同品种枸杞子类模型图与一维红外光谱、二阶导数图谱、相似度、类间距、识别率和拒绝率结果相互印证,佐证了宁杞1号为大多数宁杞系列品种的来源品种,而09系列品种0909号与其他品种有较大差异。因此,红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损地鉴别不同品种枸杞子,对枸杞子药材生产和新品种选育具有一定的指导作用。

关键词：红外光谱法聚类分析法枸杞子不同品种鉴别