Hsiang-Tung Chang's scientific contributions:a legend and a legacy
摘要： As Dr.Hsiang-Tung Chang approached his late 80s,he began the task of sorting and compiling all of his scientific writings into volumes.He later acknowledged that he was initially ambivalent about the idea when colleagues first suggested it to him,but quickly came to believe that the effort should be seen as beyond his own personal interest and significance,and that the archives would be of good value from both the scientific and historical perspectives.On the opening page of the completed volumes,Chang devoted the entire space to a single-sentence quote - printed in bolded large font in English as well as in Chinese translation - by British physiologist Ernest H.Starling about the neurophysiologist Keith Lucas:"His whole life was in his work and so the work reveals the man".
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前边缘皮质生长激素抑制素神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用
药物成瘾是一种由药物滥用所引起的慢性、复发性的精神疾病,主要特征是不计后果的强迫性用药.药物成瘾涉及多个脑区的神经可塑性改变.前边缘皮质(prelimbic cortex,PrL)是背内侧前额叶皮质的主要区域,有大量的锥体神经元,其兴奋性神经投射可以促进可卡因觅药行为.PrL还存在少量GABA能中间神经元,对PrL的兴奋性神经元功能、信息整合和传递起到重要的调控作用,而这一部分神经元在药物成瘾过程中的作用并不清楚.小清蛋白(parvalbumin,PV)和生长激素抑制素(somatostatin,SST)神经元是前额叶皮质中分布广泛的两类主要的抑制性GABA能中间神经元.本研究利用PV-Cre和SST-Cre的转基因小鼠,结合化学遗传学的方法探究PrL中间神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用.结果显示,特异性抑制PrL脑区SST神经元可以显著增加小鼠的焦虑水平,但不影响小鼠的运动能力;抑制PrL脑区SST神经元降低小鼠吗啡诱导的活动性增强及条件位置偏爱;而抑制PrL脑区PV神经元则对小鼠的运动能力、焦虑水平及吗啡引起的行为学改变均没有显著影响.本研究通过对PrL脑区PV及SST中间神经元在吗啡诱导的行为学改变中作用的研究,为成瘾药物作用的细胞及神经基础提供了依据.
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沉默FBI-1基因对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖和凋亡的影响
本研究旨在观察短发夹状RNA (short hairpin RNA,shRNA)介导的人类免疫缺陷病毒短转录诱导物连接因子1(FBI-1)基因沉默对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231增殖和凋亡的影响.用qRT-PCR和Western blot分别检测FBI-1、Bcl-2、Bax、cleaved-Caspase 3和Survivin的mRNA和/或蛋白的表达水平;采用shRNA干扰技术沉默MDA-MB-231细胞中FBI-1基因的表达;用CCK-8法以及克隆形成实验检测细胞增殖;用流式细胞术检测细胞凋亡;用裸鼠皮下成瘤实验检测细胞的成瘤能力.结果显示,MDA-MB-231细胞的FBI-1 mRNA和蛋白的表达水平明显高于正常乳腺上皮细胞MCF-10A;经shRNA靶向沉默FBI-1基因表达后,细胞增殖能力明显降低,细胞凋亡率显著增高,伴随Bcl-2和Survivin蛋白表达明显下调、Bax蛋白表达显著上调和Caspase 3活化,MDA-MB-231细胞的裸鼠皮下成瘤能力受抑制.以上结果提示,靶向沉默FBI-1基因表达可以抑制MDA-MB-231细胞增殖,诱导细胞凋亡并抑制细胞的裸鼠皮下成瘤能力.
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LIMR参与了AF-1对A549细胞上皮间质转化的抑制作用
肺泡上皮细胞发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是肺纤维化时肺内肌成纤维细胞的主要来源之一,在肺纤维化的发生和发展过程中具有重要作用.已有研究表明子宫珠蛋白(uteroglobin,UG)的活性片段antiflammin-1(AF-1)能够有效地抑制博来霉素诱导的肺纤维化,然而,其作用机制尚未阐明.本研究利用细胞形态学检测和Western blot技术观察AF-1对转化生长因子β1 (transforming growth factor-β1,TGF-β1)诱导的A549细胞EMT的影响.结果显示,TGF-β1处理A549细胞后,α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达明显上升而E-cadherin的表达显著下降,A549细胞由鹅卵石样上皮细胞向长梭形间质细胞转变.给予TGF-β1和AF-1共孵育细胞后,TGF-β1诱导A549细胞EMT的作用受到明显抑制.抗脂质运载蛋白相互作用膜受体(lipocalin interacting membrane receptor,LIMR)抗体或细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)信号通路阻断剂PD98059均能够减弱AF-1对TGF-β1诱导A549细胞EMT的抑制作用.上述结果表明,AF-1能够抑制TGF-β1诱导的A549细胞EMT转变,该作用有赖于LIMR及其下游ERK信号通路的参与.
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雌激素受体α36参与淫羊藿素对MG63细胞的促增殖和抗凋亡作用
淫羊藿素能够显著改善绝经后骨质疏松(postmenopausal osteoporosis,PMOP),其作用机制尚未阐明.本研究旨在探讨雌激素受体α36 (estrogen receptor α36,ERα36)在淫羊藿素对成骨细胞促增殖和抗凋亡中的作用及其下游信号转导机制.通过转染shRNA载体构建ERα36敲减的人成骨肉瘤MG63细胞模型,用CCK-8检测细胞增殖情况,用流式细胞术检测细胞凋亡,用Western blot检测细胞内ERK和AKT信号通路的激活情况.结果显示,ERα36敲减后,淫羊藿素对MG63细胞的促增殖和抗凋亡作用显著减弱;淫羊藿素可上调MG63细胞内ERK及AKT磷酸化水平,该作用可被ERα36敲减取消;U0126 (ERK信号通路阻断剂)和LY294002 (AKT信号通路阻断剂)分别预处理后,淫羊藿素对MG63细胞的促增殖作用均显著减弱;U0126预处理后,淫羊藿素对MG63细胞的抗凋亡作用显著减弱;而给予LY294002预处理后,淫羊藿素对MG63细胞的抗凋亡作用无明显变化.以上结果提示,淫羊藿素通过ERα36及其下游的ERK及AKT信号通路发挥了对成骨细胞的促增殖和抗凋亡作用.
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促性腺激素释放激素激动剂控制性超促排卵对小鼠胚胎着床的作用及其机制
本研究旨在探讨促性腺激素释放激素激动剂(gonadotropin-releasing hormone agonist,GnRHa)控制性超促排卵(controlled ovarian hyperstimulation,COH)对小鼠胚胎着床的作用及机制.40只9周龄昆明雌性小鼠随机分为两组:COH组腹腔注射GnRHa醋酸丙氨瑞林+人绝经期促性腺激素(human menopausal gonadotropin,HMG)+人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotrophin,hCG),对照组腹腔注射等体积生理盐水.注射hCG日16:00雌雄小鼠合笼,妊娠第4天每组处死10只小鼠,用放射免疫法检测血清雌二醇(estradiol,E2)、孕酮(progestrone,P)的水平;用HE染色观察卵巢、子宫内膜组织形态;用Western blot和免疫组织化学法检测子宫内膜白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)、磷酸化信号转导和转录活化因子3(phosphorylated signal transducer and activator of transcription 3,p-STAT3)、肝素结合表皮生长因子样生长因子(heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor,HB-EGF)和glycodelin A蛋白的变化.妊娠第8天每组处死10只小鼠,观察胚胎着床情况.结果显示,与对照组比较,COH组小鼠妊娠第4天(胚胎着床期)血清E2水平降低(P＜0.05),P水平升高(P＜0.05);卵巢组织各级卵泡少见,可见多个黄体,子宫内膜变薄,腺体数量减少(P＜0.05);子宫内膜LIF、p-STAT3、HB-EGF和glycodelin A蛋白表达下降(P＜0.05);妊娠第8天胚泡发育缓慢,数量减少(P＜0.05).以上结果提示,GnRHa COH可影响小鼠胚胎着床,其机制可能与着床期内源性激素失衡,子宫内膜结构和LIF、p-STAT3、HB-EGF、glycodelinA蛋白表达改变,导致子宫内膜容受性降低、胚胎-子宫对话异常有关.
关键词： 促性腺激素释放激素激动剂 控制性超促排卵 胚胎着床 -
血管紧张素Ⅱ-1型受体自身抗体通过激活心肌成纤维细胞参与心肌纤维化
心肌纤维化 (myocardial fibrosis, MF) 是造成心衰患者心脏重构的重要病理过程, 但其病因并不完全清楚.已知血管紧张素II-1型受体自身抗体 (angiotensin II type 1 receptor autoantibody, AT1-AA) 存在于心衰患者体内, 但该抗体能否直接导致MF尚不明确.本文旨在探讨AT1-AA致MF的作用及其对心肌成纤维细胞 (cardiac fibroblasts, CFs) 的影响.通过主动免疫法建立AT1-AA阳性大鼠模型, 于主动免疫8周时检测各指标, 小动物心脏超声结果显示, AT1-AA阳性组大鼠心脏舒缩功能下降, 心腔扩大、室壁变薄;HE染色结果显示, AT1-AA阳性组大鼠心肌纤维走向紊乱, 有断裂现象;Masson染色结果显示, AT1-AA阳性组大鼠心肌间质和血管周围的胶原纤维沉积明显增多 (P〈0.05);血压测量结果显示, AT1-AA不会引起大鼠的血压和心率变化.AT1-AA作用于分离培养的原代乳鼠CFs 48 h后, 用CCK-8法和免疫荧光法检测CFs增殖情况, 结果显示, AT1-AA可显著促进CFs增殖 (P〈0.001);Western blot结果显示AT1-AA显著促进CFs中胶原蛋白I (collagen I, Col I) 、Col III、基质金属蛋白酶-2 (matrix metalloproteinase-2, MMP-2) 和MMP-9的表达 (P〈0.05) .以上结果提示, AT1-AA可能通过激活大鼠CFs导致MF, 进而导致心功能下降.
关键词： 血管紧张素Ⅱ-1型受体自身抗体 心肌纤维化 心肌成纤维细胞 心脏重构 心功能不全 -
内皮素受体拮抗剂波生坦通过降低肾交感神经活性改善间歇性低氧大鼠的高血压
本文旨在观察内皮素受体拮抗剂波生坦对慢性间歇性低氧 (chronic intermittent hypoxia, CIH) 暴露大鼠血压和肾交感神经活性 (renal sympathetic nerve activity, RSNA) 的影响, 探讨内皮素-1 (endothelin-1, ET-1) 参与CIH诱发血压升高的交感神经兴奋性机制.24只成年雄性SD大鼠随机分为常氧对照组、CIH组及波生坦组;对照组大鼠暴露于常氧环境, CIH组与波生坦组大鼠暴露于CIH环境3周, 其中波生坦组在每天CIH暴露前给予波生坦灌胃 (50 mg/kg) .采用BP-2000血压分析系统测定尾动脉收缩压, 采用Power Lab信号采集系统记录RSNA以及对苯肾上腺素的压力感受性反射敏感性, 采用ELISA法测定大鼠血清中ET-1和去甲肾上腺素 (norepinephrine, NE) 的含量.结果显示:大鼠血压随CIH暴露时间延长而逐渐升高, 在第7、14和21天与对照组相比均具有统计学差异;CIH暴露显著增强大鼠的RSNA, 抑制压力感受性反射的敏感性;此外, CIH大鼠血压与血清中ET-1水平呈正相关 (r=0.833, P=0.01) .波生坦干预明显降低CIH暴露大鼠的收缩压和RSNA, 提高压力感受性反射敏感性, 降低血清NE水平.上述结果提示, ET-1参与了CIH诱发血压升高的过程, 而波生坦通过降低RSNA改善了CIH诱导的高血压.
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猕猴顶岛前庭皮层对前庭刺激方向选择的聚类性研究
许多皮层区都存在对前庭刺激具有方向选择性的神经元, 其中猕猴顶内沟腹侧区 (ventral intraparietal area, VIP) 以及背侧内上颞区 (dorsal subdivision of the medial superior temporal area, MSTd) 神经元根据其对前庭信号的方向选择性而呈聚集分布.那么这种聚类特性源自何处?已有研究表明, VIP和MSTd的前庭输入很可能来自较早期处理前庭信号的顶岛前庭皮层 (parieto-insular vestibular cortex, PIVC) .由此, 我们推测PIVC也存在对前庭信息处理的聚类结构.在本研究中, 为了检测PIVC神经元前庭反应特性的聚类性, 我们将同一电极上记录到的单个神经元 (single unit, SU) 对前庭刺激的方向调谐反应与电极尖端周围采集到的多个神经元群 (multiunit, MU) 的前庭调谐反应进行比较, 结果显示, 当MU具有显著方向调谐时, 其偏好方向通常与同一电极上记录到的SU偏好方向非常接近.本研究结果证实PIVC中相邻神经元对直线和/或旋转的前庭运动刺激的方向偏好具有一定的聚类性.
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重度抑郁症发病机制相关基因的生物信息学分析
本文旨在采用生物信息学方法筛选重度抑郁症发病机制相关基因.以美国国家生物技术信息中心 (NCBI) 网站GEO公共数据库中GSE98793芯片数据为研究对象, 用R语言limma包筛选出116个差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs), 其中上调基因66个, 下调基因50个.Gene Ontology (GO) 基因功能注释分析结果显示, DEGs主要分布于线粒体内膜、线粒体内, 参与铜离子结合、半胱氨酸肽链内切酶活性、白细胞介素-1的细胞应答、蛋白质加工等生物过程.KEGG通路富集分析结果显示, DEGs主要富集于氧化磷酸化反应、帕金森病、非酒精性脂肪肝病、阿尔茨海默病和亨廷顿氏舞蹈病等发病机制.蛋白质相互作用网络分析结果显示, 54个DEGs编码的蛋白之间存在相互作用.结合上述多种方法的分析结果, UQCRC1、GZMB、NDUFB9、NSF、SLC17A5、CTSH、NDUFB10、UQCR10、ATOX1、CST7和CTSW共11个关键基因被筛选出来, 可作为诊断和治疗重度抑郁症的候选基因.综上, 本研究通过对重度抑郁症芯片及其DEGs进行深入分析得到关键基因, 为揭示抑郁症的分子机制和临床靶向治疗提供了重要的线索.
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汉黄芩苷通过抑制PI3K/Akt/Nrf2/ARE通路逆转SGC7901/cDDP细胞耐药性
本研究旨在观察汉黄芩苷对人胃癌顺铂 (cisplatin, cDDP) 耐药细胞株SGC7901/cDDP耐药性的影响, 并探讨其分子机制.采用浓度梯度递增法构建SGC7901/cDDP细胞;CCK-8法检测汉黄芩苷和cDDP对SGC7901/cDDP细胞活性的影响;Chou-Talalay中效分析法对两药的联合效应进行评价;流式细胞术检测活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 含量和细胞凋亡;sh RNA干扰技术抑制Nrf2基因表达;Western blot检测Nrf2、NQO1、GST-π、MRP1、cleaved Caspase-3、p-Akt和Akt的蛋白水平.结果显示, 汉黄芩苷与顺铂单独作用或二者联用48 h均可剂量依赖性地抑制SGC7901/cDDP细胞活力 (P<0.05);当抑制率超过16％时, 二者联用呈协同效应;SGC7901/cDDP细胞的p-Akt、Nrf2和MRP1蛋白水平显著高于其亲代SGC7901细胞 (P<0.05);汉黄芩苷与PI3K抑制剂LY294002均可抑制SGC7901/cDDP细胞Akt磷酸化 (P<0.05), 增加ROS含量 (P<0.05), 下调Nrf2蛋白水平 (P<0.05), 上调cleaved Caspase-3蛋白水平 (P<0.05), 终导致细胞凋亡 (P<0.05);但抗氧化剂NAC可减轻汉黄芩苷诱导的氧化应激和细胞凋亡 (P<0.05);汉黄芩苷与沉默Nrf2基因均可使SGC7901/cDDP细胞NQO1、GST-π和MRP1蛋白水平下降 (P<0.05) .以上结果表明, 汉黄芩苷可在体外增强SGC7901/cDDP细胞对cDDP的敏感性, 这可能与其抑制PI3K/Akt/Nrf2/ARE通路, 从而增强cDDP的毒性作用并触发氧化应激损伤有关.
