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中医证候的转录组学研究进展与探析
中医证候是中医理论的精粹部分,其生物学基础研究是证明中医科学性和中医药现代化的关键环节.转录组学从分子水平研究证候相关基因转录及转录调控规律以探索证候生物学基础,目前在证候研究中得到一定应用.本文对中医证候转录组学研究进行综述,包括转录组学内涵及研究方向、转录组学相关技术、中医证候的转录组差异表达和调控网络分析,并阐述了证候转录组学面临的挑战以及发展前景,以期为证候生物学基础研究提供新的思路和方法.
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冠心病血瘀证转录组学研究——病证结合生物标志物研究思路与方法
中医证候的生物学基础研究是影响中医学发展与创新的重大科学问题,证候相关生物标志物及中药干预调控网络的研究对于在证候标准规范的基础上进一步提高诊断效能和临床疗效具有重要意义.因此,在前期冠心病证候标准规范研究的基础上,本项目组以冠心病心绞痛血瘀证为切入点,从分子生物水平对证候进行了深入研究.第一,通过采集累计312例患者外周血基因信息,运用差异显示法、实时定量聚合酶链式反应(Real-time polymerase chain reaction,Real-time PCR),斑点杂交法,高通量芯片,测序等方法,确立了冠心病血瘀证长链非编码核糖核酸-微小核糖核酸-信使核糖核酸(long noncoding ribonucleic acid-micro ribonucleic acid-messenger ribonucleic acid,lncRNA-miRNA-mRNA)3个层面的潜在生物标志物.第二,在前期筛选出的差异基因的基础上,运用生物信息学分析结合细胞功能学验证的方法,构建了冠心病血瘀证基因miRNA-mRNA以及IncRNA-miRNA-mRNA 2个水平的调控网络.第三,基于血瘀证差异基因及调控网络,通过累计202例活血化瘀中药干预冠心病心绞痛血瘀证患者的随机对照试验,治疗前后共计400余人次的基因检测,以及活血化瘀中药处理相关细胞模型的体外实验,从基因-蛋白-功能3个层面研究中药作用机制,从分子水平揭示了活血化瘀中药干预冠心病血瘀证的基因调控网络机制.本研究将相关的分子生物学技术及生物信息学方法引入证候的生物学基础研究,建立了一套证候相关生物标志物的研究方法,为证候实质的研究提供了新思路.
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内皮细胞 dNTP 合成过程依赖脂肪酸碳源
血管生成是机体高度调控过程,生成不足或过度生成都导致病理状态发生。已知血管生成依赖内皮细胞的增殖与迁移,目前已发现大量参与调节血管生成的分子并初步构建了调控网络,然而细胞代谢在其中的作用却鲜有报道。
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恶性血液病血管新生过程中VEGF/R、内皮抑素和基质金属蛋白酶的相互调控探讨
恶性血液病血管新生过程中涉及的一些因子,如血管内皮生长因子/受体系统(VEGF/R)、基质金属蛋白酶(MMP)和内皮抑素等(ES)所起的作用及其相互调控机制一直是学术研究的热点.虽然近年来相关研究发展很快,但仍未能形成系统理论.本文就近年来有关VEGF/R系统的正负调控因素,MMP的调控及其与VBGF/R的相互影响,ES的调控及其与VEGF/R和MMP的相互影响等研究进展作一综述.
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Notch信号通路研究进展
1917年,Morgan及其同事在果蝇体内发现一种基因,因其功能部分缺失可导致果蝇翅缘出现缺口,故命名该基因为Notch.随后的研究发现,Notch从无脊椎动物到脊椎动物的多个物种中表达,其家族成员的结构具有高度保守性,在细胞分化、发育中起着关键作用.迄今研究已阐明Notch信号通路的主要成员及核心转导过程,然而随着研究的深入,人们逐渐认识到该通路实际上处于十分复杂的调控网络之中,而这与其在发育过程中功能的多样性相符合.本文结合新进展,系统阐述Notch信号通路的组成,功能,作用机制及调控,并揭示该通路异常与疾病的联系.
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自噬、凋亡与肿瘤
20世纪60年代,人们开始了对自噬的研究.自噬是一些相关基因调控的真核细胞降解细胞器和蛋白质的高度进化保守的过程.自噬普遍存在于酵母、线虫、果蝇、人体等有机体中,但人们对自噬的认识并不深入.1997年自噬基因的发现促进了人们对自噬本质及其功能的认识[1].由于自噬的过程和调控网络十分复杂,且自噬和凋亡密切相关,其在肿瘤中起着十分重要的作用,本文就自噬、凋亡与肿瘤的关系作一综述.
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环二鸟苷酸信号系统研究进展
所有生命体都会通过信号转导感应环境改变,并反映在代谢、生理及行为适应等方面。这些调控网络非常复杂,并依赖于许多不同组分之间的相互作用来协调产生适合的生化反应,其中一个重要的成分即是第二信使分子,第二信使通过细胞表面受体感受第一信使信号并传递给细胞内大分子。在细菌中c-di-GMP是参与调控细菌主要生理功能的第二信使分子之一,是由两分子的GTP在鸟苷酸环化酶作用下形成。生物信息学分析发现编码 c-di-GMP的基因广泛分布于原核生物尤其是革兰氏染色阴性的细菌中。
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环境内分泌与糖代谢异常和内分泌紊乱
糖脂代谢紊乱的发生从初的遗传和环境因素的影响到现在逐渐公认的慢性低度炎症,精神、饮食、菌群失调等因素的多方位调控,为我们构建了一个神经-内分泌-免疫-炎症的调控网络,而环境内分泌与该网络的任一环节都有着千丝万缕的联系。本文将从空气污染物颗粒、二酚A、精神压力、光污染等方面阐述大气污染、食品添加剂、神经精神因素和生物周期改变对代谢紊乱的影响。
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蛋白质组学在肿瘤研究中的现状
随着人类基因组计划的实施和完成,科学家们提出了后基因组计划的概念[1],并将研究要点转移到功能基因组学方面,而生物功能的主要体现物质是蛋白质.1994年,澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams首先提出蛋白质组(proteome)的概念,系指"一种基因组所表达是全部蛋白质",即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质.对于蛋白质组的研究是功能基因组学研究的核心,称为蛋白质组学[2].蛋白质组学从细胞整体水平进行蛋白质属性的研究,如表达水平、翻译后修饰及相互作用等,并由此获得对疾病过程、细胞生理生化特征和调控网络的广泛完整的认识.
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血管紧张素转换酶2与高血压
肾素血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)和激肽释放酶-激肽系统是机体内调控血压稳定的两大体系,它们之间相互对抗,同时又形成多层次的相互作用的网络.在整个血压调控网络中,血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)及其新近发现的同源酶ACE2是其中的关键作用子[1].
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microRNAs调控网络在大肠癌发病机制中的研究进展
microRNAs(miRNAs)是一种长度为19-24个核苷酸的单链非编码RNAs,他们通过下调基因表达广泛参与各种重要的生命进程,如细胞凋亡、分化、增殖及个体发育等.近研究表明,miRNAs可调控许多参与大肠癌(coloreetal cancer,CRC)发生发展的癌基因和抑癌基因通路,如Wnt/β-连环蛋白,KRAS,磷脂酰肌醇(3)-激酶(PI3-K)和P53信号通路等.此外,单核苷酸多态(SNPs)对CRC中miRNAs表达的影响及miRNAs在CRC表观遗传学改变中的作用也日益受到人们的关注.本文将就miRNAs调控网络在CRC发生发展中的作用作一综述.
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microRNA-26a与肿瘤
microRNA( miRNA)是一类长度为18 ~ 25个核苷酸(nt)的非编码小RNA,通过与靶mRNA的互补配对在转录后水平调控基因表达,导致mRNA的降解或翻译抑制,控制哺乳类动物约30%的蛋白质编码基因活性[1-2].miRNA与其靶mRNA分子组成了一个复杂的调控网络,参与包括细胞增殖、分化、凋亡、发育等多种生物学过程.
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肌少症治疗进展与趋势
肌肉骨骼疾病已经成为危害老年人健康重要的慢性病。高龄后骨骼和肌肉均减少或称肌肉骨骼老化,随着脂肪浸润增加,呈现肌纤维和骨矿含量减少的复合进程[1]。肌肉骨骼老化的功能减低会导致平衡力降低、容易摔倒易发生骨折,进而增加老年人的致残率和致死率。目前,防治骨折的策略主要聚焦于骨骼和增加骨量上,却忽略了骨骼和肌肉的相互联系和某些共同的调控网络。只有将骨骼和肌肉作为一个整体,即将肌肉-骨骼单位作为共同的治疗靶点,同时防治肌肉减少症和骨质疏松症,才能真正阻止骨骼-肌肉衰竭的恶性循环,终防止摔倒和骨折[2]。
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衰老进程中核转录因子-κB表达的变化
1986年Sen和Baltimore [1]首次报道了核转录因子-κB(NFκB),由于它可以被多种刺激所激活,更由于它可以调节大多数细胞因子和多向调整细胞的生长发育、增殖和凋亡,而受到空前持续的关注.在衰老调控网络中,NF-κB在衰老进程的免疫障碍中扮演了核心角色[2,3],无论在人类或动物,NF-κB随增龄而出现的细胞与组织特异性显著降低与增高均有报道.例如在衰老淋巴细胞及成纤维细胞中[4]NF-κB对刺激反应不足,老年人组织如脑、心、肝、肾、骨骼肌等,NF-κB的活性均随着增龄显著增高.现综述如下.
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神经保护性免疫和帕金森病
帕金森病(PD)是黑质多巴胺(DA)能神经元变性所致的运动障碍疾病,以静止性震颤、僵直、运动迟缓和姿势反射异常为临床特征.PD中的免疫反应涉及到免疫细胞和免疫分子,以及复杂的调控网络.该免疫反应有神经损害和神经保护作用,我们就PD中的神经保护性免疫进行综述.
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lncRNA 在绝经后骨质疏松症肾阴虚证中的表达特征及调控网络分析
目的:探讨绝经后骨质疏松症肾阴虚证中lncRNAs的表达特征及基因调控网络。方法随机选择绝经后骨质疏松症受试者,分为肾阴虚证组3例和肾阳虚证组3例,并选择健康绝经后妇女3例为正常对照组,采用基因芯片技术检测外周血单个核细胞lncRNAs的表达水平。肾阴虚证组分别与其他2组比较,筛选共同差异表达lncRNAs,并构建lncRNA调控网络;实时荧光定量PCR检测LINC00334、LINC00189和LOC101929378的表达,验证基因芯片结果。结果肾阴虚证组与正常对照组和肾阳虚证组比较,筛选出8个共同差异表达 lncRNAs:LINC00334、LINC00189、LOC101929378、XLOC_013921、ENSG00000237489.2、ENSG00000225278.2、AK125437和RNA95672;这些差异lncRNAs参与Jak/STAT、MAPK、胰岛素通路和钙离子代谢等12条信号转导通路的调控;实时荧光定量PCR证实,与正常对照组比较,LINC00189在绝经后骨质疏松症肾阴虚证表达下调(FC=4.71,P=0.007);LINC00334(FC=6.83,P=0.005)和LOC101929378绝经后骨质疏松症肾阴虚证表达上调(FC=4.51,P =0.035),变化趋势与芯片结果相一致。结论 LINC00334、LINC00189、LOC101929378、XLOC_013921、AK125437、ENSG00000237489.2、ENSG00000225278.2和RNA95672等8条lncRNAs可能通过调控Jak/STAT、MAPK、胰岛素通路和钙离子代谢等信号通路参与绝经后骨质疏松症肾阴虚证的发生发展过程。
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nm23-H2基因抑制卵巢癌细胞侵袭转移及调节网络初探
目的 研究上皮性卵巢癌转移相关nm23-H2基因功能及其调控网络,为终揭示卵巢癌侵袭转移分子机制和晚期卵巢癌基因治疗提供理论依据.方法 将nm23-H2重组质粒pCDNA3/nm23-H2转染人卵巢癌细胞系SKOV3.ip1,经G418抗性筛选及RT-PCR鉴定得到稳定转染阳性克隆H2-18,设计体外黏附实验及人工基底膜侵袭实验比较转染前后细胞黏附侵袭特性的改变.应用2 747点人类肿瘤相关Oligo芯片检测转染前后细胞基因表达的改变,寻找与nm23-H2相关下游调控肿瘤相关基因,并探讨其调节网络.结果 用重组质粒pCDNA3/nm23-H2 转染SKOV3.ip1细胞.转染前后细胞在体外的增殖能力没有显著变化,转染后细胞的黏附与侵袭基底膜能力明显降低.经人类肿瘤相关Oligo芯片检测转染前后细胞发现55个二倍差异表达基因,在上调基因中以转录调节、信号转导、分化发育及细胞凋亡类基因为多;下调基因中以信号传导及黏附运动功能类基因为主.结论 nm23-H2基因具有抑制卵巢癌侵袭转移的作用,并且这一作用的实现是通过对一系列下游肿瘤相关基因的调控来完成的.基因芯片技术结合普通分子生物学技术是后基因组时代肿瘤相关基因功能研究及探索基因调控网络的有效手段.
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基因芯片技术在白血病研究中的应用
肿瘤的发病是多基因、多阶段异常表达的结果.众多基因在不同时段异常表达,他们之间构成的复杂调控网络,使得肿瘤的病因学至今仍未得以阐明.基因芯片技术的出现,为研究肿瘤发生、发展相关的基因改变提供了强有力的工具.我们重点讨论基因芯片在儿童白血病诊断、耐药、复发研究中的应用.
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儿童急性淋巴细胞白血病基因学分型和调控网络
"儿童急性淋巴细胞白血病基因学分型和调控网络( Gene expression-based classification and regulatory networks of pediatric acute lymphoblastic leukemia)"一文发表在Blood杂志.儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)的合理规范治疗依赖于精确的诊断分型,本研究报道了用Affymetrix全基因组表达谱芯片对儿童ALL的基因学诊断分型研究.首先利用国外已发表的535例儿童ALL芯片数据,用基于递归支持向量机的递归特征筛选法(SVM-RFE)对此数据进行了生物学信息分析,筛选出62个与临床亚型密切相关的标志基因,用此构建的分类模型能准确将儿童ALL分成6个亚型即BCR-ABL、Hyperdiploid>50、TEL-AML1、E2A-PBX1、MLL和T-ALL,分类效果与常规形态学(morphology)、免疫学(immunology)、细胞遗传学(cytogenetics)和分子生物学(molecular biology)即MICM的分类符合率达97.6%.
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非综合征遗传性聋相关基因的搜寻策略
耳聋是导致言语交流障碍的常见疾病,是人类大苦难之一。每1?000个新生儿中就有1名先天性聋儿;在青年人中,约1%的人患有轻度听力下降;在45~64岁人群中,听力下降者达14%;65~75岁时达30%;而到了75岁后则上升至50%[1]。在我国仅听力语言残疾者就达2?700万以上,并以每年3万聋儿的速度在增长,而新增的3万聋儿中约有一半是由遗传因素造成耳聋的[ 1],这种遗传的耳聋基因在人类的群体中代代相传,成为人类生活在有声世界的隐形杀手。防治遗传性聋的关键是挖掘耳聋相关基因,探寻其结构、功能及在听觉通路调控网络中的作用,只有这样才能从分子水平上全面地认识耳聋疾病的发生、发展过程,从根本上控制、治疗耳聋疾病。