激光生物学报

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    专题论述
  • 专题论述
    ROS信号对植物抗性的调控作用研究进展
    覃〓磊，郭〓磊，张小波，郭〓滢，杨程惠子，夏石头
    2018, 27(3): 193-198.
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    活性氧（reactive oxygen species, ROS）是植物体代谢所产生的小分子化合物，既是生长发育和防御途径的关键调节因子，又是需氧代谢的有毒副产物。植物细胞的生理过程受一个被活性氧调节的氧化还原网状途径的调控，本文从植物体内ROS产生的部位与时空特异性、ROS信号与NO和Ca2+波信号的互作等方面综述了ROS信号对植物抗性的调控作用研究进展。
  • 专题论述
    孤儿核受体Nr6a1的生物学功能与表达调控机制
    刘晓雯，刘华伟，王伟龙，李〓丹
    2018, 27(3): 199-204.
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    孤儿核受体亚家族6成员1（nuclear receptor subfamily 6 group member1，Nr6a1）是激活配体转录因子的核受体超家族成员，也称为生殖细胞核因子（germ cell nuclear factor, GCNF）或视黄酸受体相关睾丸相关核受体（retinoic acid receptorrelated testisassociated receptor，RTR）。作为转录因子，Nr6a1通过与靶基因启动子区的DR0元件(TCAAGGTCA)结合发挥转录抑制作用。Nr6a1主要高表达于成熟的生殖细胞、分化阶段的胚胎干细胞以及畸胎瘤等生殖细胞肿瘤中，具有一定的时空表达特异性和组织表达特异性。目前已鉴定了一批Nr6a1的上、下游调控分子，包括miR181a、let7、Oct4、PPARδ等，通过基因间的互作，Nr6a1在细胞分化、发育、代谢等生物学过程中发挥重要调节作用。
  • 专题论述
    胆红素的光学检测方法研究进展
    付〓笛，张子建，徐亭晚，邓小峰，陈〓丹，刑〓扬，姚兴旺，李雅湘,苗雄鹰，李清龙，文〓宇，熊〓力
    2018, 27(3): 205-210.
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    黄疸是一种临床上常见的症状和体征，为血液胆红素升高所致。血液中胆红素升高不仅提示可能存在严重的原发病，而且过高的胆红素还可能导致胆红素脑病，重者导致死亡。临床上可早期应用光学方法在人群中进行无创筛查，对筛查阳性患者再进行血液检查进行诊断，从而增加黄疸及其相关疾病的发现概率。本文就近几年胆红素的光学检测方法的研究进展予以综述。
    • 基础研究
  • 基础研究
    基于阵列式换能器的光声成像系统的实现
    关〓添，李〓尧，杨木群，何永红
    2018, 27(3): 211-217.
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    目的：本文设计了一套光声成像（photoacoustic imaging，PAI）系统，由脉冲激光、阵列换能器、临床超声（ultrasound，US）主机、软件平台以及成像样品组成。系统的图像质量、最大成像深度等重要参数需通过实验进行确定。方法：使用本系统对黑色头发丝横截面进行成像，比较、分析光声（photoacoustic，PA）信号幅值的半极大处全宽度以量化图像分辨率。此外，使用系统对特定的光吸收体和鸡胸肉组织进行成像，确定系统的成像深度。结果：实验结果证明了PAI系统的实现，其PA图像的平均轴向和横向分辨率分别约为0.18 mm和1.44 mm，系统的最大成像深度达到4.6 cm。结论：本PAI系统PA图像分辨率优于US主机获得的US图像分辨率，系统最大成像深度与其他国际研究组的系统成像深度的数量级一致。通过进一步优化与活体组织实验的开展，本PAI系统将有望实现临床成像诊断。
  • 基础研究
    全光学光声/OCT双模态成像系统及其应用
    许晓慧，周王婷，陈重江
    2018, 27(3): 218-224.
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    本文提出了一种新型的全光学光声/OCT双模态成像系统。该系统利用同一个低相干迈克尔逊干涉仪即可实现非接触式光声成像和OCT于一体，系统装置结构简单，可同时获取生物组织的吸收与散射结构信息。通过模拟实验证明了该双模态成像系统的可行性及成像能力，并对活体小鼠耳朵同时进行光声/OCT成像测试，实验结果表明非接触式光声/OCT双模态成像系统可以实现生物组织内的微血管及散射结构的高分辨率成像。进一步地，我们将光声/OCT双模态成像系统应用于基底细胞癌的检测中，获得了初步的研究结果，表明了该系统在皮肤肿瘤诊断中的具有潜在的应用价值。
  • 基础研究
    斑马鱼胚胎彩色图像生理结构分割
    杨玮婕， 徐建瑜
    2018, 27(3): 225-231.
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    斑马鱼是一种当今应用十分广泛的模式生物，研究其实验图像的信息自动提取具有较高的应用价值。药物培养斑马鱼胚胎在发育成长过程中的生理影响的定量分析，很难通过人工肉眼观察的方式得出较为准确的指标值，通常要借助于计算机。斑马鱼图像定量分析的前提基础就是可以对斑马鱼胚胎图像，按照斑马鱼的生理结构即头部、躯干和卵黄三个部分在图像中分割开。但是实际情况是斑马鱼药物实验中特定药物的实验组数量有限，不能通过学习训练等机器学习的方式分割，只能使用图像处理建模分割。本文使用距离变换结合分水岭算法、减法聚类结合Kmeans聚类算法以及减法聚类结合漫水填充算法分别对图像进行语义分割，发现减法聚类结合漫水填充算法的分割效果达到了满足研究所需的生理结构分割的目的，为后续医学研究中的定量分析奠定了较好的基础。
  • 基础研究
    掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨
    张〓文，黄德球，郭周义，陈晓峰
    2018, 27(3): 232-239.
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    巨噬细胞极化在骨修复中起着非常重要的作用。骨修复材料在植入体内后，会引起巨噬细胞的响应，使其向M1/M2极化，从而影响材料的成骨效果。本文制备了掺锶量分别为0%，5%，10%和15%摩尔百分比的锶掺杂微纳米生物活性玻璃（SrMNBG），并研究了不同掺锶量的SrMNBG对巨噬细胞极化的影响；随后，在此基础上研究了不同掺锶量SrMNBG调控的巨噬细胞分泌成分对小鼠骨髓间充质干细胞（mMSCs）向成骨分化的影响；最后，通过体内原位骨缺损修复实验验证了不同掺锶量SrMNBG对巨噬细胞极化的调控作用及其体内成骨作用。体外实验结果显示，掺锶量为5%，10%和15%的SrMNBG较掺锶量为0%的SrMNBG更能促进巨噬细胞向M2极化，其中10%掺锶量的SrMNBG具有最强的促巨噬细胞M2极化作用，且10%掺锶量的SrMNBG调控的巨噬细胞分泌成分更有利于成骨。体内实验结果表明，不同掺锶量的SrMNBG植入到体内后，10%掺锶量的SrMNBG周围有更多的M2巨噬细胞浸润，且表现出更好的骨修复效果，与体外实验结果相一致。因此，SrMNBG有望作为一种富有前景的免疫调控材料应用于骨修复。
  • 基础研究
    点阵CO2激光辅助透皮技术治疗斑秃的临床疗效评价
    王怀湘，李建明
    2018, 27(3): 240-245.
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    目的：评价点阵CO2激光辅助透皮技术结合5%米诺地尔酊外用治疗斑秃的临床疗效及其对患者生活质量的影响。方法：将46例斑秃患者随机分成观察组、对照组，每组23例。观察组患者予以点阵CO2激光治疗，每2周1次，共6次，同时外用5%米诺地尔酊，2次/d；对照组仅外用5%米诺地尔酊，用法同观察组。治疗12周后观察并比较两组患者的临床疗效、不良反应和患者生活质量指数(DLQI)评分。结果：观察组有效率为91.30%，高于对照组的65.22%，差异有统计学意义(P＜0.05)。治疗前，两组患者DLQI评分相比，差异无统计学意义（t=-0.912，P=0.367）。组内比较，治疗后两组患者DLQI评分均较治疗前明显下降，差异有统计学意义（t=-10.42，P=0.000；t=-8.614，P=0.000）。治疗后，观察组患者DLQI评分下降较对照组更明显，差异有统计学意义（t=-2.636，P=0.012）。两组患者不良反应发生率比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。结论：运用点阵CO2激光辅助药物透皮传输技术配合外用5%米诺地尔酊对斑秃的治疗临床效果显著，不良反应轻微，操作简便易行安全，值得临床推广使用。
  • 基础研究
    128排256层螺旋CT血管造影术在评估非ST段抬高心肌梗死危险程度中的应用
    冯长超，王〓芳，付〓敏
    2018, 27(3): 246-251.
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    目的：探讨128排256层螺旋计算机断层扫描（CT）血管造影术在评估非ST段抬高心肌梗死（NSTEMI）危险程度中的应用。方法：选取2017年7月至2018年2月本院NSTEMI患者152例，所有患者均给予128排256层螺旋CT血管造影术、冠脉造影（CAG）检查，分析CT血管造影术对NSTEMI冠脉狭窄及其危险程度的评估价值。结果：在检查NSTEMI无、轻度、中度、重度冠脉狭窄方面，CAG检查分别为18例、30例、62例、42例，CT血管造影术分别为19例、31例、62例、40例；以CAG为对照，CT血管造影术评估NSTEMI冠脉狭窄的敏感度、特异度、准确度分别为98.51%、94.44%、98.03%，差异无统计学意义（P>0.05）；以CAG为对照，CT血管造影术评估NSTEMI轻度、中度、重度冠脉狭窄的符合率分别为为86.67%、90.32%、90.48%，Kappa值为0.765，两种检查具有良好的的相关性。结论：128排256层螺旋CT血管造影术可有效评估NSTEMI的冠脉狭窄及其危险程度，可作为一种早期评估NSTEMI病情的无创、简易、准确筛查方法，值得临床作进一步推广。
  • 基础研究
    利用CRISPR/Cas9 技术建立斑马鱼Asb11基因敲除品系
    尹丽阳，罗世锋，陈〓宇，漆轲婧，彭〓云，万永奇，吴秀山，李永青
    2018, 27(3): 252-259.
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    Asb11基因被报道与斑马鱼Notch信号的激活有关，本研究室过去的研究显示该基因在心肌和骨骼肌中特异性表达。因此推测Asb11基因可能是心脏发育相关候选基因。为了阐明Asb11基因在斑马鱼心脏发育过程中的作用，本文利用CRISPR/Cas9打靶技术构建敲除Asb11基因的斑马鱼品系。首先在线分析筛选出Asb11基因最适合的打靶位点，然后PCR扩增出Asb11基因gRNA的双链cDNA，再将Asb11基因的gRNA和Hcas9的mRNA共同注射到斑马鱼胚胎Ⅰ细胞期胚胎中。进行打靶的有效性检测，发现Asb11基因的一号外显子出现了碱基的缺失，表明CRISPR/Cas9 系统对Asb11基因的敲除是有效的。对其F0代、F1代、F2代进行筛选，成功获得了Asb11基因敲除的斑马鱼品系，为探究Asb11在心脏发育中的作用奠定了基础。
  • 基础研究
    利用DNA免疫技术制备ASB11蛋白的多克隆抗体
    蔡英桂，尹丽阳，王宏波，陈〓宇，曾〓蓉，吴秀山，叶湘漓
    2018, 27(3): 260-264.
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    ASB11参与胚胎神经祖细胞的发育、再生性肌发生以及泛素化等过程，但其机制仍不清楚。为了进一步研究斑马鱼Asb11基因的作用机制，本研究采用DNA免疫技术制备了ASB11多克隆抗体；利用斑马鱼Asb11的cDNA构建pCAGGSP7/ASB11重组表达质粒，肌肉注射入68周龄的BALB/c小鼠体内，诱导抗原蛋白的表达和免疫应答的发生。结果显示，制备的pCAGGSP7/ASB11重组质粒具有较好的免疫原性；将提取的抗血清进行Westernblot和免疫荧光检测，显示所制备的多克隆抗体抗体效价为1〖DK〗∶400，抗血清抗体能特异的结合ASB11蛋白。本研究为后续的功能研究奠定了基础。
  • 基础研究
    烯效唑对不同品种燕麦生长发育的影响
    贺立恒, 郝〓杰，杨〓茜，张凯晔，贾小云, 高志强
    2018, 27(3): 265-274.
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    目的：采用烯效唑浸种方法探讨不同浸种浓度对不同品种燕麦生长发育的影响。方法：本实验以晋莜8号、鉴Ⅲ1618、XHY1为研究对象，分别用0、15、30和45 mg·L-1烯效唑对燕麦种子浸种处理，研究其对不同燕麦品种幼苗形态指标和生理指标的影响。结果：结果表明不同浓度的烯效唑浸种处理对燕麦有“控上促下”作用，增加叶片中叶绿素和脯氨酸含量，降低丙二醛含量，增强抗逆性，促进燕麦产业化发展。晋莜8号、XHY-1在形态指标和生理指标都要显著优于鉴Ⅲ1618，而晋莜8号、XHY-1之间无显著性差异。结论：结合烯效唑浸种处理方法，在山西燕麦实际生产过程中，推荐选用晋莜8号、XHY-1，烯效唑浸种浓度以15 mg·L-1为宜。
  • 基础研究
    商陆离体再生体系的构建
    邓雯韬，田〓宇，谢〓琴，肖英粟，苏〓益，蔺万煌
    2018, 27(3): 275-280.
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    目的：建立商陆离体再生体系。方法：选取商陆的幼茎、茎节、叶片、叶柄和顶芽为外植体，以MS作为基本培养基，通过添加不同浓度配比的植物生长调节剂分别进行愈伤组织、丛生芽和生根诱导，筛选商陆离体再生体系方案。结果：顶芽和幼茎为外植体诱导的愈伤组织出愈时间早，愈伤组织质量高，以培养基MS+6BA 0.5 mg/L+2.4-D 0.5 mg/L的诱导率最高，达到100%；其中，只有以顶芽产生的愈伤组织才能分化出丛生芽，芽分化培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L，诱导率为98%；诱导生根的适宜培养基为1/2 MS+NAA 0.3 mg/L，诱导率达100%。结论：建立和完善了商陆离体再生体系方案，为商陆遗传转化体系的构建奠定了基础。
  • 基础研究
    GA3、ABA和IBA对不同灌溉方式下水稻叶绿素荧光特性及产量构成的影响
    屈〓成，刘〓芬，陈光辉，王〓悦
    2018, 27(3): 281-288.
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    为了明确外源激素诱导水稻抗旱性的效果及其生理机制。以中嘉早17为材料，分析外源激素在淹水灌溉、干湿交替灌溉和干旱灌溉方式下叶绿素荧光参数的差异及其对产量与产量构成的影响。结果表明，干旱灌溉显著降低了叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量、实际光量子效率、非光化学猝灭值、有效穗数、每穗粒数、结实率，孕穗期比分蘖期更为敏感，表现为相同胁迫时间下最大光化学量子产量、每穗粒数、单株穗数等下降更显著。赤霉素(gibberellin, GA3)处理后降低了PSⅡ最大光化学量子产量、非光化学猝灭和光化学猝灭系数，导致有效穗数减少、千粒重和结实率降低。脱落酸(abscisic acid, ABA)处理能缓解孕穗期干旱胁迫，减轻水稻叶片的光抑制程度，提高叶绿素荧光参数，增强抗旱能力。综合来看,以分蘖期淹水条件下结合IBA处理产量最高，比对照增产7.4%，这可能与淹水条件下吲哚丁酸(indolebutyric acid, IBA)处理能提高光合效率有关。