激光生物学报

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2018, 27(5): 385-480.

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研究论文

血管靶向激光的特征和应用

邹淑玲，黄秋艳，王玉芝，苑凯华，黄正

2018, 27(5): 385-392.

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血管靶向激光以血管中的血红蛋白为靶分子，经由激光与血红蛋白相互作用的光热效应，破坏和封闭受照射的血管组织，以达到特定的治疗目的。选择性光热解作用是血管靶向激光的基本原理。本文围绕国内外临床上常见的几种血管靶向激光器，介绍和讨论其工作特征和治疗参数。并对密切相关的非激光光源和血管靶向光动力疗法的光源作简要介绍。

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研究论文

基于高通量测序的RNA-seq技术在褐飞虱研究中的应用

李玲果，洪艳云

2018, 27(5): 393-398.

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高通量测序技术的快速发展推动了生命科学领域的研究进程，已广泛应用于动植物病原物抗药性分析、肿瘤研究、遗传育种、病原学诊断、微生物学、分子流行病学和细菌分类学等多个领域。RNAseq即“转录组测序技术”，是高通量测序的一项重要内容，也是基因组学和转录组学分析过程中的一种新型手段。本文查阅了利用RNAseq技术研究褐飞虱(Nilaparvata lugens)的文献资料，对生长发育与繁殖、防御与免疫和抗逆性方面进行了综述。

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研究进展

重组人源胶原蛋白对激光损伤小鼠皮肤修复作用及机制研究

马淑骅，孙娅楠，杨伟峰，孙桂荣，李松林，蒋盈宝，王岩，王毅

2018, 27(5): 399-406.

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本研究旨在观察重组人源胶原蛋白（recombinant human collagen,rhc）对小鼠皮肤激光损伤的修复作用，初步探索其作用机制。应用458~514 nm激光照射小鼠背部皮肤制作皮肤损伤模型，将rhc外涂于创伤皮肤，剂量为 8 mg/mL(生理盐水配制)，每天涂抹1次，连续给药14 d。分别于给药后1、4、7、14 d用双光子显微镜收集二次谐波（second harmonic generation,SHG）信号检测伤口真皮中的胶原纤维，并进行常规 HE 染色，观察伤口局部的病理学改变。体外试验检测rhc对人皮肤角质形成细胞和成纤维细胞增殖活力的影响，计算细胞存活率。在小鼠模型上显示，与对照组相比，rhc可明显加速伤口的愈合，缩短伤口愈合时间；SHG显示 rhc能够促进创伤局部胶原的产生；体外试验也显示它有促进人皮肤成纤维细胞和角质形成细胞增殖的能力。由此可见，rhc（8 mg/mL）对小鼠激光损伤皮肤有修复作用，可能是通过促进表皮角质细胞和真皮成纤维细胞的增殖，促进胶原的沉积而发挥修复作用的。

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研究进展

低剂量激光处理促进神经干细胞增殖

吴晓蕾，申琪，邹争志

2018, 27(5): 407-410.

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神经干细胞（neural stem cell，NSC）是脑内新生细胞的源泉，周期性地在脑内两个重要区域分裂：脑室和海马。当中枢神经系统（central nervous system，CNS）损伤后，受损神经元胞外微环境含有大量阻止神经再生的因子，导致神经干细胞增殖能力下降。低剂量激光处理（lowlevel laser treatment，LLLT）作为一种无损伤的新型物理疗法，能调节机体的多种生物学功能，为神经干细胞增殖提供一种潜在的治疗方法。我们研究发现低剂量弱激光处理可以促进小鼠海马区的神经干细胞增殖，并且促进神经干细胞分化为新生的神经元，这一研究可以成为神经再生的一种新手段，将为低剂量激光处理治疗阿尔兹海默症在临床上的应用奠定基础。

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研究进展

建立斑马鱼激光祛斑模型探索色素再生的机制

廖伟年，张津坤，黄祥玉，邓其跃

2018, 27(5): 411-422.

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病理性色素沉着通常在创伤、手术、日照等条件下发生，临床首选方法为激光治疗，虽疗效显著但存在色斑复发，具体机制尚不清楚。本研究首次选用成年斑马鱼建立激光祛斑动物模型，结果发现：激光祛斑后斑马鱼皮肤重新出现色斑，其灰度值、面积及分布与照射激光的能量密度和脉冲时间等参数显著相关；色斑面积缩减在照射后第1、2天最显著，复发在第5天最高；高能量组在祛斑效应上总体不如低能量组，且后者色斑复发也不显著；色斑复发部位巨噬细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor,MIF）表达上调且与色斑复发程度成正相关。MIF对血管新生具有较强的促进作用，故色斑复发可能与MIF上调引起的血管新生有关。以上研究结果提示，祛斑效果皮秒激光（picosecond laser，下文简称Ps激光）显著优于纳秒激光（nanosecond laser，下文简称Ns激光），低能量激光结合MIF表达调控可能有助于抑制祛斑后的血管新生，从而降低色斑复发，对激光祛斑的临床应用有直接的理论指导价值。

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研究进展

用于皮肤色素病变检测的线性共焦光声显微镜

王志阳，杨思华

2018, 27(5): 423-427.

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医学成像在皮肤病学的病理生理相关性的临床诊断和评估中起着不可或缺的作用。然而，现有的成像技术很难获得色素性皮肤病的黑色素空间分布和色素浓度。本文中我们提出了一种线性共焦扫描光声显微镜，用于快速无损地获取色素性皮肤病的病理结构变化和色素异常部位的黑色素分布情况。通过样品试验和动物试验证明了该显微成像系统的可行性及成像能力，并进一步对咖啡斑患者的正常表皮和病变表皮进行高分辨成像，图像结果表明，正常皮肤和咖啡斑皮肤之间黑色素分布及浓度存在着明显的差异。通过使用快速线性共焦扫描模式，可以在1 s内快速获得检测部位的光声断层图像。线性共焦扫描光声显微镜也可以扩展到诊断其他皮肤性疾病，是一种具有前景的皮肤病学成像技术。

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研究进展

近红外与荧光光谱法检测血糖试验研究

陶建峰，陈明惠，郑刚，王成，宋云霄

2018, 27(5): 428-434.

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采用荧光光谱法检测血糖。结果表明，检测血清的最佳激发波长为340 nm，血清中葡萄糖的发射峰位置为470 nm。随着血清中葡萄糖浓度的增加，荧光光谱图中荧光峰处荧光强度，面积积分强度整体呈上升趋势，荧光峰的半峰全宽整体呈现下降趋势。利用近红外光谱法检测血糖，血清可分辨的光谱区域位于5 600~6 060 cm-1范围内，不同血糖浓度的吸收峰均位于5 768 cm-1处。随着血糖浓度的增大，其吸收峰处的吸光度逐渐增大，面积积分强度也呈上升趋势。分析二者的优缺点，荧光分析法受外界因素的干扰更小，精确度更高，光谱参数与血糖浓度之间的规律更明显，在有创检测方面具有更明显的优势，而近红外光谱法检测血糖则在无创血糖检测方面具有更大的潜力。

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研究进展

TPST1表达在CXCR4诱导的乳腺癌细胞侵袭中的作用研究

徐娟，吴诚龙,赖带欢,李旭怡,唐爱发

2018, 27(5): 435-441.

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C-XC趋化因子受体4（CXCR4）是乳腺癌细胞运动的关键调节因子。CXCR4的功能性表达与乳腺癌的恶性进展密切相关。酪氨酸硫酸化转移酶1（tyrosylprotein sulfotransferase 1,TPST1）是CXCR4蛋白翻译后酪氨酸硫酸化修饰的一个关键酶。本研究将探索TPST1在CXCR4调节乳腺癌细胞侵袭过程中的作用机制。利用定量PCR，免疫组织化学和蛋白质免疫印迹等试验技术检测乳腺癌组织和细胞系中CXCR4和TPST1的mRNA和蛋白表达水平。 RNA干扰，趋化试验和侵袭试验用于检测TPST1对于CXCR4诱导的乳腺癌细胞侵袭的影响。研究发现CXCR4蛋白在乳腺癌转移淋巴结组织中呈高表达（P=0.0016）。CXCR4在乳腺癌转移淋巴结组织中的高表达与肿瘤浸润深度密切相关(P=0.026)。TPST1与CXCR4蛋白表达在乳腺癌原发组织和配对转移淋巴结组织中均呈显著正相关（P=0.009；P=0.006）。TPST1在高度恶性乳腺癌MDAMB231细胞中呈高表达，在低度恶性乳腺癌 MCF-7细胞中弱表达，而两者CXCR4表达基本相同。小RNA干扰降低TPST1的表达后，下调了乳腺癌MDA-MB-231细胞对于CXCR4配体即基质细胞衍生因子1α（stromal cellderived factor 1 alpha,SDF1α）的运动反应性，进而降低CXCR4诱导的MDA-MB-231细胞迁移和侵袭能力。综上，在CXCR4诱导的乳腺癌细胞侵袭过程中，TPST1表达对于CXCR4功能性活化至关重要，TPST1可能作为潜在的抗CXCR4药物治疗乳腺癌恶性进展的联合靶点。

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研究进展

脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

方倩，谢芝玲，陈汉娜，李建伟，潘登，丁学知，夏立秋，涂强，张友明

2018, 27(5): 442-450.

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对荚壳伯克氏菌PG1（Burkholderia glumae PG1）基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆，构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体，实现其在防御假单胞菌Pf5（Pseudomonas protegens- Pf-5）中的异源表达，并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用 Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15AcmlipAB；再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1kmlipAB和pBBR1kmPapralipAB，将这两个表达载体分别电转至Pf5中，通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子，以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活，并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB（GenBank accession number:AJK49931.1 and AJK49932.1）；成功构建了重组工程菌Pf5/pBBR1kmlipAB和Pf5/pBBR1kmPapralipAB，并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性；以LB培养基培养至24 h时，启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2.1倍；在LB培养基摇瓶发酵至66 h时，Pf5/pBBR1kmlipAB的脂肪酶酶活最高且为13.51 U/mL，而Pf5/pBBR1kmPapralipAB的酶活为46.85 U/mL，是Pf5/pBBR1kmlipAB的3.47倍。初步实现基因lipA在Pf5中的表达，发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高，为将来实现规模化生产奠定了技术基础。

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研究进展

广西主要养殖区内逃逸尼罗罗非鱼线粒体Dloop控制区序列分析

管嘉俊，韩卓君，郑惠芳，李文红，郭忠宝

2018, 27(5): 451-459.

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为研究广西主养区域逃逸罗非鱼的遗传多样性，本研究对广西玉林、南宁、钦州、贵港、防城港、北海的六个地理群体的尼罗罗非鱼线粒体Dloop序列进行了分析比较。通过聚合酶链式反应（PCR）和测序，获得了广西玉林、南宁、钦州、贵港、防城港、北海等六个地理群体的尼罗罗非鱼线粒体Dloop序列，采用序列比对和构建系统进化树等生物信息学分析方法探讨了不同地区尼罗罗非鱼线粒体Dloop的多样性。测序结果表明，在得到的线粒体Dloop区序列中，四种碱基A、G、T、C的平均比例分别为32.05%、20.79%、33.19%和13.97%，其中碱基C含量最低，碱基T含量最高。C+G（34.75%）的含量明显低于A+T（65.25%）的含量。共检测到140个变异位点，其中转换为79个，颠换为42个，19个插入（缺失）位点。碱基替换与插入（缺失）的比为6.39。在所测得的罗非鱼Dloop序列中成功识别保守序列CSB2，CSB3和相似序列CSB1。系统进化分析表明，南宁地区罗非鱼的遗传距离值相对其它地区的遗传距离值较小，序列与参考序列最为接近，说明该区域罗非鱼的遗传分化程度最低；钦州地区逃逸尼罗罗非鱼的遗传距离相对其它地区间遗传距离值较远，在系统发育树中钦州地区罗非鱼也聚为整一小枝，说明钦州地区罗非鱼较其它区域有明显的遗传分化。

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研究进展

高速逆流色谱分离雨生红球藻中虾青素的工艺优化

白曼利，王海琪，伍菱，陈艳红，黄高凌，杜希萍

2018, 27(5): 460-466.

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应用高速逆流色谱（HSCCC）进行了雨生红球藻中虾青素的分离制备工艺优化，结果最优条件为正己烷∶乙酸乙酯∶乙醇∶水（6.5∶5∶6.5∶3，v/v/v/v）作为两相溶剂系统，以下相为固定相，上相为流动相，转速850 r/min，流速3 mL/min，温度25 ℃，上样浓度10 mg/mL，上样量10 mL。进一步应用高效液相色谱、质谱并与标准品比对，对所得虾青素进行鉴定。本文的研究结果为应用HSCCC高效制备雨生红球藻虾青素提供了技术支持。

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研究进展

基于PLSR的苎麻叶片含水量估测模型建立及优化

曹晓兰，邓梦洁，汪佩佩

2018, 27(5): 467-473.

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为建立基于高光谱的苎麻叶片含水量估测模型，在大田栽培条件下，采集了360个苎麻叶片高光谱数据和相应的叶片含水量。用高杠杆值排除异常样本，用浓度梯度法划分样本集。采用多种光谱预处理方法，建立并比较各预处理方法的PLSR（partial least squares regression）模型效果，其中OSC（orthonormal signalcorrection）预处理方法最佳，预测集R²=0.8503，RMSEp=0.0235。为了减少变量个数，通过OSC_PLSR模型的回归系数RC（regression coefficient）选择特征波段EB（effective bands）作为输入变量。随后，为了进一步降低计算量，本研究提出的一种新的特征提取方法：在基于RCEB建立的PLSR模型中，再次提取RC特征波长EW（effective wavelength）。由建模结果可知：与全波段相比，2种特征提取方法的变量个数均大幅减少(全波段为2 031个，RCEB为508个，RCEB_EW为16个)；RCEB_PLS模型预测集指标最佳（R²=0.8546，RMSEp=0.0232）；与RCEB_PLS模型相比，RCEB_EW_PLSR模型预测集指标略低（R2=0.8499，RMSEp=0.0234），但这种方法变量个数最少，因此综合评价效果最优。研究探讨了叶片高光谱与含水量之间的量化关系，建立基于高光谱的叶片含水量预测模型，对作物栽培中水分的实时监测和精确诊断具有实际指导意义。

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研究进展

不同营养环境条件下铜、锌、锰等二价金属营养元素对水稻吸收运转镉的调控

彭伟正，刘璐，杨斌，陈希，詹庆才

2018, 27(5): 474-480.

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利用水培试验研究了在不同营养环境条件下几种二价金属营养元素与镉的互作关系及其水稻吸收运转镉的影响。研究结果表明，培养液中全部营养元素供应水平变化，二价金属元素浓度变化均对水稻吸收镉产生显著影响。Cd浓度保持为2 μmol/L不变，随着全部必须元素浓度系数从0.25提高到2.0，水稻根系和茎叶Cd含量分别降低42.5%和64.5%。在没有其它二价阳离子干扰的情况下，Mg²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺均强烈抑制水稻对镉的吸收，水稻根系镉含量降低至对照的15.4%~61.6%，茎叶镉含量降低至对照的202%~875%。在木村B培养液中增量供应Zn²⁺或Mn²⁺均大幅度促进镉在根系、茎叶和稻谷积累，其中增量供应Zn²⁺处理的水稻根、茎叶和稻谷镉含量分别比对照增加45.5%、177.4%、250.8%，而增量供应Mn²⁺处理的水稻根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照增加20.2%、117.4%、227.1%。在所有二价金属元素中，Cu²⁺对水稻吸收Cd²⁺的拮抗作用最强，而且铜镉拮抗关系受营养环境的影响较小。培养液中增量供应Cu2+导致水稻吸收镉大幅减少，根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照降低51.4%、45.2%、52.2%；培养液缺Cu²⁺则导致根系和茎叶镉含量分别比对照增加177%和114%。研究结果表明，在镉污染稻田适度施用铜肥、控制锌锰的输入、在水稻生长发育期保持较高土壤营养水平可能是控制水稻积累镉的营养调控方法。

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