激光生物学报

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    2023, 32(2): 1-2.
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    • 研究进展
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    理性认识蓝光危害及蓝光生物安全性评价
    柯　城，吴春法，李伟军，郑　建，李　敏，王　敏，黄　正
    2023, 32(2): 97-110.
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    摘　要：日常生活和工作中会接触到多种多样的蓝光辐射，蓝光的生物作用及其生物安全性也越来越受到关注。国内外已颁布一系列关于蓝光潜在健康危害、蓝光生物安全性评价，以及蓝光产品风险组别的指南、技术报告和标准。“蓝光危害”是灯和灯系统的光生物安全性评价标准体系中使用的一个专业技术术语。该术语并非泛指蓝光辐射有风险，也不应被误认为蓝光都是有害的。蓝光在维持正常视觉和人体健康中发挥着重要作用，理性认识蓝光危害对蓝光技术的发展和应用有积极意义。本文围绕蓝光辐射的一些重要性质、来源、蓝光的生物作用以及蓝光生物安全性评价体系，对蓝光危害目前的共识以及误解进行了客观和理性分析，并对关于蓝光辐射的生物安全性的相关标准以及蓝光生物安全性评价方法进行了综述。
    关键词：蓝光危害；蓝光危害加权函数；蓝光生物安全性；曝辐限值；最大允许照射时间
    中图分类号：R77              文献标志码：A             DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.001
  • 研究进展
    光质调控茶树生长发育与品质形成的研究进展
    肖富良，翟秀明，李　解，唐　敏，侯渝嘉
    2023, 32(2): 111-117.
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    摘　要：茶树是我国重要的经济作物，发展茶树的种植与加工在促进经济发展和农村减贫与乡村振兴中发挥了巨大贡献。光质作为光的一个重要因子，直接影响着茶树的生长发育进程与次生代谢产物的形成。深入了解茶树应对光质刺激的响应规律对茶产业高效发展具有重要意义。研究表明，光质对茶树生长发育与品质形成存在复杂的叠加效应和剂量效应，在愈伤组织生长与分化的不同发育阶段产生不同的刺激效果，对采摘后加工处理产生复杂的生物学效应。本文概述了光质对茶树生长发育、无性繁殖和加工处理过程中的生理生化与分子响应机制，旨在为光质促进茶树的优质生长、高效繁育和品质提升提供理论依据。
    关键词：光质；茶树；生长发育；品质形成；无性繁殖
    中图分类号：S571.1                              文献标志码：A                     DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.002

  • 研究进展
    棕榈酸诱导胰岛β细胞氧化应激和内质网应激的研究进展
    张　茜，王　瑞，于智超，张　硕，黄延芹
    2023, 32(2): 118-125.
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    摘　要：2型糖尿病（T2DM）主要由胰岛β细胞的胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗引起。棕榈酸作为人体内最丰富的游离脂肪酸之一，其体内含量过高易造成脂代谢紊乱，诱导胰岛β细胞功能障碍及胰岛素抵抗。这与T2DM的发生发展密切相关，但具体机制尚未完全明确。棕榈酸诱导胰岛β细胞发生的氧化应激和内质网应激（ERS）是影响胰岛β细胞功能以及破坏胰岛素信号传导的关键应激途径。棕榈酸通过增加线粒体氧化、二酰基甘油-蛋白质激酶C-还原型辅酶Ⅱ途径、改变线粒体呼吸链正常功能和炎症刺激加重氧化应激，通过影响内质网折叠能力、破坏胞内蛋白运输途径、上调未折叠蛋白反应相关转录因子、棕榈酰化、降解羧肽酶E和减少内质网中Ca2+促进ERS，加剧胰岛β细胞功能障碍和凋亡，最终导致T2DM的发生与发展。本文综述了棕榈酸与胰岛β细胞内氧化应激和ERS的关联性，介绍了蛋白激酶R抑制剂、人参皂苷Rg1和三黄汤等具有潜力的中、西医靶向干预药物，为T2DM的临床治疗提供新思路。
    关键词：胰岛β细胞；2型糖尿病；棕榈酸；氧化应激；内质网应激
    中图分类号：R587.1                             文献标志码：A                     DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.003



    • 研究论文
  • 研究论文
    基于HA修饰的CoFe2O4-TiO2纳米颗粒体外PDT灭活HL60细胞的试验研究
    潘绮琳，李淼淼，肖睦沧，艾保全，熊建文
    2023, 32(2): 126-138.
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    摘　要：通过水热法和表面修饰法制备了以CoFe2O4为内核、TiO2为外壳、用透明质酸修饰的HA@CoFe2O4-TiO2。利用场发射扫描电子显微镜（SEM）成像、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子谱（XPS）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）对复合纳米颗粒的理化性质进行表征。用细胞计数试剂（CCK-8）法研究HA@CoFe2O4-TiO2复合纳米颗粒在暗室条件下对白血病HL60细胞的毒性，以及在光照条件下的光动力疗法（PDT）灭活效果。结合复合纳米颗粒的荧光光谱（FS）、细胞内活性氧（ROS）产量和摄取纳米颗粒水平分析，初步探究CoFe2O4和透明质酸与TiO2结合影响PDT灭活HL60细胞的作用机制。试验结果表明，HA@CoFe2O4-TiO2形貌规则呈球形，尺寸符合细胞摄取要求。CoFe2O4拓宽了TiO2的可见光响应范围。暗毒性试验表明，HA@CoFe2O4-TiO2复合纳米颗粒对HL60细胞的毒性较小。同时，与TiO2和CoFe2O4-TiO2纳米颗粒相比，HA@CoFe2O4-TiO2对HL60细胞的光动力灭活效率高达82.6%，表明其有望成为应用于体外PDT治疗白血病的光敏剂，提高光动力效率及靶向性。
    关键词：CoFe2O4-TiO2；透明质酸；光动力疗法；可见光；HL60细胞
    中图分类号：R454.2                               文献标志码：A                   DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.004

  • 研究论文
    一种来源于蜘蛛毒液的新型Nav1.7多肽抑制剂的发现与鉴定
    罗　森，杨　坤，李　闽，肖文萱，雷　伟，张紫萱，陈敏芝
    2023, 32(2): 139-145.
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    摘　要：Nav1.7特异性地表达在外周伤害性感觉神经元。临床遗传学、动物模型和药理学研究表明，Nav1.7是一个重要的镇痛药物开发靶点。本研究以沟纹硬皮地蛛（Calommata signata Karsch）毒液为研究对象，通过电刺激采集毒液、反相高效液相色谱分离纯化、质谱鉴定、蛋白质测序以及全细胞膜片钳记录等方法，筛选并鉴定到一种对Nav1.7有抑制作用的新型多肽毒素，命名为APTX-1。质谱鉴定该多肽毒素的分子质量为7 815.2 Da；其N端前10位氨基酸序列为ASCKQVGEEC。APTX-1抑制Nav1.7电流具有浓度依赖性，其半数抑制浓度为（0.46±0.08） μmol/L。通道动力学分析显示，APTX-1并不影响Nav1.7的翻转电位、电压依赖性稳态激活曲线和失活曲线，表明该多肽毒素并不影响Nav1.7的离子选择性和电压依赖性。综上所述，本研究获得了一个新型Nav1.7调制剂，并探究了其对Nav1.7的作用特点，为靶向Nav1.7的镇痛药物研发提供了潜在先导分子。
    关键词：沟纹硬皮地蛛；多肽毒素；Nav1.7；APTX-1；疼痛
    中图分类号：O629.72                        文献标志码：A                       DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.005


  • 研究论文
    短短芽孢杆菌X23中edeB基因的克隆、原核表达及转录时相分析
    杜　杰，蔡海林，黄彬彬，黄　军，张翠央，龙青山，张　亮，陈海荣，唐冰璇， 陈　武，刘清术
    2023, 32(2): 146-152.
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    摘　要：短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）X23可产生非核糖体肽类抗生素伊短菌素，已被广泛用于植物病害的生物防治。伊短菌素合成基因簇中，edeB基因参与调控伊短菌素的合成积累。本研究利用基因同源重组技术，以edeB基因作为外源基因的重组片段，构建了原核表达载体pET28a-edeB，转化至大肠杆菌BL21（DE）中进行诱导表达；通过转录组测序检测edeB基因在短短芽孢杆菌不同培养时间（12、18、24、30和36 h）的转录时相。结果表明：edeB基因全长为771 bp，编码256个氨基酸。聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）显示，在分子质量为30 kD处有一条特异条带，与生物信息学预测的EdeB蛋白的大小一致，且EdeB蛋白主要以包涵体的形式存在。转录时相分析结果表明，edeB基因在各个培养时间点均有表达，表达模式为先升高后降低，且在30 h时表达水平最高。这些结果为进一步研究edeB基因调控伊短菌素合成积累的分子机制奠定了基础，为短短芽孢杆菌高产伊短菌素菌株的构建提供了理论依据。
    关键词：短短芽孢杆菌；edeB基因；原核表达；转录时相；转录组
    中图分类号：Q939.96                        文献标志码：A                     DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.006
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    洞庭湖地区6种鱼肠道微生物群落的多样性及组成分析
    何思美，张杨军，张　可，李昆燕，夏立秋，胡胜标
    2023, 32(2): 153-159.
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    摘　要：鱼体中的肠道微生物菌群是一道天然的免疫屏障，能抑制病原微生物的定居和增殖，从而使鱼体免受病害侵袭。洞庭湖是重要鱼类及水生生物的栖息地和基因库，其中鲤形目（Cypriniformes）和鲈形目（Perciformes）种类最多，鲇形目（Siluriformes）种类相对较少。洞庭湖鱼类群落结构及生物多样性已引起广泛关注，但生态系统还是受到了一定程度的破坏，很少有研究将其肠道微生物群的特征作为改善洞庭湖生态系统的潜在因素。为了探测洞庭湖重要鱼类中的微生物群，使用16S rRNA高通量测序表征了鲇形目、鲈形目和鲤形目中6种鱼［黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、鳜鱼（Siniperca chuatsi）、鲫鱼（Carassius auratus）、翘嘴鱼（Culter alburnus）、草鱼（Ctenopharyngodom idella）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）］的肠道细菌群落多样性、组成和潜在的功能。所有鱼类肠道样本中有5种优势菌门，包括厚壁菌门（Fimicutes）、变形杆菌门（Proteobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteriota）、放线菌门（Actinobacteriota）和蓝细菌门（Cyanobacteria）。鲤形目和鲈形目鱼类的细菌组成相似，鲇形目中醋酸杆菌属（Cetobacterium）所占比例高，而鲤形目中醋酸杆菌属和气单胞菌属（Aeromonas）所占比例均高。对这6种鱼类肠道微生物群的微生物群落的物种组成和功能进行预测，发现鳜鱼肠道微生物菌群物种的丰富度最高，并且代谢过程较为旺盛，推测这可能与鲈形目的抗病能力和适应能力有关。深入了解鱼类肠道微生物菌群的多样性、组成与潜在功能，不仅可以更好地对微生态制剂使用和其水质管理进行调控，而且对鱼类的健康养殖具有重要的参考价值。
    关键词：鱼类；肠道微生物种群；鲇形目；鲈形目；鲤形目
    中图分类号：S917.1                             文献标志码：A                  DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.007
  • 研究论文
    蓖麻CeSA转录因子基因家族的鉴定与表达分析
    王　宙，王宏伟，王　亚，杨俊芳，赵宜婷，张宏斌，曹　越
    2023, 32(2): 160-169.
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    摘　要：纤维素合成酶（CeSA）是能在植物细胞质膜上合成纤维素的蛋白质，具有与叶片形态发育相关的顺式作用元件。在高等植物的生长发育过程中，细胞的伸长受到激素和环境的影响，使得植物生长高度具有差异性。其中细胞壁对细胞伸长起限制作用，而纤维素是细胞壁重要的组成成分，对植物的细胞形态有重要的影响。CeSA是植物生长发育的重要调控因子。本研究通过对蓖麻（Ricinus communis）参考基因组CeSA基因的识别和生物遗传信息学的研究，结合蓖麻基因组数据库，对CeSA家族成员的基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构、三级结构、信号肽与亚细胞定位、蛋白跨膜结构域、共线性分析、保守基序、启动子顺势作用元件及系统进化进行了鉴定和表达分析。从蓖麻参考基因组中共鉴定出8个CeSA转录因子，命名为RcCeSA1～RcCeSA8，分布在8条染色体上；8个RcCeSAs蛋白都是亲水性蛋白，不含信号肽，蛋白亚细胞定位以在叶绿体和高尔基体上为主；在二级结构中有70%的α-螺旋和无规则卷曲；RcCeSAs基因保守性分析表明，除Motif1和Motif2外，其他Motif均为RcCeSA家族中较为保守的基序；基因启动子顺式作用元件分析发现，RcCeSA1、RcCeSA4、RcCeSA7转录因子的启动子区域中存在叶片形态发育以及参与防御和应激反应的相关的元件，可能会在逆境条件下快速表达，发挥其潜在功能。系统进化树分析表明，RcCeSA家族与大豆、向日葵的亲缘关系更近。本研究结果探究了蓖麻CeSA相关转录因子调控植物纤维素合成的分子机制功能，为进一步研究叶片形态差异、纤维素含量及纤维素合成相关基因在蓖麻中的表达与建立植物形态对实际生产中的重要作用奠定基础。
    关键词：蓖麻；CeSA转录因子；基因家族；植物纤维素合成；生物信息学
    中国分类号：S565.6                          文献标志码：A                        DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.008
  • 研究论文
    铝佐剂加R848可提升H7N9灭活疫苗对小鼠的免疫保护效果
    蔡佳男，刘　斌，张风华，陈玉婷，向雨晴，常海艳，方　芳
    2023, 32(2): 170-176.
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    摘　要：流感病毒灭活疫苗通常需要添加佐剂来增强其免疫保护效果。铝佐剂是常用的人用疫苗佐剂，主要诱导Th2型免疫应答。在本研究中，我们将氢氧化铝（Al）佐剂与TLR7/8激动剂R848组成复合佐剂，与流感病毒H7N9灭活疫苗共同免疫小鼠；单次免疫3周后，用致死剂量（20 LD50）的同源病毒攻击小鼠。结果显示，与含单一R848或Al佐剂的疫苗相比较，添加了R848 + Al复合佐剂的疫苗更能提升小鼠的血清特异性IgG抗体和IgG2a抗体亚类的滴度，诱导Th1和Th2型细胞因子分泌及Th1偏向的免疫应答，能为小鼠抗致死量病毒攻击提供更有效的免疫保护。因此，R848+Al复合佐剂系统强于单一的R848或Al 佐剂。本研究对于改良Al佐剂及提高流感灭活疫苗免疫效果具有参考价值。
    关键词：R848；氢氧化铝；灭活疫苗；流感病毒
    中图分类号：R186                              文献标志码：A                       DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.009


  • 研究论文
    NME1在皮肤黑色素瘤中的表达及其与临床预后的相关性分析
    聂　刚，亓俊华
    2023, 32(2): 177-183.
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    摘　要：为探讨非转移性细胞1（NME1）基因在皮肤黑色素瘤（SKCM）中的表达及其与临床预后的相关性，通过GEPIA数据库及UALCAN数据库分析NME1在SKCM组织中的表达；通过GSCA数据库、GEPIA数据库和TIMER数据库分析NME1表达水平与SKCM患者总生存率的相关性；通过cBioPortal数据库分析SKCM患者中NME1基因的突变情况及其与患者总生存率的相关性；通过STRING数据库分析可能与NME1相互作用的蛋白，并利用Metascape数据库对其进行功能富集分析；通过TIMER数据库分析SKCM中NME1的表达水平与免疫细胞浸润水平的相关性。结果显示：NME1在SKCM组织中表达水平明显高于正常组织；NME1的高表达与转移性SKCM患者较低的总生存率显著相关；NME1基因变异与SKCM患者总生存率无明显相关性；NME1及其相互作用蛋白主要参与ARF6运输通路、嘌呤代谢、细胞发育的调节、DNA代谢等生物学过程；转移性SKCM中NME1的高表达与CD4+T细胞、CD8+T细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞较低的免疫浸润水平相关。本研究表明，在转移性SKCM患者中，NME1高表达与较低的免疫细胞浸润水平和总生存率相关。 NME1有望成为转移性SKCM免疫细胞浸润和预后相关的生物学标志物。
    关键词：皮肤黑色素瘤；NME1；免疫浸润；临床预后
    中图分类号：R739.5                       文献标志码：A                         DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.010

  • 研究论文
    基于网络药理学和分子对接技术探讨柴胡疏肝散治疗肝血管瘤的作用机制
    冯　玲，黄朝霞，秦乐乐，胡玉姗，张永勤
    2023, 32(2): 184-192.
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    摘　要：肝血管瘤是常见的良性肿瘤之一，临床上常采用柴胡疏肝散进行治疗，但其具体的作用机制仍是未知的。本研究利用网络药理学和分子对接方法，通过成分-靶点网络图分析得出关键靶点和成分信息，对关键靶点和成分进行分子对接，获得相应分子对接图谱，并探讨其作用机制。结果显示，共获得柴胡疏肝散活性成分142个，相对应靶点269个，肝血管瘤疾病靶点351个，两者共同交集靶点61个。基因本体（GO）功能富集有184条生物学过程，主要涉及转录因子活性、DNA结合及转录的正向调控。京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析筛选得到138条信号通路，主要涉及PI3K-Akt、乙型肝炎、MAPK、AGE-RAGE等信号通路。分子对接结果显示，AKT1蛋白与活性成分β-谷甾醇结合稳定，VEGFA蛋白与活性成分槲皮素和异鼠李素均结合稳定，ESR1和MAPK3分别与β-谷甾醇和柚皮素结合稳定。柴胡疏肝散可能是通过槲皮素、异鼠李素、β-谷甾醇、山柰酚和柚皮素等活性成分作用于STAT3、AKT1、VEGFA、ESR1、MAPK3等靶点的，通过诱导血管新生、保护血管和肝细胞的活化等发挥治疗肝血管瘤的作用，这为临床上应用柴胡疏肝散治疗肝血管瘤提供了理论研究依据。
    关键词：柴胡疏肝散；肝血管瘤；网络药理学；分子对接；信号通路
    中图分类号：R285; R289. 5                      文献标志码：A                 DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.011