激光生物学报
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激光生物学报
2020年 29卷 2期
刊出日期：2020-05-14
目录
研究进展
研究论文
目录
1
目录
2020 Vol. 29 (2): 1-2 [
摘要
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780
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研究进展
97
陈小婉，蒋林华
太赫兹技术在生物医学中的应用
在人类可持续发展的道路上，生物医学研究始终处于核心地位。太赫兹（THz）技术依靠其自身的优势，在生物医学领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了太赫兹表征技术以及太赫兹生物效应在生物医学方面的应用。太赫兹表征技术应用领域的介绍主要分为5个部分：氨基酸和多肽、DNA、蛋白质、癌症的检测和龋齿诊断等其他领域的应用。太赫兹生物效应的研究则集中于THz对机体组织和细胞的作用上。此外，本文简单介绍了化学计量学方法以及其与THz技术结合在生物医学方面的应用。最后总结了THz技术在生物医学领域的不足，并对进一步研究的方向进行了讨论。本文主要对太赫兹技术在生物医学方面的应用进行综述，为相关研究奠定了基础。
2020 Vol. 29 (2): 97-105 [
摘要
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1478
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106
彭 竹，黄 丽，赵慧婷
荧光竞争结合技术在昆虫嗅觉相关蛋白结合能力检测上的应用
昆虫嗅觉相关蛋白在其觅食、交配、防御、产卵、信息交流、栖息地选择等行为及生理活动方面起着十分重要的作用。荧光竞争结合试验是目前用于检测昆虫气味结合蛋白（OBPs）和化学感受蛋白（CSPs）与外界环境气味分子结合特性的典型方法。本文对荧光竞争结合试验在昆虫OBPs和CSPs上的相关研究及应用进行综述，为深入了解昆虫嗅觉识别机制、制定害虫防治和经济昆虫保护策略提供理论参考。
2020 Vol. 29 (2): 106-112 [
摘要
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1305
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4445
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113
张灵梅，朱晋佳，杨玲媛，汤少勋
博落回在畜禽生产中的应用研究
博落回是一种中草药植物，从博落回中提取的生物碱具有消炎、杀菌、抗肿瘤等功能，并在畜禽生产中发挥着增强动物机体免疫力、提高动物生长性能、改善饲料转化率等作用。本文就博落回提取物的主要成分、分离提取方法、毒性及药理活性以及其在畜禽生产中的应用现状等进行综述，以期为博落回在畜禽生产中的合理应用提供理论依据。
2020 Vol. 29 (2): 113-119 [
摘要
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934
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研究论文
120
王 琼，李 丹，李金燕，胡冰杰，邱 烨，葛行义
蝙蝠SARS样冠状病毒WIV1利用小鼠ACE2受体研究
严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARSCoV）是一种感染人类的高致病性病毒，由蝙蝠SARS样冠状病毒（SLCoV）演化而来。血管紧张素转换酶2（ACE2）是SARSCoV受体，影响病毒宿主范围、致病性和种间传播。先前研究表明，SARSCoV和一些SLCoV株（如WIV1）可以有效利用人、果子狸、蝙蝠ACE2入侵细胞，而SARSCoV可以低效利用小鼠ACE2。啮齿动物种类多，分布广，包括多种重要的试验动物模型，不过SLCoV利用啮齿动物ACE2的研究较少。本研究通过假病毒感染试验,比较了SARSCoV BJ01株和SLCoV WIV1株利用人类、果子狸、蝙蝠、小鼠ACE2及其突变体进入细胞的效率，并利用蛋白结合试验比较了BJ01和WIV1受体结合结构域（RBD）结合不同ACE2及其突变体的能力。结果显示，SLCoV WIV1可以有效利用小鼠ACE2进入细胞，且WIV1 RBD与小鼠ACE2结合效率与人和果子狸ACE2相同，强于蝙蝠ACE2；而不同物种ACE2的L440P突变能显著降低其与BJ01及WIV1的RBD结合的能力，抑制假病毒入侵。研究结果表明,小鼠ACE2是SLCoV WIV1的功能受体，且ACE2的L440是影响病毒入侵的关键氨基酸位点。本研究有助于进一步了解SLCoV的受体识别、跨种传播机制，对今后类似冠状病毒的防控具有重要意义。
2020 Vol. 29 (2): 120-127 [
摘要
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1083
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128
赵 杨，刘丽玲，张启云，方 杰，陈 丽，艾保全，熊建文
弱稳恒磁场环境下基于BiFeO
3
@TiO
2
复合纳米颗粒体外光动力疗法灭活HL60细胞试验研究
本文通过溶胶凝胶法制备了BiFeO
3@TiO
2
复合纳米颗粒，利用透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、荧光发光光谱等对纳米颗粒进行表征。研究采用Cell Counting Kit8（CCK8）法分别检测了在暗室条件、光照条件以及不同强度的弱稳恒磁场作用下，用终值质量浓度为50 μg/mL纳米颗粒处理HL60细胞活性，试验结果表明：在暗室条件下，药物质量浓度为50 μg/mL,与HL60细胞共同孵育12 h后，
BiFeO
3
@TiO
2
复合纳米颗粒随着TiO
2
外壳厚度增加，细胞的暗室相对存活率从78%增加到85%；在光照条件下，有弱稳恒磁场作用的BiFeO
3
与TiO
2
质量比为12的BiFeO
3
@TiO
2
复合纳米颗粒对HL60细胞的PDT灭活效率最高达到78%，弱稳恒磁场环境增强了对HL60细胞的PDT灭活效率，这为对弱稳恒磁场环境下的光动力疗法治疗白血病肿瘤细胞的临床应用提供了参考。
2020 Vol. 29 (2): 128-134 [
摘要
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893
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135
全梅芳，彭金莉，何昊城, 夏立秋, 丁学知
两株苏云金芽胞杆菌晶体与芽胞形成过程的细胞学对比分析
苏云金芽胞杆菌（Bt）中绝大多数杀虫晶体蛋白（ICPs）的表达依赖于芽胞形成，为了从细胞水平研究晶体与芽胞形成之间的关系，本文选用Bt 4.0718与工程菌Bt ΔleuB为研究对象，利用FM464对不同生长阶段的菌体细胞染色，并用激光共聚焦扫描显微镜进行了对比观察和分析。结果显示,Bt 4.0718芽胞的发育依次经历了不对称隔膜和内吞形态学阶段后，能顺利进入下一个发育阶段，直至完成芽胞发育过程后母细胞凋亡裂解；而Bt ΔleuB细胞进入不对称隔膜期的时间明显延迟，且芽胞发育被阻滞于内吞阶段，伴胞晶体形成最早于不对称隔膜期可见，并且晶体体积继续增大直至细胞死亡。qRTPCR结果显示，σE、
spoIIR和spoIIGA的高水平转录是维持Bt ΔleuB细胞中ICPs正常表达的关键因素。本研究结果对进一步揭示晶体与芽胞形成之间的关系及构建性状优良Bt工程菌具有一定的参考价值。
2020 Vol. 29 (2): 135-141 [
摘要
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929
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142
梅启升，陈玉芳，吴振聪，王 敏
基于病灶图像特征提取的光动力治疗方案
识别和分析病灶区域是光动力治疗的一个重要环节。以鲜红斑痣疾病为例，光动力治疗是利用光、光敏剂和分子氧对病变细胞进行强烈的光动力作用，让活性氧杀死病变细胞，最终达到治疗疾病的目的。传统的治疗方案存在病灶区域无法精确诊断、无法精准治疗和总体治疗成本较高等问题。本研究方案设计了一款用于照射治疗鲜红斑痣的窄光谱LED光源，根据病灶特征计算病灶区域分布与病灶程度，最后根据计算结果制作非均匀透射密度的胶片，用于精准调控治疗光源强度。试验结果显示,图像特征提取技术、设计的光源和胶片能够解决光动力治疗中无法精确诊断、无法精准治疗和治疗光源均匀性等问题，在试验描述的鲜红斑痣治疗方面具有广阔的应用前景。
2020 Vol. 29 (2): 142-147 [
摘要
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798
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148
于静芳，尹润竹，周〓俊
拟南芥不同组织细胞对DAPI染色的差异分析
4’，6二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）作为一种DNA特异性荧光染料，在荧光显微观察各种生物细胞中得到了广泛应用。然而，植物不同组织细胞响应DAPI染色目前仍缺乏比较系统的表征。本文利用模式植物拟南芥，探究了其各个组织细胞对DAPI染色的差异。首先我们构建了一个细胞核定位的稳转基因植物UBQ10∶BAG5eYFP。接下来的试验发现在非固定的BAG5-eYFP植物活细胞中，只有表皮细胞和叶肉细胞能被DAPI染色。相比于叶绿体，线粒体中的DNA对DAPI染色较为敏感，表现出DAPI荧光和线粒体marker CoxIV-RFP很好的共定位。多聚甲醛固定之后，根部分生区、气孔保卫细胞能被DAPI染色。这些结果表明，拟南芥不同组织细胞对DAPI染色呈现出很大的差异。叶片表皮细胞和叶肉细胞对于探究植物活体细胞核的研究将会是一个很好的模型。
2020 Vol. 29 (2): 148-152 [
摘要
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153
李志伟，周号悦，刘湘粤，何 漪，丁小凤，胡灵玉
骨髓间充质干细胞培养液促进STAT3磷酸化诱导Raw264.7细胞向M2型极化
炎症性疾病的发生是当今临床医学攻克的重点。M1型巨噬细胞分泌炎症因子产生炎症，而M2型巨噬细胞分泌抑炎因子抑制炎症的发生。M1型巨噬细胞向M2型极化，则是从炎症状态转变成抑制炎症发生的状态，因此研究巨噬细胞向缓解炎症的M2型极化将有利于炎症性疾病的治疗。本研究利用骨髓间充质干细胞（BMSC）培养液处理已被脂多糖（LPS）诱导呈M1型的Raw264.7巨噬细胞，探究骨髓间充质干细胞培养液（BMSCCM）对巨噬细胞向M2型极化的影响及其分子机制。提取来源于3周龄C57BL/6鼠的骨髓间充质干细胞；再收集BMSCCM处理M1型的Raw264.7巨噬细胞；半定量PCR检测M1型标记基因［肿瘤坏死因子α（TNFα）和诱导型一氧化氮合酶（INOS）］和M2型标记基因［精氨酸酶1（ARG1）和转化生长因子β1（TGFβ1）］mRNA表达以及白介素10（IL10）mRNA表达水平；Western蛋白质印迹法检测信号传导及转录激活蛋白3（STAT3）和磷酸化STAT3（pSTAT3）的表达。本研究发现,经过BMSCCM培养后的M1型的Raw264.7巨噬细胞，其M2型相关指标ARG1和TGFβ1 mRNA水平明显上升，并且IL10 mRNA水平和pSTAT3蛋白水平也明显上升。这些结果说明,骨髓间充质干细胞培养液通过IL10/STAT3信号通路促进STAT3磷酸化，诱导巨噬细胞Raw264.7细胞向M2型极化。
2020 Vol. 29 (2): 153-160 [
摘要
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161
陈 钢，于 洋，王林娥
慢性鼻鼻窦炎伴鼻息肉基因表达谱的生物信息学分析
本研究从美国国立生物信息中心（NCBI）的子数据库基因表达数据库（GEO）
中选择基因表达谱GSE36830数据集，采用GEO2R筛选正常钩突和鼻息肉组织之间的差异表达基因（DEGs），对关键通路和差异表达基因进行数据库挖掘和分析，经筛选后的差异表达基因采用戴维在线工具对其进行基因本体富集分析（GO）、京都基因和基因组百科全书（KEGG）分析，然后将DEGs导入String数据库进行蛋白质互作网络分析，绘制差异表达基因互作网络图，将其数据导入Cytoscape软件中，筛选网络中心节点和关键基因，分析关键子网络。共筛选出699个DEGs，其中475个基因为上调表达基因，224个基因为下调表达基因。在GO分析中，针对生物过程，上调的DEGs包括：炎症反应、免疫反应、细胞趋化性、炎症反应的正向调节和细胞的粘附等；下调的DEGs主要参与：唾液分泌、生物矿物组织发展、细胞氨基酸生物合成过程、视网膜内稳态及离子跨膜转运等。在KEGG分析中，上调的DEGs主要在参与造血细胞系、细胞因子细胞因子受体相互作用、破骨细胞分化、趋化因子信号通路、癌症中的转录失调、哮喘、金黄色葡萄球菌感染等信号通路中富集，而下调的DEGs在唾液腺分泌及胆汁分泌信号通路中富集。差异表达基因互作网络图筛选出前10个关键基因:ITGAM、IL10、CD86、TLR8、ITGAX、CCL2、CCR7、SRC、EGF 及ITGB2。本研究得到了一组鼻息肉差异表达基因的生物信息学分析结果，但仍需进一步用基础试验来验证。本文分析的结论为慢性鼻鼻窦炎、鼻息肉的研究提供了新的研究方向，也为鼻息肉发病机制研究的思路提供了一定的建设性作用。
2020 Vol. 29 (2): 161-167 [
摘要
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168
申田宇，陈力力,刘 焱，刘 金,陈 欢，张立钊，蒋立文
腐败变质鸡蛋内容物细菌群落多样性分析
为研究腐败变质鸡蛋内容物细菌群落，本研究以蛋白液化（J）、发臭（JC）的鸡蛋为样品，鸡蛋内容物细菌基因组DNA为模板进行16S rDNA（V4+V5）区域Miseq测序、多样性指数分析及物种组成分析。结果表明，J样品和JC样品分别得到了42 550条和38 477条高质量序列，可归为19个操作分类单元（OTU），分属于2门、14科、19属、23种；多样性指数分析表明J样品的细菌丰度小于JC样品，而群落多样性高于JC样品。两样品的优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的柠檬酸杆菌属（Citrobacter）、沙雷氏菌属（Serratia）和莫拉菌科（Moraxellaceae）不动杆菌属（Acinetobacter）、假单胞菌科（Pseudomonadaceae）假单胞菌属（Pseudomonas）细菌以及厚壁菌门（Firmicutes）芽孢杆菌科（Bacillaceae）芽孢杆菌属（Bacillus）和肉杆菌科（Carnobacteriaceae）肉杆菌属（Carnobacterium）的细菌；其中，J样品中芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度最大（40.10%），但在种水平上未分类；而JC样品中主要是柠檬酸杆菌属（Citrobacter）相对丰度最大（81.23%），多为吉伦氏柠檬酸杆菌（Citrobacter gillenii）、埃希氏志贺氏菌属（EscherichiaShigella）和肠球菌属（Enterococcus）等序列极少，丰度很低；在种水平上23个种中，有14个种为未分类或未培养，同一个种分属于不同OTU。本研究得出，腐败变质鸡蛋内容物细菌种群复杂，其菌群组成及丰度能对鸡蛋腐败变质造成影响，为进一步研究鸡蛋主要腐败菌及其控制提供了参考。
2020 Vol. 29 (2): 168-175 [
摘要
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936
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176
曾 婷，付贵芳，谢缤灵，杜 涵，谢华平，印遇龙
斑马鱼miR-196a-1基因敲除品系的构建
microRNA（miRNA）是一类内生的、长度约为19~23个核苷酸的非编码RNA，通过影响mRNA的稳定性和翻译，来参与基因表达的转录后调控。生物信息学分析表明该基因在各个物种中高度保守。为了阐明该基因在肠道发育中的作用，本文利用Cloning free CRISPR/Cas9基因编辑技术构建miR-196a-1基因敲除的斑马鱼品系。首先通过分析软件筛选出斑马鱼miR-196a-1基因的两个敲除位点，两个敲除位点相隔132 bp，利用PCR技术扩增miR-196a-1的向导DNA，再以向导DNA为模板转录得到miR-196a-1的sgRNA，将miR-196a-1基因的sgRNA和Cas9蛋白共同注射到斑马鱼胚胎1细胞期胚胎中。斑马鱼胚胎发育到36 hpf后进行基因编辑的有效性检测，研究结果显示,miR-196a-1基因出现102 bp碱基的缺失，表明CRISPR/Cas9系统对miR-196a-1基因的敲除有效。对其F0代、F1代、F2代进行筛选，成功获得斑马鱼miR-196a-1基因敲除品系，为研究miR-196a-1在肠道发育中的作用奠定了基础。
2020 Vol. 29 (2): 176-182 [
摘要
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997
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183
任文燕，郝月茹，李润植，周雅莉，杨宏斌，王计平
紫苏Pfgpat9基因的鉴定与功能分析
甘油三磷酸酰基转移酶（GPAT）是三酰甘油（TAG）合成过程中的关键酶。本研究从油料作物紫苏中筛选鉴定得到甘油三磷酸酰基转移酶基因
Pfgpat9
，并揭示其编码蛋白特征及基因功能。从紫苏转录组数据库中筛选获得gpat9基因片段，以优选品种‘晋紫苏1号’为材料，通过RTPCR技术克隆获得该基因的开放阅读框（ORF）全长序列，命名为Pfgpat9；利用实时荧光定量PCR方法分析Pfgpat9基因在紫苏根、茎、叶、花及不同发育时期种子（开花后10、20、30、40 d）中的组织表达特性；通过双酶切将紫苏Pfgpat9基因完整的ORF序列连接到酵母表达载体pYES2.0上，将重组质粒转化至野生型酵母菌株INVSc1和缺陷型酵母gat1,并验证该基因的功能。结果显示：紫苏Pfgpat9基因ORF为1 116 bp，共编码371个氨基酸，理论等电点pI为8.96，不稳定系数为46.67，亲水性系数为-0.108，是一种亲水性不稳定蛋白。紫苏Pfgpat9基因具有典型的GPAT9功能结构域，包含3个典型的跨膜螺旋区；多序列比对分析表明，紫苏PfGPAT9蛋白与油橄榄、茶树和向日葵GPAT9蛋白的亲缘关系较近；qRT-PCR分析显示Pfgpat9基因在紫苏不同组织中均表达，在种子发育不同时期表达量呈先升高后降低趋势，在开花后20 d表达量达到最高；酵母转化结果表明，转Pfgpat9基因野生型酵母和转Pfgpat9基因缺陷型酵母总脂含量均提高，且C16∶0、C16∶1含量均有所提高。研究表明,Pfgpat9基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用，这为进一步通过基因工程及转基因技术改良紫苏品质提供了新的方向。
2020 Vol. 29 (2): 183-192 [
摘要
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3290
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激光生物学报
编辑部公告
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国际先进光电材料、技术与应用会议
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国际先进光电材料、技术与应用大会
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第五届国际光电子与微电子技术及应用大会暨国际工程科技战略高端论坛
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第四届国际光电子与微电子技术及应用大会
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战胜疫情，我们在一起！《防疫病 三字经——新型冠状病毒公众防护指南》
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《激光生物学报》杂志编辑部关于虚假网站的严正声明
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关于《激光生物学报》审稿费取消通知
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