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激光生物学报
 
2021年 30卷 6期
刊出日期：2021-12-28
目录
研究进展
研究论文
   
 目录
1
目次
2021 Vol. 30 (6): 1-2 [摘要] ( 885 ) [HTML 1KB] [PDF 1089KB] ( 2884 )
1
《激光生物学报》2021年第30卷总目次
2021 Vol. 30 (6): 1-6 [摘要] ( 823 ) [HTML 1KB] [PDF 1123KB] ( 3457 )
 研究进展
481 孔欣，张兴超，郭珊珊，王寒秋，吕志伟，薛艳玲，修俊山，赵岳，刘慧强
X射线诱导声学计算机断层成像技术及其生物医学应用进展
摘　要：X射线诱导声学计算机断层成像（XACT）作为近几年来发展起来的生物医学成像手段之一，因其具有低X射线辐射剂量、快速三维成像以及多角度可选采集等优点而受到广泛的欢迎，在生物医学成像方面具有很大的发展潜力。本文总结了XACT的发展背景及研究进程，并对成像原理进行了详细阐述，然后分别对基于单元探测器、环形探测器、半球形探测器以及平面矩形探测器的四种成像模式进行了系统的介绍，同时简单介绍了该技术在乳腺、前列腺及骨密度成像等生物医学领域中的应用。最后，我们对该技术在X射线剂量监控、质子治疗过程监控以及与同步辐射光源结合进行多模态成像等方面做出展望。多模态成像提供的多维、多尺度的影像学信息将为相关疾病的早期发现、诊断以及治疗监控、效果评估等提供重要参考。
关键词：X射线；诱导声；断层成像；医学成像；多模态成像
中图分类号：O434                              文献标志码：A                  DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.001
2021 Vol. 30 (6): 481-488 [摘要] ( 979 ) [HTML 1KB] [PDF 4364KB] ( 3703 )
489 韩雅茹，马　啸，刘智明，郭周义，钟会清
低强度激光治疗技术在“三高”中的应用和研究进展

摘　要：低强度激光治疗（LLLT）是一种通过低强度激光照射相关皮肤、穴位等人体部位治疗心脑血管疾病、缓解疼痛、促进伤口愈合的新型物理方法。它能够刺激线粒体呼吸链的复合物Ⅳ（细胞色素c氧化酶）并增加腺苷三磷酸酯、活性氧化物、一氧化氮等物质的合成，有助于定向调节细胞行为。高血压、高血糖和高血脂（三高）是最常见的血液疾病，其导致的血液各参数的变化将引起其他脏器功能异常。目前，“三高”的发病群体数量日益增加，患者偏年轻化，因此迫切需要一种便携有效的治疗技术来应对该疾病。近年来研究发现，LLLT在血液系统疾病中有明显的作用，能有效降低高血压。此外，LLLT还可以调节血糖，并对因血糖过高导致的相关并发症起到一定的改善，同时还可调节血脂的浓度，但更多的应用侧重于前两者。这种治疗技术具有无创和便携等优势，因此有望成为新的治疗方法。本文将对有关LLLT技术在“三高”中的应用及相关的机制进行综述。
关键词：低强度激光治疗；光生物调节；高血压；高血糖；光子中医
中图分类号：R318.51                          文献标志码：A                       DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.002
2021 Vol. 30 (6): 489-493 [摘要] ( 1298 ) [HTML 1KB] [PDF 1269KB] ( 3941 )
494 王智勇，宋　凯，郝祥蕊，张红艳，何亚文
细菌中脂肪酸β-氧化途径与机理的研究进展
摘  要：生物体能够合成脂肪酸，它们以不同链长、化学构型和功能存在于体内，参与生物体合成代谢、能量代谢、信号传导等重要的生理活动。生物体能通过不同氧化途径分解和利用脂肪酸，其中β-氧化是真核生物和原核生物中脂肪酸降解的主要途径。脂肪酸β-氧化机理在大肠杆菌中研究得最为广泛和深入。本文首先以大肠杆菌为重点对象，介绍了细菌脂肪酸β-氧化机制的最新研究进展。在此基础上，以植物病原黄单胞菌为代表，介绍了DSF-家族群体感应信号分子（一类中链不饱和脂肪酸）的降解途径和调控机理。基于目前的研究结果，进一步预测了超长链脂肪酸、3-位甲基脂肪酸、2-/3-位双键不饱和脂肪酸和多双键不饱和脂肪酸β-氧化途径中可能需要的特殊酶，并展望了本领域有待深入研究的关键科学问题。本综述为进一步深化脂肪酸β-氧化与细菌致病性相关机理研究提供了坚实的基础。
关键词：细菌；脂肪酸；β-氧化；DSF群体感应信号；细菌致病性
中图分类号：Q935                    文献标志码：A              DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.003
2021 Vol. 30 (6): 494-504 [摘要] ( 1957 ) [HTML 1KB] [PDF 2804KB] ( 5193 )
 研究论文
505 李方一，李锦卫，黄　璜，官　梅，官春云
单株油菜叶面积田间无损测量方法和策略研究
摘  要：为了实现单株油菜叶面积“无损、高精确度和高效率”的测量目标，提出了一套综合运用图像处理法、叶面积仪法、系数回归法（叶长宽积，以下缩写为L×W）和纸样称重法四种方法的单叶累加测量策略，并开展了相应的实证研究。测量精确度分析结果表明，图像处理法、叶面积仪法、系数回归法（L×W）均可实现油菜叶面积的田间无损精确测量，其中测量精确度图像处理法最高，叶面积仪法次之，系数回归法（L×W）最低，测量误差分别为2.94%、4.47%、6.01%。图像处理法测量叶面积，对于因拍摄角度差异造成的测量误差不明显。同一方法不同生育期建立相应校正模型更有利于精确的测量。测量效率分析结果表明，叶面积仪法测量效率最高，系数回归法（L×W）次之，图像处理法最低，但在人力可接受范畴内。结合不同生育期叶数和叶形特点，并科学处理“高精确度”和“高效率”之间的关系，制订了一个测量方案，叶宽大于12 cm的长柄叶主要通过图像处理法进行测量，叶宽小于12 cm的短柄叶、无柄叶主要以叶面积仪法测量，所有叶通过系数回归法（L×W）测量，用于少数残缺或漏测叶片的补充及对其他方法测量结果作对比分析，通过纸样称重法校正模型进行校正。该方案可为单株油菜叶面积田间无损测量提供技术支撑。
关键词：油菜叶面积；无损测量；图像处理法；叶面积仪法；系数回归法（L×W）
中图分类号：S126                             文献标志码：A              DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.004
2021 Vol. 30 (6): 505-517 [摘要] ( 1041 ) [HTML 1KB] [PDF 5585KB] ( 3624 )
518 黄　晶，张艺晴，徐　瑶，邓礼易，吴涛峰，杨大诚，高伟健，蓝银涛，周梦宇，邱　婷，王俐梅，张　建
OCT成像辅助的视网膜母细胞瘤斑马鱼模型构建的新方法及活体评价
摘　要：视网膜母细胞瘤（RB）严重损害儿童视力健康与生命安全。本研究建立了一种光学相干层析成像（OCT）辅助的RB斑马鱼模型构建的新方法，并利用OCT对RB细胞在眼内的分布与存活状态进行活体评估。试验随机选取了24条正常斑马鱼作为研究对象，其中21条鱼用于构建RB斑马鱼模型，具体做法是在OCT实时成像下，通过针剂注射带荧光的RB细胞到其玻璃体内部，剩余3条鱼作为对照。细胞注射后的0、24、48、72 h观察RB细胞的分布与存活状态，同时，建模前后都对斑马鱼的眼睛进行体视荧光显微镜（SFM）成像，以作为对照。结果表明，OCT可高分辨率且大深度地显示斑马鱼玻璃体内RB细胞的三维分布，OCT图像分析可以定量说明RB细胞的数量变化情况，且OCT结果与SFM结果高度匹配。综上所述，斑马鱼模型与OCT成像技术结合的策略有望为RB疾病研究提供新的方法和装备。
关键词：视网膜母细胞瘤；斑马鱼；光学相干层析成像；玻璃体；患儿
中图分类号：R-332                             文献标志码：A              DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.005
2021 Vol. 30 (6): 518-525 [摘要] ( 957 ) [HTML 1KB] [PDF 3491KB] ( 3352 )
526 周丹云，吴俊文，蒋　情，王庆林，刘如石，全梅芳
基于荧光素酶的抗巨细胞病毒体外药物筛选模型的建立及应用
摘　要：人巨细胞病毒（HCMV）感染是常见的病毒性疾病，目前无有效的疫苗，故抗病毒药物筛选对HCMV的治疗具有重要意义。为了构建一种抗巨细胞病毒体外药物快速筛选模型，本研究以带有荧光素酶标签的鼠巨细胞病毒细菌人工染色体（Luc-MCMV-BAC）为基础，将其转染至小鼠成纤维细胞NIH-3T3，成功获得重组病毒Luc-MCMV，且其能够在细胞中稳定发光。噬斑法测定的病毒生长曲线显示，Luc-MCMV与野生型病毒Wt-MCMV具有相似的生长动力学，说明Luc-MCMV 能够反映Wt-MCMV的生长状况，可用于后续抗病毒药物的筛选评价。进一步选用更昔洛韦（Ganciclovir）作为阳性对照药物，应用该体系对6种中药单体进行了筛选，结果显示黄芩素和黄芪甲苷具有抗MCMV活性，为抗HCMV药物的筛选奠定了前期基础。
关键词：巨细胞病毒；重组病毒；抗病毒药物筛选；荧光素酶；筛选模型
中图分类号：R392.9                           文献标志码：A                      DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.006
2021 Vol. 30 (6): 526-532 [摘要] ( 1003 ) [HTML 1KB] [PDF 3114KB] ( 3490 )
533 游文萍，张东升，刘昭霖，宗毓铮，郝兴宇，李　萍
糜子不同品种的光合能力和源库关系类型对产量形成影响的研究
摘　要：C4糜子（Panicum miliaceum L.）具有较强的抗旱性，在干旱和半干旱地区被广泛种植。不同糜子品种产量形成与其光合作用以及源库关系密切相关。目前关于糜子光合作用和源库关系与其产量变异之间关系的研究仍然缺乏。本研究通过田间试验测定了半干旱地区9个糜子品种的气体交换参数、叶绿素荧光动力学参数、单株叶面积（LA）、干物质量、收获指数（HI）、产量及产量构成因素，研究了不同糜子品种光合作用和源库关系对产量形成的影响。结果表明，高光利用能力（Pmax较大）的糜子表现出明显的遗传变异，而弱光利用能力（α较小）的糜子则没有。不同品种糜子水分利用效率（WUE和iWUE）与产量表现出显著的正相关性，而单叶净光合速率（Pn）与产量则没有这种相关性，这能够作为糜子品种选育的目标性状。糜子源库关系遗传变异显著，供试品种根据源库关系的差异可以分成源大库小型、源小库大型和源库关系平衡型。具体表现为：源小库大型品种叶光合速率和单株叶面积较低，源限明显，产量较低（如内蒙古红糜子），但光合潜力较大；源大库小型品种虽然叶光合速率和单株叶面积较大，干物质量较大，但HI显著较低，库限明显（如白黍子），产量较低；源库平衡型品种叶光合速率、单株叶面积和HI都较高，具有较好的源库关系，产量明显较高，如靖远中集青糜、宁糜14，而且该类型品种的蒸腾速率和水分利用效率显著高于其他糜子品种。该研究结果将有利于辅助糜子的育种工作。
关键词：糜子；库源关系；光合特性；叶面积；产量构成因子
中图分类号：S516                              文献标志码：A                  DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.007
2021 Vol. 30 (6): 533-540 [摘要] ( 860 ) [HTML 1KB] [PDF 2164KB] ( 3212 )
541 潘　越，宋武琦，张凤民，刘海亮
630 nm LED照射阻滞STAT1核转位抑制M1型巨噬细胞极化
摘　要：M1型巨噬细胞为经典活化型巨噬细胞，可分泌多种促炎因子和趋化因子促进炎症的发展。我们前期研究已经证明，630 nm发光二极管（LED）照射能抑制巨噬细胞释放炎症因子，然而，630 nm LED对巨噬细胞极化的调控作用及其分子机制尚不清楚。在本研究中，我们评估了630 nm LED照射对单核细胞（THP-1）来源的M1型巨噬细胞极化的影响，探讨了其对M1型巨噬细胞极化的作用机制。体外培养THP-1细胞，用佛波酯（PMA）将其诱导成巨噬细胞。用脂多糖（LPS）和干扰素-γ（IFN-γ）处理巨噬细胞，使其极化成M1型巨噬细胞，极化的同时用波长为630 nm、功率密度为40.02 mW/cm2的LED对其进行照射。采用噻唑蓝（MTT）法、细胞计数试剂盒（CCK-8）法和乳酸脱氢酶（LDH）活性检测试剂盒检测细胞活力，用实时定量PCR法检测M1型巨噬细胞相关因子mRNA的表达水平，采用免疫印迹和细胞免疫荧光检测M1型巨噬细胞中STAT1的核转位。结果显示，M1型巨噬细胞经630 nm LED照射后，其活性未受影响，但M1型巨噬细胞相关因子干扰素调节因子5（IRF5）、趋化因子配体9（CXCL9）、CXL10、CXCL11 mRNA的表达水平显著降低，并且阻滞转录因子STAT1向核内转移。综上所述，630 nm LED照射可通过阻滞STAT1核转位抑制M1型巨噬细胞极化，此研究可能对治疗巨噬细胞极化相关疾病提供新的思路。
关键字：发光二极管；M1型巨噬细胞极化；单核细胞；STAT1；核转位
中图分类号：R318.51                 文献标志码：A             DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.008
2021 Vol. 30 (6): 541-547 [摘要] ( 1024 ) [HTML 1KB] [PDF 2319KB] ( 3814 )
548 栾小敏，路海艳，武笑影，齐　峰，毕良佳
血卟啉单甲醚介导的光动力抗微生物化疗法对牙龈卟啉单胞菌体外杀菌效果的研究
摘　要：为了研究血卟啉单甲醚（HMME）介导的光动力抗微生物化疗法（PACT）对牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）的杀菌效果，采用荧光分光光度计观察HMME光照后产生活性氧的荧光量，后采用平板菌落计数法检测HMME介导的PACT对牙龈卟啉单胞菌的体外杀菌效果，并用激光共聚焦显微镜（CLSM）观察各组处理后死活菌的分布情况，使用电泳光散射法检测HMME与牙龈卟啉单胞菌的zeta电位。结果表明：HMME在光照下主要产生单线态氧（P<0.05），其介导的PACT组细菌存活率明显下降，与对照组相比有统计学差异（P<0.05）；CLSM观测PACT组发现大量红色荧光，说明HMME介导PACT可有效杀灭牙龈卟啉单胞菌，HMME与牙龈卟啉单胞菌均为负电位，影响二者结合。HMME介导的PACT可有效杀灭牙龈卟啉单胞菌，为PACT应用于临床治疗牙周炎提供了试验依据，也表明后期需要研发带正电荷的新型光敏剂，以提高光动力杀菌效果。
关键词：牙龈卟啉单胞菌；血卟啉单甲醚；光动力抗微生物化疗法；牙周炎；激光
中图分类号：Q935　         　  　　文献标志码：A                    DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.009
2021 Vol. 30 (6): 548-552 [摘要] ( 921 ) [HTML 1KB] [PDF 2222KB] ( 3271 )
553 李燕雏，沈　兰，王　丹，李　平
利用拉曼光谱对Ⅲ、Ⅳ级脑胶质瘤诊断和分级的研究
摘　要：激光拉曼光谱是一种可以作为诊断组织分子结构的物理探针，具有辅助诊断良恶性肿瘤和判断预后的作用。本研究探索应用激光共聚焦拉曼光谱对脑胶质瘤进行快速诊断与分级，辅助用于术中及术后胶质瘤诊断与鉴别诊断。本研究使用Renishaw InVia激光共聚焦拉曼光谱仪，采用514 nm激发光源，测量新鲜Ⅲ、Ⅳ级人脑胶质瘤组织及正常人脑组织样本共计14例。结果显示：采用绝对峰位移比较、特征峰位移比值、聚类分析等方法分析激光共聚焦拉曼光谱检测数据，证实正常脑组织与脑胶质瘤组织在1 664、2 852、2 882和2 930 cm–1处表现出明显的拉曼位移差异；Ⅲ级、Ⅳ级脑胶质瘤组织之间亦在1 235、1 260、1 311、1 360、1 583、1 660、3 160和3 300 cm–1处表现出明显的拉曼绝对位移差异，并在I1 660/I1 583、I1 311/I1 360、I1 235/I1 360等处表现出显著的、具有诊断意义的相对位移差异。综上，利用激光共聚焦拉曼光谱能区分脑胶质瘤与正常脑组织，鉴别诊断Ⅲ、Ⅳ级脑胶质瘤分级准确率可达86%。因此，激光共聚焦拉曼光谱是一种可行、准确的对脑胶质瘤进行诊断与分级的辅助手段。
关键词：激光共聚焦拉曼光谱；Ⅲ/Ⅳ级脑胶质瘤；拉曼位移差异；诊断；分级
中图分类号：R739.41                         文献标志码：A          DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.010
2021 Vol. 30 (6): 553-558 [摘要] ( 955 ) [HTML 1KB] [PDF 1901KB] ( 3296 )
559 巫　青，杨尚霖，陈俊鹏，谢学羿，温顺前
肝癌条件培养基对血管内皮细胞形貌和超微结构的影响
摘　要：为观察肝癌细胞（HepG2）条件培养基对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）形貌和超微结构的影响，建立HepG2细胞条件培养基（HepG2-CM）与HUVEC细胞共培养体系。通过倒置显微镜观察HUVEC细胞形态的变化，通过扫描电镜（SEM）检测HUVEC细胞超微结构的变化，通过原子力显微镜（AFM）分析细胞膜表面粗糙度的变化。对照组细胞之间紧密依靠，细胞膜边缘平整，细胞黏附排列致密；HepG2-CM组细胞之间连接疏散，细胞膜边缘模糊，细胞黏附减弱，两组细胞膜表面高低差（Rp-v）为（454.83±29.99）nm和（501.28±11.78）nm，P=0.028；均方根粗糙度（Rq）为（32.84±4.70）nm和（45.03±3.84）nm，P=0.007；平均粗糙度（Ra）为（25.06±4.09）nm和（34.39±3.58）nm，P=0.014；平均高度（Meant Ht）为（204.03±11.65）nm和（301.48±12.80）nm，P=0；中位数高度（Median Ht）为（206.55±7.46）nm和（313.25±5.89）nm，P=0。结果表明，HepG2-CM能诱导HUVEC细胞黏附减弱，细胞之间连接疏散，“伪足”样突起形成，细胞膜表面粗糙度增加。该研究有助于我们进一步理解肿瘤微环境中血管内皮细胞生物学行为，为抗肿瘤血管生成的研究提供思路。
关键词：肝癌细胞；肿瘤条件培养基；血管内皮细胞；超微结构；肿瘤微环境
中图分类号：R73-3                            文献标志码：A              DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.011
2021 Vol. 30 (6): 559-564 [摘要] ( 919 ) [HTML 1KB] [PDF 3078KB] ( 3334 )
565 胡红蕾，于心田，孙冬冬，刁娟娟
防己黄芪汤治疗小儿肾病综合征的网络药理学机制分析
摘　要 ：通过网络药理学与分子对接的方法研究防己黄芪汤治疗小儿肾病综合征（NS）的作用机制。系统检索TCMSP平台获取防己黄芪汤的有效活性成分78个、作用靶点206个，并依据Uniprot已载入的基因名称规范靶点的名称。通过检索OMIM、DisGenet数据库获取小儿肾病综合征的作用靶点，对收集到的疾病靶点进行去重整理并通过Uniprot数据库进行规范后，共收集到疾病靶点1 754个。通过韦恩在线平台绘制韦恩图，获取药物和疾病的共同靶点48个。通过Cytoscape软件绘制防己黄芪汤活性成分-药物-疾病共同作用靶蛋白网络，依据自由度值选取关键活性成分槲皮素、7-O-甲基-异微凸剑叶莎醇、山奈酚、美迪紫檀素、4′，-甲氧基光甘草定。将药物疾病共有靶点导入String平台，获取蛋白互作网络，并通过Cytoscape软件对蛋白互作网络进行拓扑分析和网络子模块分析，得到核心靶点AKT1、MYC、TP53。通过Metascape平台对公共作用靶点进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析，发现主要涉及到的生物过程有循环系统、细胞应激、生长调节、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调节、白细胞分化等，与小儿肾病综合征有关的通路主要有MAPK信号通路和PI3K-Akt信号通路。通过AUTODOCK软件对关键靶点和关键成分进行分子对接，结果均小于-5.0 kcal/mol。经过分析发现，防己黄芪汤对于小儿NS的治疗主要依赖于MAPK和PI3K-Akt两条信号通路，并且通过槲皮素、7-O-甲基-异微凸剑叶莎醇、山奈酚、美迪紫檀素、4′，-甲氧基光甘草定等活性成分作用于MYC、AKT1靶蛋白，同时需要循环系统、细胞应激、生长调节、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调节、白细胞分化等多种生物过程的参与来实现多成分、多靶点、多层次、多途径复杂的综合调控。该研究为防己黄芪汤进一步的研究和临床应用提供了参考依据。
关键词：防己黄芪汤；小儿肾病综合征；网络药理学；分子对接；作用机制
中图分类号：R272                             文献标志码：A                      DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2021.06.012
2021 Vol. 30 (6): 565-576 [摘要] ( 1114 ) [HTML 1KB] [PDF 9464KB] ( 4560 )
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