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激光生物学报
 
2022年 31卷 2期
刊出日期：2022-05-19
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研究进展
研究论文
   
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1
目次
2022 Vol. 31 (2): 1-2 [摘要] ( 1005 ) [HTML 1KB] [PDF 991KB] ( 3900 )
 研究进展
97 刘慧宇，李　汶，刘子璇，李　肖，黄延芹
线粒体相关内质网膜调控糖尿病胰岛β细胞内质网应激机制的探讨
摘　要：2型糖尿病（T2DM）是临床常见的内分泌紊乱疾病之一，以胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足为主要病理特征。T2DM致病机制复杂，其与内质网应激（ERS）、线粒体氧化应激、细胞凋亡等密切相关，但具体机制尚未明确。内质网-线粒体结构偶联又称线粒体相关内质网膜（MAM），对细胞内钙离子（Ca2+）分布有着直接或间接的调控作用，且Ca2+对于细胞内环境的稳态具有重要意义。持续的ERS导致MAM结构受损，使其调控内质网、线粒体释放和摄取Ca2+的能力下降。线粒体中过度蓄积的Ca2+会激活氧化应激，加剧ERS，进而启动胰岛β细胞的凋亡程序。在外周组织中发生ERS则会产生胰岛素抵抗，最终导致T2DM的发生与发展。该文介绍了在ERS过程中MAM结构的调控作用以及与胰岛素抵抗发生的关联性，为T2DM的临床治疗和致病机制的探究提供了依据。
关键词：2型糖尿病；内质网应激；线粒体相关内质网膜；氧化应激；钙离子
中图分类号：R587.1                          文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.001
2022 Vol. 31 (2): 97-103 [摘要] ( 826 ) [HTML 1KB] [PDF 1552KB] ( 3556 )
 研究论文
104 胡嘉参，阴慧娟，董晓曦，方　翔
光学参数对LED光疗抑制口腔疾病常见细菌增殖的影响
摘　要：光学参数如波长、功率密度、照射时间等可显著影响光疗的杀菌效果。本研究旨在探索LED光疗抑制口腔细菌增殖的最佳光学参数，为临床口腔细菌感染性疾病的光学治疗提供参考。将粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）菌液接种于96孔板中，用峰值波长为405 nm和455 nm的自制LED光源，以10 mW/cm2和40 mW/cm2的功率密度，在能量密度9.6～33.6 J/cm2的范围内对其进行光照，30 min后以活死菌荧光染色或平板涂布法检测光疗杀菌效果。结果发现：405/455 nm波长LED光照对两种厌氧菌均有显著的杀伤效果；牙龈卟啉单胞菌在波长为405 nm、功率密度为40 mW/cm2、光照能量为33.6 J/cm2的LED光照下达最大抑菌率（96.05±1.80）%；粪肠球菌则在波长为405 nm、功率密度为10 mW/cm2、光照能量为33.6 J/cm2时达到最佳抑菌效果（97.64±2.31）%。研究表明，适宜的光学参数可使LED光照对口腔常见致病菌产生显著的抑菌效果。在本研究条件下，波长为405 nm、照射剂量为33.6 J/cm2的参数组合效果最佳。
关键词：LED光疗；内源性光敏剂；粪肠球菌；牙龈卟啉单胞菌；口腔感染
中图分类号：Q935；R318.51                   文献标志码：A            DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.002
2022 Vol. 31 (2): 104-113 [摘要] ( 828 ) [HTML 1KB] [PDF 7087KB] ( 2572 )
114 易　斌，吴　昊，张涵旭，郭庆霞，何　军，宋　楠，张凤民，宋武琦
红光/近红外LED光疗抑制疼痛相关机制的研究
摘　要：通过分析红光/近红外LED光照射治疗（LED光疗）对外周血单核细胞中疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达影响，研究红光/近红外光生物治疗对疼痛的抑制作用。在用人单核细胞THP-1评价红光/红外光的安全剂量的基础上制备健康成年人外周血单核细胞（PBMC），进行红光/红外光照射处理后，用荧光定量PCR法检测疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达变化。结果显示，经过红光/近红外LED光疗后，与对照组相比，PBMC的CXCL12、CXCL13、CX3CL1、CCL4、CCR2、IL-4、IL-6和MMP2基因表达水平明显下调，表明红光/近红外LED光疗可通过抑制PBMC中疼痛相关趋化因子及炎症因子表达发挥抗疼痛作用。此研究可为疼痛辅助治疗提供新的思路。
关键词：红光/近红外LED光照射治疗；外周血单核细胞；趋化因子；炎症因子；疼痛
中图分类号：R318.51                          文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.003
2022 Vol. 31 (2): 114-120 [摘要] ( 936 ) [HTML 1KB] [PDF 2361KB] ( 3084 )
121 黄文强，卜会铜，裴超柱，黄明敏，谭拥军
肿瘤抗原肽M1-10的抑瘤活性研究
摘　要：基于生物信息学分析筛选出一段源于转录因子FOXM1的肿瘤抗原肽M1-10。通过淋巴细胞增殖、干扰素γ释放及细胞杀伤等试验，证实M1-10肽段可在小鼠体内诱导有效的免疫记忆，与HJURP、MELK、VEGFR1、VEGFR2来源的四种抗原肽联用可产生更好的效果。运用小鼠乳腺癌移植瘤模型和MMTV-PyMT原发乳腺癌模型开展M1-10单独或联合四种抗原肽的肿瘤预免疫试验，发现M1-10单独使用可发挥显著的抑瘤效果，联合四种抗原肽的抑瘤效果更强。总之，本研究开发了一种肿瘤抗原肽，该肽免疫原性强，单独或与其他肿瘤抗原肽联用时可实现有效的肿瘤免疫。该结论为FOXM1的抗肿瘤机制提供了进一步的见解。
关键词：肿瘤抗原肽M1-10；转录因子FOXM1；免疫记忆；肿瘤免疫；小鼠
中图分类号：Q730.3                            文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.004
2022 Vol. 31 (2): 121-128 [摘要] ( 796 ) [HTML 1KB] [PDF 4283KB] ( 2878 )
129 付伟祥，宋小超，赵利影，卢怡光，王俊东，张建海
核黄素对砷诱导小鼠心、肺、脑毒性损伤的保护效应
摘　要：本试验通过饮水途径对48只5周龄小鼠进行砷暴露和核黄素干预，设置对照组、砷处理组（20 mg/L As2O3）、核黄素处理组（20 mg/L VB2）及砷加核黄素联合组（20 mg/L As2O3+20 mg/L VB2），探究核黄素对砷致器官组织损伤的缓解作用。结果显示，与对照组相比，砷处理会引起小鼠心脏心肌纤维间隔增宽，纤维束弯曲，心肌细胞核脱落，肺泡壁增厚，肺泡腔缩小，大脑皮层细胞数量明显减少，且排列紊乱，细胞核溶解破裂，而添加核黄素显著减轻了上述损伤。因此，本研究证实了核黄素干预对砷中毒引起的心、肺和脑组织结构损伤有明显的缓解作用，进一步为砷中毒的毒理机制和防治提供了新的思路。
关键词：核黄素；砷；组织器官；毒性损伤；保护效应
中图分类号：X503.22                         文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.005
2022 Vol. 31 (2): 129-133 [摘要] ( 849 ) [HTML 1KB] [PDF 5656KB] ( 2606 )
134 廖景荣，冒菲菲，王馨云，王子琦，徐媛媛，薛双双，孙玉娟，王亚伟
基于相图下的细胞折射率与厚度双波长解耦方法
摘　要：活体细胞成像中，折射率和厚度分布的检测结果一直是细胞变异和形态分析中的重要参数。在光学相位成像中，由于细胞折射率和厚度的耦合效应，细胞的折射率不能直接被测量到，因此，细胞折射率和厚度解耦方法的研究一直是该领域研究的一个热点。对此,本文以血细胞为研究对象，基于免标三维相位成像信息，建立双波长相移方程，通过三维相位成像下的双波长相位信息分布特征和梯度分布特征分析，利用细胞介质的色散特性，得到了双波长相位分布函数表示下的均质和有核非均质样品的折射率以及厚度解耦的数学解。通过单介质模型和外胞类球形有核式模型的仿真实验，得到了折射率和外胞及内核厚度分布的结果，误差分析表明其具有较高的精准性，由此验证了本文方法的正确性。本文方法可对均质细胞（如血红细胞）和外胞类球形有核细胞（如白细胞）进行折射率和厚度分布的解耦，由此可为血细胞质量检测和亚类识别方法的研究提供一种新思路。
关键词：相位显微成像；血细胞；折射率；厚度分布；解耦方法
中图分类号：O436                             文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.006
2022 Vol. 31 (2): 134-141 [摘要] ( 1039 ) [HTML 1KB] [PDF 6104KB] ( 3184 )
142 谭志霞，张　健，吕　丹，江志钢，袁婺洲，吴秀山，叶湘漓
利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼Hand2基因敲除模型
摘　要：心脏神经脊衍生物表达转录因子2（Hand2）是bHLH家族的成员，也称为dHand、Hed和Thing2，可在人以及鼠、鸡、斑马鱼、果蝇等模式动物中表达。国内外的研究显示，Hand2主要影响右心室的发育，在维持右心室祖细胞和右心室形态发生中起关键作用。为了进一步研究Hand2基因参与心脏发育的作用机制，拟通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建斑马鱼Hand2基因敲除品系。根据生物信息学网站的分析筛选出最优的两个靶位点，设计并合成引物，利用PCR扩增得到Hand2基因sgRNA的cDNA，再转录为mRNA，将两个靶位点sgRNA的mRNA和Cas9蛋白共同注射到斑马鱼胚胎的Ⅰ-细胞期。在斑马鱼的胚胎和成鱼时期进行基因敲除的有效性检测，发现在靶位点附近有碱基的缺失和插入，表明CRISPR/Cas9对斑马鱼Hand2基因敲除是有效的。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了斑马鱼的Hand2基因敲除模型，为后期研究Hand2基因在人类疾病中的作用机制和新型治疗靶点的临床开发等奠定了基础。
关键词：斑马鱼；Hand2基因；CRISPR/Cas9；基因敲除；治疗靶点
中图分类号：Q39；Q78                       文献标志码：A                DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.007
2022 Vol. 31 (2): 142-148 [摘要] ( 869 ) [HTML 1KB] [PDF 4512KB] ( 2966 )
149 蒋婷婷，王　丹，李和沛，李燕雏
Metafer 5玻片自动扫描系统在循环肿瘤细胞检测中辅助诊断的应用
摘　要：本研究采用新建立的循环肿瘤细胞（CTCs）精准分析模块（Metafer 5）检测临床血液样本中的CTCs。为使Metafer 5能开展精准分析，针对该数字模块进行了优化。本研究纳入34例病理确诊的恶性实体肿瘤患者，通过对比4'，6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）、Rhodamie、异硫氰酸荧光素（FITC）、TexRed 四种荧光染色剂的特点筛选区域化最佳对焦荧光染料，并对比10×PA、10×PN和20×PA物镜对CTCs判定的准确性和扫描效率，优化各个荧光通道的曝光时间，选出Metafer 5 CTCs自动扫描模式下的最佳应用参数。另外，分别采用人工镜检和Metafer 5玻片自动扫描系统两种方式对CTCs进行判定。结果表明，DAPI为最适用于区域化自动对焦的荧光染料。两种物镜镜头扫描CTCs的时间分别为（114.70±22.08）及（116.50±47.38）min，10×PA物镜具有更高的CTCs识别准确度和效率。当将DAPI、EpCAM、CD45和CEP8曝光时间分别调整为0.003、0.800、0.040和0.068 s时，荧光图像最清晰，质量最佳。同时，经过最优化参数调节Metafer 5 CTCs精准扫描模块的系统较人工镜检时间缩短了73.40 min（P<0.05），较人工镜检效率有显著提高，且该模块总CTCs检出率可达100.00%，比人工镜检高了8.83%。经参数优化后的Metafer 5玻片自动扫描系统能自动、精准、快速判读血液中的CTCs，可用于CTCs辅助判读，具有很好的临床应用前景。
关键词：Metafer 5玻片自动扫描系统；CTCs全自动分析；图像处理；人工智能；辅助诊断
中图分类号：R730                              文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.008
2022 Vol. 31 (2): 149-156 [摘要] ( 867 ) [HTML 1KB] [PDF 1638KB] ( 3006 )
157 石　尧，尹美强，温银元，李露露，孙　敏，高志强
谷子SiSULTR2.1基因的生物信息学分析及其对硒、硫的响应
摘　要：硒在植物体中有非常重要的生理生化功能及作用，硫转运蛋白是主动转运硒酸盐的载体蛋白。从谷子基因组数据库中鉴定出SiSULTR2.1基因序列，并进行生物信息学分析及叶面喷施Na2SeO4、Na2SO4表达响应分析，旨在研究谷子中SiSULTR2.1基因的理化性质及Na2SeO4、Na2SO4处理表达响应，为谷子SiSULTR2.1基因的硒、硫转运机制的研究提供理论依据。SiSULTR2.1蛋白分子质量为70 374.55 Da，氨基酸数目为656个，为疏水性、非分泌蛋白，无信号肽，二级结构由α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲构成，包含硫转运蛋白所特有的STAS结构域和Sulfate-transp结构域。实时荧光定量RCR（qRT-PCR）分析发现，SiSULTR2.1具有组织表达特异性，且在谷子茎、叶片中表达量较高。Na2SeO4、Na2SO4处理后的0～96 h内均可诱导SiSULTR2.1表达。SiSULTR2.1对Na2SO4的响应较快，在12 h时达到峰值，对Na2SeO4响应较慢，处理后24 h时表达量高于对照组，之后持续增加。这一研究结果为进一步阐述SiSULTR2.1基因的硒、硫转运机制提供了依据。
关键词：谷子；硫转运蛋白；表达分析；Na2SeO4；Na2SO4
中图分类号：S515      　　　　　  文献标志码：A             DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.009
2022 Vol. 31 (2): 157-164 [摘要] ( 841 ) [HTML 1KB] [PDF 2671KB] ( 3355 )
165 罗　斐，袁颢宸，刁娟娟
过敏性紫癜关键基因的生物信息学分析及中药治疗预测
摘　要：通过生物信息学对过敏性紫癜（HSP）的差异表达miRNA进行分析，探索其调控的基因、生物过程及代谢通路，进而预测治疗HSP的潜在中药组方。运用GEO数据库对原始数据集GSE80401进行差异分析，筛选出差异表达的miRNA，通过miRwalk、TargetScan、miRDB数据库预测靶基因，基于Metascape数据库进行基因本体（GO）和pathway富集分析，利用Cytoscape软件进行关键靶点筛选。最后将关键靶点与Coremine Medical数据库相互映射，筛选治疗HSP的潜在中药组方。基于GSE样本数据预测的靶基因共有83个，关键基因为hsa-miR-3945，GO富集分析结果涉及对脂多糖的反应、对无机物的反应、凋亡信号通路、对细胞外刺激的反应等生物过程，KEGG富集结果涉及IL-17信号通路、TNF信号通路、Th17细胞分化通路、NF-κB信号通路等。中药预测发现桂枝、茯苓、赤芍、桃仁、牡丹皮可作为潜在药物来治疗HSP。显著性差异基因和潜在核心靶点的分析研究促进了对HSP发病机制的进一步理解和探索，为中医药治疗HSP提供了新的方向和临床依据。
关键词：过敏性紫癜；生物信息学；差异miRNA基因；hsa-miR-3945；中药预测
中图分类号：R272                            文献标志码：A                 DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.010
2022 Vol. 31 (2): 165-172 [摘要] ( 876 ) [HTML 1KB] [PDF 4620KB] ( 3475 )
173 贾如江，赵树山，尹清臣，刘秀丽，杨龙龙，温桂海
MCM2、MCM4、MCM10在胰腺癌中的表达和预后价值及其作用机制
摘　要：基于生物信息学分析MCM2、MCM4、MCM10在胰腺癌中的表达及其与患者预后的关系，胰腺癌组织MCM2、MCM4、MCM10的表达明显高于正常胰腺组织（P<0.05），MCM2、MCM4、MCM10 mRNA表达水平与胰腺癌患者的无病生存率（DFS）、总生存率（OS）显著相关（P<0.05）。高表达MCM2、MCM4、MCM10的胰腺癌患者总生存期较差（P<0.05）。进一步探讨MCM2、MCM4、MCM10参与胰腺癌发生发展的机制，发现MCM2、MCM4、MCM10表达与胰腺癌的发生具有明显的相关性，与其具有相互作用的蛋白有MCM5、MCM6、RPA3、RPA1、POLA2、ORC2、ORC3、DBF4、CDC6、GINS2等。MCM2、MCM4、MCM10主要富集在前复制复合体的活化、DNA复制、DNA合成、DNA复制的启动、细胞核DNA的复制、CDC6相关的复制起点识别复合物、皮瓣转移、介导通路、体温自动调节通路等信号通路中。MCM2、MCM4、MCM10在胰腺癌组织中呈现高表达，与患者预后显著相关。MCM2、MCM4、MCM10表达具有明显相关性，其构成功能模块，通过前复制复合体的活化、DNA复制、DNA合成、DNA复制的启动、细胞核DNA的复制、CDC6相关的复制起点识别复合物等生物过程参与胰腺癌细胞的发生与发展。MCM2、MCM4、MCM10在胰腺癌中功能模块的发现有望为胰腺癌的靶标治疗提供新的方向。
关键词：胰腺癌；MCM2；MCM4；MCM10；预后分析
中图分类号：R735.9                            文献标志码：A                DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.011
2022 Vol. 31 (2): 173-179 [摘要] ( 782 ) [HTML 1KB] [PDF 4613KB] ( 2805 )
180 王　超，史华平，董书言，邢　志，周雅莉，王计平，李润植
紫苏caleosin基因克隆及表达分析
摘　要：油体钙蛋白（caleosin）是参与油体合成的一类蛋白质。本研究从紫苏转录组数据库中筛选获得caleosin的PfClo1和PfClo2两个基因片段，通过表达特性分析发现，PfClo2基因在紫苏不同组织中几乎不表达，故选定PfClo1基因进行克隆及实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析，探究基因PfClo1在紫苏不同品种中的表达特性及对干旱胁迫的响应。紫苏caleosin的PfClo1基因序列分析结果表明，PfClo1基因的开放阅读框（ORF）序列为609 bp，共编码202个氨基酸，理论等电点为5.19，亲水性系数为0.678，PSORT软件预测PfClo1蛋白定位于细胞质；BLAST同源序列比对表明，PfClo1与丹参和芝麻的caleosin序列相似性较高，属于典型的caleosin家族成员；qRT-PCR分析结果表明，PfClo1基因在‘晋紫苏1号’的花和种子中均有表达，且在开花后30 d的种子中表达量最高；通过分析不同紫苏品种的差异表达发现，PfClo1基因的表达与紫苏油脂合成存在一定的正相关关系；用20%聚乙二醇（PEG）对‘晋紫苏1号’幼苗进行干旱胁迫处理后发现，PfClo1基因在胁迫处理12 h时表达量达到最高，为对照的6.78倍，推测该基因可能在紫苏干旱胁迫诱导中发挥调控作用。该研究结果为深入探究PfClo1基因在紫苏种子发育及干旱胁迫应答中的功能提供了理论依据。
关键词：紫苏；油体钙蛋白；基因克隆；表达分析；干旱胁迫
中图分类号：Q785；Q786       　　      文献标志码：A                  DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.012
2022 Vol. 31 (2): 180-187 [摘要] ( 780 ) [HTML 1KB] [PDF 7035KB] ( 2733 )
188 杨博宇，蔡　毅，孙鲁宁，栾泽东，庞文艳，吴秀山，范雄伟，江志钢
甲醛溶液浸泡的人类组织样本基因组DNA的提取方法与质量鉴定
摘　要：甲醛溶液浸泡的人类组织样本很多情况下是可遇不可求的珍贵资源，而其 DNA 的提取是一大难题。本文分别使用改进的甲醛溶液浸泡样本基因组DNA提取方法以及通用型基因组DNA提取试剂盒，对四份不同时间固定的福尔马林浸泡的人类胚胎皮肤和肌肉的样本进行基因组DNA提取。使用紫外分光光度计鉴定所提取DNA的纯度和质量浓度，DNA溶液点样进行琼脂糖凝胶电泳及成像，结果显示，改进的提取方法所得基因组DNA的质量浓度和纯度均优于通用型基因组DNA提取方法。以提取所得的基因组DNA模板进行PCR扩增，电泳结果显示，改进的提取方法所提取的基因组DNA有更好的PCR扩增效果。本研究为甲醛溶液浸泡的珍贵样本的基因组DNA的提取提供了方法指导和改进方向的参考。
关键词：甲醛浸泡；人类组织样本；DNA提取；PCR检测；琼脂糖凝胶电泳
中图分类号：Q819                               文献标志码：A                    DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2022.02.013
2022 Vol. 31 (2): 188-192 [摘要] ( 1019 ) [HTML 1KB] [PDF 1521KB] ( 3910 )
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