癌的本质

本文精辟地总结了癌症发生机理的当前认识,并乐观地作出结论:有充分的依据推测癌细胞是有可能回复到正常状态的。如何寻找实现这个目的的物质,也有了一些线索。癌症中心问题是:与正常细胞大不相同的肿瘤细胞的特征究竟是什么?在生物学家看来,细胞不过是它所含有的全部基因的产物。分子生物学的进展,从遗传工程到单克隆抗体,终于使我们有可能对这些基因开始进行探索。正是这些学科以及和它们密切关联的病毒学,开辟了探讨癌的本质问题的新途径。     

检测环境放射性和遗传毒性物质的耐辐射球菌生物传感器的构建

基于经遗传修饰的极端抗辐射细菌——耐辐射球菌, 构建了一个实时全细胞生物传感器, 以检测高放射性环境中的放射性物质和遗传毒物. 把加强型绿色荧光蛋白(eGFP)连接到耐辐射球菌中一个可受DNA损伤诱导调控的关键基因——recA基因的启动子后, 所得到的融合DNA片段(PrecA-egfp)由质粒携带转化入耐辐射球菌R1菌株, 从而最终获得了生物传感器菌株DRG300. 这个改造过的菌株可以在recA基因启动子的引发下表达eGFP荧光蛋白, 从而发出荧光. 根据耐辐射球菌活细胞中荧光强度和eGFP蛋白表达量之间的相关性, 我们发现在DRG300菌株中荧光的产生量同DNA损伤因子(如 g射线和丝裂霉素C)之间有很显著的剂量相关性. 同以前报道的全细胞传感器相比, 本研究构建的这个重组菌株同时具有广阔的剂量探测范围和较高的灵敏度. 研究结果表明, DRG300可作为一个潜在全细胞生物传感器, 基于此构建的检测系统, 可以用来实时监测环境中放射性和毒性污染物所造成的生物学危害.     

显微镜下的细胞分裂

今年 1月号的ＮａｔｕｒｅＣｅｌｌＢｉｏｌｏｇｙ和ＮａｔｕｒｅＲｅｖｉｅｗｓＭｏｌｅｃｕｌａｒＣｅｌｌＢｉｏｌｏｇｙ联合推出了一期有关细胞分裂的专刊 .细胞分裂在两个领域 (细胞生物学领域和分子细胞生物学领域 )均处于中心地位 ,是与细胞的生长、特化和功能相联系的一个无法解决的问题 .深入了解细胞分裂的机制是对付癌症和基因疾病的一个必要的武器 .这一期焦点专刊收集了在发生 -细胞生物学领域、信号转导、ＤＮＡ复制和修复、肿瘤形成、细胞器官遗传等方面最新的进展 ,以及进一步的系列评述文章和展望 ,连同各方面的原始研究论…     

癌干细胞理论何以受到青睐

如果肿瘤的所有干细胞被悉数灭绝,那就会打破一直以来的观念:癌症是不可治愈的,至多只能被缓解.现在看来,癌症确实是有可能治愈的-- 在4月17日于圣地亚哥召开的美国癌症研究会会议上,围绕不久前问世的癌干细胞理论的多篇报告受到与会者的重视.     

分化和适应相关表观遗传与胃癌转化研究进展

表观遗传修饰在人体细胞分化和适应环境上均发挥重要调控作用.一方面,细胞分化相关表观遗传非常稳定,具有明显的组织器官和细胞类型特异性;另一方面,机体对环境的适应性表观遗传则因环境因素不同而异,稳定性较低.这两类不同的表观遗传修饰在医学上具有不同的转化应用范围.恶性转化是机体组织中少数干细胞对环境致癌因素暴露做出的病理性适应反应的结果——细胞通过去分化重编程,获得无限制增殖和运动侵袭能力,同时拥有分化和适应性表观遗传变化特征.DNA甲基化变异的分析方法极其灵敏,可准确检出组织中少数细胞存在的变化,在识别癌前病变组织中的恶性转化细胞和肿瘤组织中的转移干细胞方面有重要应用前景.在前期研究中,我们已经证明肿瘤抑制基因p16甲基化失活可用作胃等器官上皮异型增生癌变的早期标志物.通过对胃癌发生发展相关DNA甲基化组扫描获得的90余个基因的DHPLC大规模验证,发现GFRA1的去甲基化激活、SRF和ZNF382的甲基化失活可用作胃癌等恶性肿瘤的转移标志物,已经在中、日、韩三国验证队列中得到证明;通过人群研究还发现血浆miR-221等含量的进行性升高可能是胃癌发生的预警信号.     

药品微型导弹

当用脾细胞穿过肿瘤细胞时能得到什么呢?能得到源源不断的抗体,它能探测识别和消灭癌症.一种强大的新型武器可能很快进入治癌的武库中.这种武器是第一个非常准确而有力的生物侦探,它在人体上搜寻肿瘤,在荧光屏上用雷达似的图像指出它们的位置.当安装上致命的化学或放射性"弹头"时,这种装置总有一天会成为导弹,它能消灭恶性细胞,而使健康细胞不受损害.     

五招治癌备受期待

使用"开关"关闭"失控"基因 RNA干扰技术出现于20世纪90年代,它是进入2000年后人们最予以期待的一项生物医学发现,也给癌症治疗带来新的途径.RNA即核糖核酸,主要担任生命活动中传递信息的角色,负责传递DNA设计的"生命蓝图".简单地说,它参与一种细胞控制机制,掌握了这种机制,就等于掌握了某些单个基因的"开关",可以通过控制这个开关来掌控基因.美国哈佛医学院的癌症专家朱迪·利伯曼(Judy Lieberman)在评价RNA干扰技术时说,这是一种令基因"沉默"的技术,它的出现为我们开辟了一个"广阔的领域",我们可以在那里做很多想做的事,例如当生物体内某种现象得不到解释时,我们可以通过逐个地关闭基因以找到现象的根源,即寻找到生物体中导致某种现象发生的蛋白质和基因.这表明,RNA干扰为生物学家们提供了一种生物学研究的重要手段,所以利伯曼把RNA干扰的出现称为"沉默的革命".     

鸡胚神经细胞发育过程光子发射的研究

光子发射(Photon emission)又称为生物的超微弱发光,近年来已成为一项重要的研究领域.和生物体的荧光素-荧光素酶系统不同,超微弱光子发射,几乎存在于所有的生物系统中.这种光强度非常弱为每平方厘米每秒几个至几百个光子不等,波长范围为200～800nm.生物系统中的光子发射与生物体的生理状态、生物化学、生物物理过程相联系.活细胞的光子发射在测量过程中没有外加物质的影响,可以真实地反映其生活状态.光子发射的研究对阐明生物体的生长发育、细胞通讯、遗传变异、肿瘤发生、病变衰老及细胞死亡等基本过程有     

叶绿体和线粒体的内共生起源学说

细胞是几乎所有生物的基本构造单位,它是由为数甚多的细胞器和细胞基质所组成。任何细胞的活动,都明显地涉及到细胞器之间复杂的相互作用。阐明这种相互作用的细节无疑是现代生物学研究的主要任务之一,细胞器与细胞整体是什么关系?本文从一个侧面介绍了细胞中两类重要的细胞器叶绿体和线粒体的内共生起源学说。作者对这个学说的内容和主要根据作了较全面的叙述。由于文章较长,本刊将分两期登完。     

“能量货币”不贬值——1997年诺贝尔化学奖

三磷酸腺苷(ATP)是世间所有生命体的能量载体。在细胞中,ATP分子在形成之后1分钟内就消耗掉了。ATP的转换率惊人之高:处在休息状态的人,24小时就消耗相当于自身重量一半的ATP;在激烈运动时,1天能转化多达自身重量20倍的ATP。运动、主动转运、信号放大和生物合成等,只有当ATP不断地由二磷酸腺苷(ADP)再生时才能发生。光能营养生物即植物,靠捕获光中的自由能以形成ATP;而化学能     

逆转生命时钟:诱导性多能干细胞

生命是怎样生生不息的?包括人类在内的生命体,又是怎样由一个受精卵发育为一个有血有肉、有五脏六腑的成体的?这个过程是如何组织协调的,能不能逆转呢?一直以来,为了医疗需要和理论探索,人们致力于通过各种途径获得拥有类似胚胎的强大发育潜能的特殊细胞--干细胞,但同时又被各种技术瓶颈和伦理问题所困扰.     

植物基因工程载体的开发和应用

随着以基因工程为前导的世界性新技术革命高潮的兴起,人们的注意力正在开始向一个更加热门的领域转移,这就是植物基因工程的开发与前景问题。八十年代在动物、微生物基因工程中取得的重大突破,预示着植物育种家千百年来梦寐以求的能够真正准确地按照设计蓝图构建新生物类型的美好企求已经问鼎有望,植物细胞具有全能性,为遗传转化的植物细胞     

消除宫颈癌,全球在行动

正为降低这种最常见于女性的癌症的发病率,疫苗接种工作正在如火如荼地展开。人类现在已经能做到预防宫颈癌了。宫颈刮片检查正被广泛用以鉴定收集自子宫颈细胞里的癌前细胞和癌细胞。在过去的半个世纪,宫颈癌的诊断和死亡人数急剧下降(尤其在高收入国家),不过它仍然是最常见的女性癌症之一。世界卫生组织(WHO)有一个宏伟的目标:帮助所有国家在2030年前消除宫颈癌。WHO的最高权力机构世界卫生大会(WHA)计划对此战略进行投票。     

基因和癌

癌细胞系正常细胞发生畸变、增生和增殖失控的一种状态。问题出在哪里?时至今日,科学家们还不能有把握地说癌症之谜已经揭开。众所周知,癌细胞和正常细胞之间的差异表征了DNA分子的区别,人体内的每一个细胞含有近300,000个基因。精确地点出究竟哪些基因出了差错是至为重要的。对同一种基因何以导致不同种类的癌症这点至今不甚了了。医学     

穹窿小体——能解释癌细胞的抗药现象

细胞生物学家近来承认在他们领域的一桩不可想象的疏忽。几十年来，虽有分辨能力很强的显微镜，竟没有认出动物或者有核生物的一个基本的细胞结构．它叫穹窿小体（Vault），为筒形微粒，其大小是容易看到的核蛋白体—细胞内蛋白质制造工厂—的3倍。穹窿小体是10年前偶然被发现的，虽然它在鼠、人、鸡、海胆甚至霉菌里成千地存在着。同样令人惊讶的是，在穹窿小体被认出的10年后，它们基本上仍然是个谜，它们的功能不清楚，它们的存在被大多数细胞生物学家所忽视。研究人员不能长期疏忽这个谜。癌症研究人员在穹窿小体与癌细胞抗药现象之间…     

怎么?什么?为什么?

人患癌症几率为 什么与年龄有关? 所有的癌细胞都有两个主要特征:一是可以连续不断地以几何级数的形式增加;二是扩散能力强,能够进攻和占领人体其它组织的空间。 导致癌症的恶性肿瘤细胞中有90％左右来源于上皮组织。皮肤、口腔、消化道、膀胱、肺等都属于上皮组织。这些组织呈暴露状态,在人类的生活环境中它们是人体最容易受到物理、化学和生物等外界因素刺激和伤害的部分。     

肿瘤细胞反击免疫系统

对付癌症的最大难题之一是为什么患者的免疫系统几乎总是不能消除癌细胞。研究者猜想肿瘤细胞的幸存是靠它能逃避免疫监察或是能阻抑免疫反应。而本期Science报道说，至少有一种癌细胞具有比单是逃避免疫监察更为高明的策略：它们杀灭了攻击它们的免疫细胞。瑞士有一个研究组表明黑素瘤细胞表面载有一个分子，它导致免疫细胞通过称为细胞凋谢的过程发生细胞自杀。比利时首都布鲁塞尔的路德维希研究院的肿瘤免疫学家西尔利·布恩（ThierryBoon）说：这个发现很有趣，也很重要。”正如研究者之一，瑞士洛桑大学的生物化学家容格·肖帕（Jurg…     

基于BAC同源重组高效构建小鼠胚胎干细胞Nanog基因报告体系

Nanog是最新发现的一个在胚胎干细胞(ES细胞)中特异表达, 并在保持ES细胞多能性的机制中有重要作用的转录因子. Nanog基因的表达能非常灵敏地随ES细胞的分化而下调, 使之成为指示ES细胞多能性最理想的标志基因之一. 本研究基于细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)同源重组技术, 并改进了将报告基因敲入目的位点的重组方案, 高效构建了小鼠ES细胞(mES细胞)的Nanog/EGFP报告体系. 基因打靶后的mES细胞具有与其源mES细胞相同的特性, 并能稳定地将Nanog与EGFP (enhanced green fluorescence protein)的表达偶联. 此报告体系能通过EGFP的表达有效报告Nanog基因的表达水平, 从而对mES细胞分化或未分化状态作出明显指示. 本研究为mES细胞自我更新和分化的研究提供了一个理想的实验体系, 不仅能用于进一步优化mES细胞的培养体系, 对研究Nanog的表达调控及其与其他维持mES细胞多能性的因子和途径之间的关系也有深远的意义.     

天然“抗癌细胞”的发现

免疫学家在寻找体内起免疫监视作用的细胞时,发现了多种具有不同功能的淋巴细胞.如果培养条件适宜的话,有些类型的细胞会杀伤其他类型的细胞,包括肿瘤细胞.这些细胞包括T 淋巴细胞亚群和“自然”杀伤细胞,所以称为自然杀伤细胞是因为它从血液或者淋巴组织中分离出来时处于有活性的细胞毒(细胞杀伤)状态,而毋需活化或免疫措施.几种细胞毒细胞成功地起着免疫监视的作用,然而尽管这些细胞在培养中能杀伤一些肿瘤细胞,但是还未能证明它能在癌症患者中也有同样的效能.现在免疫监视再次引起了大家的重视,因为一种新的     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.