突触骨架重塑调控吗啡戒断负性记忆的分子机制进展简

成瘾性药物戒断所产生的负性情绪记忆被认为是导致强迫性用药的主要原因. 戒断会引起相关脑区发生诸如突触传递和神经结构可塑性等适应性变化,这种适应性变化最终会引起病理性记忆的形成. 研究表明,肌动蛋白actin骨架重塑与突触可塑性以及记忆的形成关系密切,然而对其调控记忆的分子机制知之甚少. 最近,本研究小组围绕吗啡戒断负性情绪记忆的形成机制展开研究,在整体水平上阐述了突触骨架actin及其一系列下游信号参与调控吗啡戒断负性记忆的分子机制. 本文将讨论近年来突触结构可塑性参与调控成瘾性药物负性记忆形成的最新进展,着重探讨阿片类物质成瘾负性动机的形成机制,有助于深入了解成瘾形成的分子机制,为成瘾的研究和治疗提供新思路.     

突触骨架重塑调控吗啡戒断负性记忆的分子机制进展

成瘾性药物戒断所产生的负性情绪记忆被认为是导致强迫性用药的主要原因.戒断会引起相关脑区发生诸如突触传递和神经结构可塑性等适应性变化,这种适应性变化最终会引起病理性记忆的形成.研究表明,肌动蛋白actin骨架重塑与突触可塑性以及记忆的形成关系密切,然而对其调控记忆的分子机制知之甚少.最近,本研究小组围绕吗啡戒断负性情绪记忆的形成机制展开研究,在整体水平上阐述了突触骨架actin及其一系列下游信号参与调控吗啡戒断负性记忆的分子机制.本文将讨论近年来突触结构可塑性参与调控成瘾性药物负性记忆形成的最新进展,着重探讨阿片类物质成瘾负性动机的形成机制,有助于深入了解成瘾形成的分子机制,为成瘾的研究和治疗提供新思路.     

脑内LTCCs在药物成瘾形成过程中的调控机制

药物成瘾伴随中枢神经系统内钙离子通道数目及开放状态的适应性改变.大量证据表明,L型电压依赖性钙通道(LTCCs)可通过调节神经递质的释放、神经兴奋性、基因的转录及突触可塑性等过程调控成瘾行为.最新的研究还表明,LTCCs的不同亚型Ca_v1.2和Ca_v1.3对药物成瘾的调控分别依赖于D1及D2受体,且具有脑区及分子机制特异性.并且,Cav1.3的a亚基能够与内质网钙通道蛋白(Ry R2)的N末端氨基酸相互结合,促进胞内钙库Ca~(2+)的释放.此外,骨架蛋白激酶A锚定蛋白79/150(AKAP79/150)可将LTCCs锚定在突触膜上,从而调控成瘾药物诱导的突触可塑性改变.本文将重点讨论LTCCs在药物成瘾中发挥的调控作用及其潜在的细胞及分子机制.     

物质成瘾所伴随的认知功能缺陷及其神经基础

物质滥用和成瘾是当今世界最严重的公共卫生问题之一,禁毒与戒毒已成为全球关注的社会热点.根据DSM-5定义,物质成瘾是一种慢性复发性精神疾病,表现为强迫性药物寻求、无法控制药物使用而无视其潜在的严重危害.超过80%的成瘾个体没有寻求治疗,这部分反映出物质成瘾个体存在认知功能方面的缺陷与障碍.以此为出发点,本研究回顾了近年来关于物质成瘾者在注意、抑制控制、决策和内感受等方面认知功能缺陷的研究,总结了行为和神经影像学方面的成果,探讨和论证物质成瘾背后的认知神经机制,以便更准确地了解物质成瘾的成因、发展、戒断和复发的本质.最后,本研究提出未来的相关研究应致力于推动多技术融合,关注共病问题,构建和完善生物标记,开发基于脑的干预方法,以便深化该领域的研究,有助于完善成瘾病人的干预与治疗机制.     

家兔尾核中多巴胺系统在针刺镇痛中的作用

尾核在针刺镇痛中起重要作用,内含多种神经递质系统,如乙酰胆碱(Ach)、多巴胺(DA)、内啡肽和五羟色胺(5-HT)等。20年前Carlsson就发现尾核是中枢神经系统中DA含量最高的部位。据报道纹状体DA能神经元与吗啡镇痛有关,是否也与针刺镇痛有关?有人认为DA系统功能活动加强引起痛觉过敏,对抗吗啡镇痛,不利于针刺镇痛,也有人认为     

电场调控载药丝素蛋白微球的制备

通过控制丝素蛋白在溶液中的构象, 在低于1 wt%的浓度条件下, 获得由纳米或微米球组成的丝素蛋白电凝胶, 并通过调节制备参数, 初步实现了丝素蛋白微球在200 nm~3 μm之间的尺寸调控. 以异硫氰酸荧光素标记的牛血清蛋白(FITC-BSA)作为模型药物, 载药实验结果表明, 在电场作用下, 随着丝素蛋白在正极自组装形成微球, 带有负电荷的药物在正极富集, 并包覆进丝素蛋白微球, 初始载药率可达75%以上, 药物能在120 h内缓慢均衡释放. 考虑到温和的制备条件(低压电场、室温或者低温、水环境)、丝素蛋白的可降解性及其同药物的良好相容性, 电场调控制备丝素蛋白微球体系有望成为缓释带负电荷的蛋白质和基因药物的优良载体.     

转移消失蛋白研究进展

转移消失蛋白(missing in metastasis,MIM)是一种重要的胞内膜调控蛋白,属于inverse BAR(I-BAR)家族成员,能结合细胞膜并在细胞极化、运动和内吞作用等过程中发挥调节功能,其表达异常与多种疾病尤其是肿瘤发生或转移相关,在神经系统、循环系统和生殖泌尿系统中也有一定作用.MIM蛋白的生物学功能包括调节肌动蛋白细胞骨架、与皮动蛋白等其他蛋白相互作用、参与细胞信号通路调控、改变细胞膜形态并促进细胞极化等,在结构上表现出典型I-BAR家族成员特征,借助其N端的I-BAR区域自聚合形成二聚体,促使细胞膜形成伪足状突起,甚至可以调控人造磷脂囊泡,但二聚体的形成也可被靶向的多肽等抑制剂阻断.除作用于蛋白I-BAR,RPTP结合域的特异性多肽外,MIM也可被RNAi干涉,在肿瘤生物治疗领域具有开发潜力.本文回顾了MIM蛋白相关医学研究进展,综述了MIM蛋白已知的生物功能,分析了MIM蛋白靶向治疗及其他应用前景,并提出了可能的研究新方向、新思路.     

为什么要设计酶催化活体自组装?

自组装纳米材料在药物递送方面的应用具有巨大的潜能.其尺寸的可调控性、病理环境响应性等物理化学行为,使得自组装纳米载体可以通过改进主动靶向、被动靶向、血液长循环等方面来提高药物递送能力.然而,相对于大量基础研究的投入,目前的临床转化依然面临着巨大的挑战.其中除了药物研发固有的高风险特征外,其主要原因还包括自组装纳米材料在体的稳定性、递送效率以及代谢毒性等问题.由此,我们从自然的自组装过程中得到启发,率先发展了活体自组装(in vivo self-assembly)的策略.它是指通过将外源性的分子引入到特定的生理和病理环境下,在细胞、组织甚至活体生物内进行自组装,形成可控的高级有序结构.通过调控其在复杂生物环境下时空可控的组装,从而实现特定的功能.体内自组装纳米药物具有组装诱导滞留(assembly induced retention,AIR)效应,能够显著增强药物在靶点病灶部位的富集和滞留,增强递送效率,提高药物利用率,同时降低药物在肝肾部位的蓄积,降低了毒性副作用,为癌症等重大疾病的诊断和治疗提供了新思路和新策略.     

细胞外囊泡及其在疾病诊疗中的应用

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞分泌的一种脂质囊泡,尺寸介于30～5000 nm.通过不同的发生机理, EVs可以形成微囊泡体(microvesicles)、凋亡小体(apoptotic bodies)和外泌体(exosomes)等.它们通过携带母细胞的不同脂质、蛋白质和核酸等活性成分来靶向附近或远端细胞,在细胞的信息交流及生理病理过程中均具有重要作用. EVs在生物体系内广泛存在,其生物学功能也越来越多地被认识,或许正在成为一个"细胞外囊泡生物学"领域.对EVs性质的认识也促进了相关应用研究,涉及疾病诊断、治疗和药物运送等.本文重点阐述了EVs的生物起源、生物组成、生物学特性、生物学功能、制备和表征手段,并针对EVs在疾病诊疗中的应用所面临的问题开展讨论.可以预期,对EVs形成和调控机理的深入认识,一方面有助于我们更好地理解EVs的生物学功能、异质性和功能多样性;另一方面有可能基于这些知识来解决EVs开发应用中的瓶颈问题.     

植物茸毛形成的分子机制及其生理功能

在植物体生长发育过程中,茸毛作为植物抵御自然灾害的一道天然屏障,对于抵御紫外线辐射、病原菌侵袭、食草动物取食及水分过度蒸腾等方面起着不可或缺的作用.目前的研究表明,不同植物体茸毛的形成受多类型、多基因共同调控构成一个复杂的网络系统,在拟南芥中茸毛的形成调控还存在一系列的竞争机制对基因的活性进行促进和抑制.茸毛在发育过程中还能够与周围环境相互作用,如对光的反射和光量子辐射拦截,叶片的热量平衡,水分蒸发和气体交换等.而且茸毛对农作物种植和生产利用都具有重要的经济价值和参考意义.本文综述并分析了近年来植物体茸毛形成相关基因调控以及茸毛生理特性等方面的研究进展,旨在阐明茸毛形成相关基因调控植物体茸毛形成的机制以及茸毛在环境相互交互过程中各种生理生化特点,为进一步开展茸毛基因挖掘及其功能特性的相关研究提供重要的理论依据.     

基于开环聚合的聚氨基酸材料的二级结构效应及调控

聚氨基酸是一类蛋白模拟物,近年来在诸多领域都有着广泛的应用.同天然的蛋白质一样,聚氨基酸的主链氢键作用也赋予其丰富的二级结构,而二级结构的调控对材料的功能以及组装等都有着十分重要的意义.本文结合聚氨基酸近几年的最新研究进展,分析了聚氨基酸二级结构的形成机制以及侧基功能化对二级结构的影响,总结了二级结构的影响因素,在此基础上,详细阐述了二级结构的调控方法,并探讨了二级结构的形成对穿膜、基因递送、抗菌性能、自组装行为以及蛋白修饰的影响.     

脂肪细胞分化: 一个故事、两个章节

细胞分化是多细胞个体发育和干细胞实现功能活动的基本过程. 作为诱导白色脂肪细胞分化的体外模型, 小鼠3T3-L1前脂肪细胞系的定向分化过程由依赖于细胞周期特定时相(接触抑制期)的许可阶段和独立于细胞周期的执行阶段所组成. 在接触抑制期, 通过细胞代谢方式、细胞周期调控因子和细胞信号转导通路之间的相互作用, 决定了各种染色质表观遗传修饰因子的活动, 从而导致具备脂肪细胞分化潜能的染色质表观遗传修饰模式的形成. 在随后的执行阶段, 这种分化潜能被激素诱发, 通过复杂的基因调控网络的动态活动, 使各种控制脂肪细胞分化基因表达的转录因子按既定的分化时间表打开或者关闭, 并决定相关的靶基因的表达, 最终导致了脂肪细胞的形成.     

病原菌的群体感应及其抑制剂的研究进展

随着病原菌耐药性特别是多重耐药性的日益严重,抗菌药作用新靶点的发现和新型抗菌药物的研发显得尤为重要.病原菌的致病作用常受到与其群体密度相关的群体感应(quorum-sensing,QS)系统的调控.细菌通过释放和交换自诱导信号分子(autoinducers,AIs)以调控致病相关基因的表达,从而影响细菌的毒力、黏附和生物膜的形成等.不同种类的AIs介导不同的QS系统,阻止AIs的积累或其与受体的识别和结合就可以抑制QS调控的致病基因的表达.因此,QS抑制剂(quorum-sensing inhibitors,QSIs)有望成为控制病原菌感染和耐药性产生的有效武器.迄今发现的QSIs有非肽类小分子化合物、肽类化合物和蛋白质(包括淬灭QS的酶和抗体).此外,一些竞争性的细菌或动物也可以清除AIs从而起到QSIs的作用.QSIs可以通过天然的QSIs指示菌株、人工构建的工程菌或者计算机模拟等方法进行筛选.对QS介导的病原菌致病机理的不断深入研究将为新型的QSI靶标的选择提供帮助,通过将QSIs和传统抗菌药物联合使用有望达到更好的治疗效果并预防细菌耐药性的产生.     

聚丙烯酸十八酯的结晶行为

采用原子力显微镜(AFM)系统研究了聚丙烯酸十八酯(POA)的结晶形态和结晶过程. 由于是侧链结晶, POA的结晶行为不同于传统的主链结晶高分子. 在等温结晶条件下, POA只能形成晶粒. 原位研究表明, 在45℃下, 首先形成的是Edge-on片晶, 随着等温时间的延长, Flat-on片晶逐渐填充未结晶区域, 直至结晶完全. 采用X射线光电子能谱(XPS)、电子衍射、透射红外和偏光反射红外的研究结果表明, POA在熔融和结晶过程中, 非晶的主链倾向于向体相内迁移, 而烷基侧链倾向于向表面迁移并垂直表面取向. 在此基础上提出了结晶模型, 认为和体相Edge-on片晶中侧链的排列方式不同, 表层垂直于表面取向的可结晶烷基侧链有可能通过相邻侧链间凝聚形成Flat-on片晶.     

植物DNA从头甲基化的机制

DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰,与基因的表达调控、转座子的沉默及异染色质的形成等紧密相关. DNA从头甲基化是指在新位点建立甲基化修饰的过程.植物中存在多个DNA从头甲基化通路,主要分为RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation, Rd DM)及CMTs(CHROMOMETHYLASEs)参与的从头甲基化.Rd DM通路在非编码RNA的介导下靶向建立甲基化修饰,可调控植物多类生长发育过程.伴随着研究的深入,多条非经典的Rd DM通路得以发现,这些通路在转座子的识别和沉默方面有着重要作用.此外,非模式植物中的研究还对CMT3参与从头甲基化的机理进行了探索.基于DNA从头甲基化机制,最近的研究开发了多种靶向DNA甲基化操控工具,这些工具将推进对DNA甲基化功能的认识,并有望进一步用于遗传操控进行作物改良.本文综述了植物DNA从头甲基化机制的最新研究进展,并针对该机制的应用进行了讨论.     

帕金森氏病基因治疗的研究进展

帕金森氏病(Parkinson’s disease,PD)的概念是1817年英国医生James Parkinson提出的.它是发生于中老年期的一种常见的缓慢进展的神经系统退行性疾病,由于黑质多巴胺(DA)能神经无变性造成纹状体系统DA含量下降导致震颤,肌肉僵直、运动迟缓与体位不稳等临床症状.60年代开始的左旋多巴(L-DOPA)替代疗法一直是治疗PD的主流,虽然在一定时间内(3～5a)可明显改善症状,但此法不能减慢疾病的进程,而且随着长期用药和疾病的发展,效果进行性下降,且副作用日趋严重,不能根本解决问题.80年代初开始将自体肾上腺髓质或胚胎黑质细胞移植于脑内,收到一定效果,但细胞来源困难,价格昂贵以及伦理问题限制其在临床的应用.80年代末,随着基因治疗概念的不断深入,基因治疗技术日趋成熟,人们开始了对PD基因治疗的尝试.1989年,Wolff将酪氨酸羟化酶(TH)cDNA转染成纤维细胞,植入实验性PD大鼠脑内,不仅表达出有活性的TH,而且脑内多巴胺的含量明显升高,症状也得到改善,为PD的基因治疗首开先河.     

社会比较的认知神经机制研究进展与展望

社会比较是指个体为了获得准确的自我认知,将自我与他人在某些方面进行比较的现象.本文通过总结近10年来采用功能磁共振成像和事件相关电位(event-related potential, ERP)技术进行的社会比较相关研究,从空间定位和时间进程两方面探讨了社会比较的认知神经机制.研究发现,与社会比较相关的脑区可分为与上行社会比较相关的背侧前扣带回、背外侧前额叶、前脑岛和杏仁核,以及与下行社会比较相关的腹侧纹状体和腹内侧前额叶皮层.此外,通过对各脑区功能的进一步整理认为,大脑的奖赏和疼痛回路、心智化网络以及共情网络可能参与社会比较过程,其中心智化网络参与社会比较的"选择"、"对比"、"评价"3个阶段,奖赏和疼痛回路参与"对比"和"评价"两个阶段,而共情网络则仅参与"评价"阶段.关于社会比较加工的时间进程, ERP研究表明, P2、FRN(feedback-related negativity)以及P300和LPC(late positive component)分别反映社会比较结果加工的早、中、晚期阶段.最后,对当前社会比较研究的局限及未来的研究方向进行了探讨,提出未来有必要进一步考察更加复...     

肝氨甲酰磷酸合成酶I基因转录起始位点的测定

氨甲酰磷酸合成酶I(CPSI)是尿素循环的第一个酶,主要存在于肝细胞线粒体中,是肝组织特异酶,与肝细胞的分化有关.我们曾观察到在大鼠肝癌诱发过程中,CPSI酶活性降低,实验证明癌变过程中CPSI基因表达的异常与基因转录调控可能有关.真核基因的转录的调控是通过反式作用因子(trsns-acting factor)与顺式作用元件(cis-acting element)的相互作用而实现的.顺式作用元件多存在于转录起始位点的5′端上游,对基因转录有调控作     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

BICP0和其环指结构域具有E3泛素连接酶活性

1型牛疱疹病毒(BHV-1)早早期(immediate early, IE)基因所编码的调控蛋白BICP0可决定病毒的感染方式, 具有多种转录调控功能. 它能促进病毒自身IE基因、早期(early, E)基因和晚期(later, L)基因以及其他一系列细胞基因的表达. 为研究其作用机理, 在E. coli中表达纯化了BICP0及其各种缺失突变蛋白. 体外活性实验表明, BICP0全长蛋白和其具有环指(ring finger)结构域的N端蛋白可以催化多聚泛肽链的形成, 具有E3泛素连接酶的功能, 暗示BICP0的转录激活功能可能通过其泛素连接酶功能实现, 为阐明BICP0在病毒感染中的作用机理提供了新视角.