分子刚度对膜锚定受体-配体结合动力学影响的理论与模拟研究

人体内大部分生物学过程都离不开细胞黏附.细胞黏附行为主要由锚定于细胞膜上的特异性分子（又称受体和配体）的结合动力学关系来决定.已有研究表明，特异性分子的结合关系受外力及细胞膜波动等多种因素影响.然而，特异性分子刚度对细胞膜锚定受体 配体结合关系的影响机制仍不清楚.近期关于新冠病毒强传染力的研究表明，特异性黏附分子刚度对病毒与细胞结合具有重要影响.该文通过建立生物膜黏附的粗粒度模型，借助分子模拟和理论分析来研究分子刚度在黏附中的作用.结果表明，始终存在一个最佳膜间距及最佳分子刚度值，使得黏附分子亲和力和结合动力学参数达到最大值.这项研究不仅能加深人们对细胞黏附的认知，还有助于指导药物设计、疫苗研发等.     

对氯苯甲酸构筑的铜(Ⅱ)配合物的合成、HSA结合及细胞毒性

本文合成了配合物[Cu(pcba)₂·(phen)(H₂O)] (pcba =对氯苯甲酸,phen = 1,10-邻菲罗啉),该配合物属于三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为a=0.790 98(2) nm,b=1.072 40(4) nm,c=1.487 19(6) nm,α=100.613(3)°,β=95.239(3)°,γ=108.334(3)°,Z=2,D_c=1.638 g·cm^-3,F(000)=582,最终结构残差因子R₁=0.035 9,wR₂=0.089 1。采用紫外及荧光研究了配合物和人血清蛋白(HSA)的相互作用方式。结果表明,配合物静态猝灭HSA荧光,可求得配合物与HSA的猝灭常数K_sv=2.35×10⁵ L·mol^-1,猝灭速率常数K_q=2.35×10¹³ L·mol^-1·s^-1,结合常数为K_a=2.14×10¹³ L·mol^-1,结合位点n=2.37。同时,研究了配合物对胃癌细胞A549、宫颈癌细胞Hela和肝癌细胞HepG2的抗增殖能力。     

基于细胞穿膜肽的药物递送研究进展

从细胞穿膜肽(CPP)的分类、内化机制、与货物的连接和应用四个方面讲述目前人们在对细胞穿膜肽的研究上已经取得的成果。细胞穿膜肽是一种能穿过细胞膜的短肽,可分为阳离子型肽、两亲性肽和疏水性肽。细胞穿膜肽的内化机制主要有内吞作用、直接渗透、依赖于糖蛋白的内化机制和依赖于浓度的内化机制等。近年来,人们合成了多种有实际应用价值的CPP-货物复合物,在细胞穿膜肽的应用上,取得了很多进展和突破。科学家们主要研究将细胞穿膜肽应用于药物递送和细胞成像。     

急性髓细胞白血病基因筛选模型的贝叶斯分析

基因表达数据蕴含着大量的生物信息,在生物基因信息研究中,筛选表达水平发生显著变化的差异基因是认识疾病形成机理和辅助靶点药物研究的关键问题.根据急性髓细胞白血病(AML)的基因表达数据,构造基因均值差序列,建立贝叶斯分层混合模型,并为模型的参数赋予具有基因生物特征的先验信息.采用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法对模型参数进行估计,并筛选出急性髓细胞白血病差异表达基因.在实际数据分析中,从美国生物信息中心(NCBI)的高通量基因表达数据库中获取急性髓细胞白血病基因数据集,从经过非特异滤波预处理的14688个急性髓细胞白血病基因中筛选出711个差异表达基因,差异表达基因数仅占急性髓细胞白血病基因总数的4.84%,这一结果与基因差异表达的生物学原理相吻合.     

一类具Rotenberg模型解的存在性

迁移方程是研究物质中的粒子运动所产生的微观效应综合所致的宏观迁移现象规律的一种模型,研究这类迁移方程对数学基础理论的发展有着非常重要的意义.在L_1空间中,运用线性算子理论,研究了种群细胞增生中具Rotenberg模型的迁移方程,采用所谓的豫解算子等法证明了种群细胞增生中具Rotenberg模型解的存在性.     

具有蛋白酶抑制剂治疗的HIV病毒的传染病模型分析

建立了T细胞以胸腺和自身有丝分裂进行增殖且具有蛋白酶抑制剂治疗的HIV传染病模型.通过分析该传染病模型,得到蛋白酶抑制剂失效的临界阈值σ和平衡点存在的条件,证明了在不同参数范围内的稳定性.通过对模型的理论分析和数值模拟,发现当σσ,无病平衡点是全局渐近稳定的,即疾病消失.当σσ,正平衡点是全局渐近稳定的,即HIV病毒流行.且得到σ的值越低,基本再生数R_0的值也越低,即当蛋白酶抑制剂的有效率越高,使得艾滋病患者的免疫功能提高.降低被感染T细胞的死亡率,也使病毒的输入率降低,从而更有利的控制病毒的传播.     

芘二聚体发夹探针用于细胞DNA单链断裂修复能力的评估

基于芘分子二聚体的荧光特性设计了一种新型的发夹探针,用于评估不同细胞的单链断裂修复(SSBR)能力.首先利用芘荧光分子设计一个茎上有缺口的DNA发夹探针,该探针在Bst DNA聚合酶作用下可以水解,使荧光信号“关闭”.如果探针茎上的缺口被DNA修复酶修复,可以阻止Bst DNA聚合酶对探针的消化作用,从而阻止荧光信号的“关闭”.该设计可以用于评估细胞的SSBR能力,并通过提取细胞的核蛋白考察了不同细胞的SSBR能力.研究结果表明,肿瘤细胞及细胞系不具有原代细胞的SSBR能力.利用SSBR的关键酶进一步探索了肿瘤细胞SSBR能力缺失的原因,证明是由于肿瘤细胞中含有可以抑制SSBR过程的活性物质.此外,该方法能够同时进行500个细胞的SSBR能力检测,并用于抗衰老药物筛选.     

检测汞离子的比色-荧光双通道探针的设计合成及应用

以7-羟基吩恶嗪酮(试卤灵)为荧光团、硫代甲酸苯酯为汞离子(Hg²⁺)识别基团,经一步简单有机合成反应,制备了比色-荧光双通道探针NMP。采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)和高分辨率质谱(HRMS)表征了探针结构,利用吸收光谱和荧光发射光谱测试了探针对Hg²⁺的选择性和灵敏度。光谱测试结果表明,探针对Hg²⁺具有较好的选择性和检测灵敏度,检出限(3σ)为17 nmol/L。反应溶液由淡黄色变为紫红色,可对溶液中Hg²⁺进行比色检测,并可用于实际水样中Hg²⁺的检测。采用CCK-8法测试了探针的细胞毒性,结果表明,在探针浓度低于10μmol/L时,细胞存活率高于90%。共聚焦荧光显微成像结果表明,探针具有较好的细胞通透性,可对细胞内Hg²⁺进行荧光成像。     

用于单细胞RNA分析的循环肿瘤细胞团捕获和单细胞分离方法的质量评估

循环肿瘤细胞团（Circulating tumor cell cluster, CTC cluster）的单细胞分析对CTC cluster的生物学效应分析极其重要。为了使CTC cluster单细胞分析可以获得最有效的结果,分析前的捕获和单细胞分离的过程必须能够保持CTC cluster的完整性和细胞内部RNA的完整。本研究通过单细胞RNA测序中的逆转录方法逆转录并定量3个看家基因进行RNA质控,同时测量CTC cluster的横向直径用于评估CTC cluster的完整性,从而测定CTC cluster捕获和单细胞分离过程对CTC cluster单细胞分析结果的影响。分别采用胰酶-EDTA和非酶细胞解离溶液（Non-enzymatic cell dissociation solution, NECDS）分离CTC cluster中的单细胞,并考察了单细胞分离过程对胞内RNA的影响。考察了负向富集、正向富集和膜过滤捕获方案中不同操作流程对CTC cluster完整性和单细胞内RNA完整性的影响。结果表明,NECDS可快速分离CTC cluster中的单细胞且不会对细胞内RNA产生影响...     

茶多酚对6-OHDA诱导的SH-SY5Y细胞凋亡的保护作用

茶多酚在体内具有广泛的生物活性和药理作用,有助于预防与氧化应激相关的疾病,比如癌症,心血管疾病,神经退行性疾病和衰老. 氧化应激参与了帕金森病（PD）的病理进程. 活性氧在PD的发病机制中发挥了重要的作用,氧自由基直接损伤细胞膜引起脂质过氧化,损伤蛋白质和各种功能酶引起蛋白质沉淀,诱导促凋亡因子的表达,损伤DNA,最终导致了细胞的凋亡. 然而,关于茶多酚对PD的预防和治疗作用目前还不清楚. 本文应用氧化应激诱导的PD病理细胞模型,评价了茶多酚的神经保护作用. 结果表明茶多酚这类植物天然抗氧化剂对氧化应激诱导的细胞凋亡具有明确的抑制作用. 实验中我们选择了6-OHDA诱导的SH-SY5Y细胞作为细胞模型, 运用了MTT、流式细胞术、荧光显微成相, 竞争性ELISA和蛋白质杂交等方法研究了SH-SY5Y细胞的凋亡特性. 结果表明,6-OHDA对SH-SY5Y有时间-浓度依赖性细胞毒性,100 μmol/L 6-OHDA处理24 h,细胞活力减少50 %,同时伴随着活性氧增加（用ＥＳR）,线粒体膜电位降低,细胞内钙离子和一氧化氮增加,nNOS和iNOS表达量上升及蛋白结合的硝基酪氨酸水平升高. 单独茶多酚处理对细胞没有太大的影响,而茶多酚预处理可显著降低6-OHDA所产生的细胞毒性. 溶液实验证明,茶多酚对6-OHDA的自氧化有浓度-时间依赖性抑制作用（用ＥＳＲ）. 本研究表明茶多酚可能是通过活性氧-一氧化氮途径,减少过氧亚硝基的生成来对6-OHDA诱导的细胞凋亡表现保护作用的. 本文的实验结果提示茶多酚在治疗PD等慢性神经退行性疾病上可能是一种有着潜在疗效的药物.