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。     

小鼠小梁细胞与肌成纤维细胞的同步辐射红外显微光谱

原发性开角型青光眼是常见的致盲性眼部疾病。眼压升高是原发性开角型青光眼发生和发展最主要的危险因素，是由小梁网途径的房水外流排出系统发生病变、房水流出阻力增加所致。研究表明，房水中存在的转化生长因子-β能够使小梁细胞纤维化，诱导小梁细胞过度增殖，从而阻碍房水外流，导致原发性开角型青光眼的发生。原发性开角型青光眼发病隐蔽，病程进展缓慢，早期没有任何症状，往往到晚期视力视野有显著损害时，才会被发现，因此原发性开角型青光眼的早期诊断尤为重要。同步辐射红外显微成像结合高亮度、高分辨率的同步辐射源，同时配备傅里叶变换红外光谱仪与红外显微镜，可以实现细胞的检测。这对从分子层面获取细胞的变化信息，深入理解疾病的发病机制以及疾病的早期诊断具有非常重要的意义。虽然有很多红外光谱在生物医学领域的研究报道，但是应用红外光谱显微成像技术研究细胞等生物医学体系仍然是亟待发展的领域，并且目前未找到关于红外光谱用于小梁网细胞的检测报道。在体外用转化生长因子-β对老鼠小梁网细胞进行诱导，使其转化为肌成纤维细胞，模拟小梁细胞纤维化过程。对小梁网细胞以及经转化生长因子-β诱导形成的肌成纤维细胞进行同步辐射红外显微成像及光谱分析，并进一步探讨同步辐射用于早期诊断原发性开角型青光眼的可行性。研究表明肌成纤维细胞内的弹性蛋白明显高于小梁网细胞，而弹性蛋白中95%为非极性氨基酸，即氨基酸的侧链基团R基只有C和H两种元素。对比两种细胞的红外谱图，发现在2 934，2 900和2 845 cm-1，肌成纤维细胞的 CH₃，CH₂和CH的伸缩振动明显强于小梁网细胞，推测可能是由于转化生长因子-β诱导后细胞内弹性蛋白增加所致。在细胞层面检测了小梁网细胞的过度增殖，为将来可以直接获取细胞的红外光谱从而检测小梁网细胞的增殖程度，进而检测原发性开角型青光眼等疾病奠定了基础。得出同步辐射红外谱学与显微成像有望成为检测原发性开角型青光眼新手段的结论，也为将来便携式红外显微光谱仪临床实时检测青光眼等疾病提供了依据。     

卤代3-芳基香豆素体外抗肿瘤活性研究

从24个卤代3-芳基香豆素化合物中筛选抗肿瘤化合物,为开发新型抗肿瘤药物提供参考。采用MTT法测定24个卤代3-芳基香豆素化合物对人前列腺癌细胞PC-3、人乳腺癌细胞MCF-7、人肝癌细胞Hep G2的生长抑制作用,用抑制率评价增殖抑制效果。结果表明,试药浓度为25μg/m L时,24种化合物对PC-3、MCF-7、HepG2细胞株均有不同程度的增殖抑制作用,绝大部分化合物增殖抑制率超过50%。其中化合物A_6、B_6表现出较强的增殖抑制活性,对PC-3细胞株的抑制率分别为72.09%和73.3%,对HepG2细胞株的抑制率分别为80.17%和81.02%,与阳性对照星孢菌素的抑制率接近。试药浓度为5μg/mL时,24种化合物对MCF-7细胞株的抑制率均没有超过50%,对HepG2细胞株有3个化合物抑制率超过50%,对PC-3细胞株有18个化合物抑制率超过50%。3-芳基香豆素化合物具有潜在的肿瘤细胞增殖抑制活性,有发展为抗肿瘤药物的潜力。     

暗场聚光镜-水浸物镜联在细胞成像上的初步应用

传统的细胞成像方法在准备工作中需要对细胞进行多步操作,对细胞的实时成像较难以反映真实生长环境中的活细胞.本实验引入了一种高数值孔径的油浸暗场聚光镜与无盖玻片水浸物镜联用来进行高分辨率实时成像的方法.为了尽可能地减少细胞操作步骤,本实验采用水浸物镜直接伸入到培养皿中的PBS(磷酸缓冲生理盐水)或培养基中的方法取代传统的细胞爬片与细胞滴片操作,来得到贴壁培养与悬浮培养细胞的实时暗场图像.用这一系统观察PBS里的贴壁细胞能得到较好的暗场成像效果,观察培养基中悬浮细胞可得到细胞图像,但视野过亮.这一组合的光学系统简便易行,成本低廉,可广泛用于细胞相关的科研工作中.     

天然同位素丰度野生型酵母细胞色素c构象变化的核磁共振检测

细胞色素c是一个重要的多功能蛋白，它在呼吸链及细胞凋亡中均发挥着重要作用.细胞色素c的构象变化与其功能密切相关，表征细胞色素c的构象变化对于明确其相关功能的分子机制至关重要.核磁共振（NMR）是近原位环境下表征蛋白构象的重要工具，但通常需要使用¹³C、¹⁵N等同位素.由于野生型细胞色素c存在翻译后修饰，故其同位素标记十分困难.本文尝试使用¹H-¹³C HSQC技术来表征提纯后的天然同位素丰度的野生型细胞色素c的构象变化.结果显示该方法能在2 h内检测到大多数甲基的信号，且化学位移变化明显的甲基与其构象变化一致.这表明该方法有助于研究天然丰度或翻译后修饰蛋白的构象变化.     

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.     

晶体尺寸、形貌和表面粗糙度差异对细胞毒性的影响

随着生物材料在生物组织工程领域的应用,晶体材料对细胞的毒性受到人们的广泛关注。人为可控材料在生物体内的应用也越来越广泛。本文综述了晶体尺寸、形貌和表面粗糙度差异对细胞毒性和损伤的影响,从表面电荷、Zeta电位、表面能、颗粒长径比、比表面积、晶体性质、结晶度和化学界面等角度讨论了不同材料对细胞毒性的影响机制,以期在药物载体、生物材料安全性和一些疾病的预防等方面提供一定的启示。