肠道菌群及其代谢产物与神经退行性疾病关系研究进展

神经退行性疾病是一种发生于中枢神经系统,具有高度致残、致死性的疾病,主要发病人群为中老年群体,目前该类疾病的发病机制尚不清楚,没有有效的治疗策略。随着我国老龄化程度的加深,神经退行性疾病对居民身体健康造成严重威胁。肠道菌群作为寄生在胃肠道中的微生物,与人体呈互利共生的关系,对生命健康起到至关重要的作用,神经退行性疾病的发展伴随着肠道菌群及其相关代谢产物的改变。文章综述了肠道菌群及其代谢产物与神经退行性疾病相互影响的机制,并探讨通过肠道菌群治疗神经退行性疾病的潜在价值,以期为神经退行性疾病的治疗提供新的研究方向。     

过渡金属离子与神经退行性疾病

介绍过渡金属离子在神经退行性疾病中的作用和生物学意义,以及一种可能的金属作用下的神经退行性疾病致病机理。重点介绍铜离子在老年痴呆症、家族性肌萎侧索硬化症、克雅氏症等疾病的致病机理方面的作用。     

蛋白质凝聚作用在神经退行性疾病中的作用机制研究

蛋白质和RNA通过液-液相分离组装成无膜细胞器。无膜细胞器与液滴具有相似的融合性质,当浓度超过饱和浓度时,生物大分子会形成液滴,接着向凝胶态进行转化,最终形成固态凝聚体。传染性海绵状脑病、肌萎缩侧索硬化症和阿尔茨海默病等神经退行性疾病共同的病理特征是,错误折叠的蛋白质(包括朊蛋白、TDP-43和Tau蛋白)形成有毒性的寡聚体或淀粉样纤维。大量研究表明,这些蛋白质都可以发生液-液相分离形成凝聚体。本文综述了蛋白质凝聚作用在传染性海绵状脑病、TDP-43蛋白病以及 Tau蛋白病中的作用机制,重点阐述了相分离如何诱导神经退行性疾病中错误折叠朊蛋白、TDP-43和Tau蛋白形成寡聚体和淀粉样纤维,并讨论和展望了蛋白质凝聚作用与神经退行性疾病关联研究中存在的挑战和机遇。     

基于金属的神经退行性疾病治疗策略*

本文综述了金属离子在神经退行性疾病中的重要作用以及针对该类疾病金属治疗药物的研究进展。以老年痴呆症和帕金森氏症为代表,结合本课题组的初步研究结果,讨论了金属离子在蛋白质聚集与氧化应激反应中的重要作用,暗示金属螯合策略应成为治疗该类疾病的首选策略,并介绍了数种已用于或即将用于临床实验的金属螯合制剂;还介绍了烷基化神经退行性疾病相关蛋白的金属结合位点,可以显著抑制该蛋白质聚集体的形成和活性氧的产生,这可能是继螯合策略后一种更有发展潜力的神经退行性疾病治疗方法。     

人参活性成分在防治神经退行性疾病中应用的研究进展

神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致的神经功能障碍疾病,随着全球人口的老龄化,其发病率呈明显上升趋势。目前,此类疾病的发病机制尚不明确,临床上缺乏有效的治疗措施。人参含有多种活性成分,具有十分广泛的药理功效,在治疗神经退行性疾病中表现出巨大应用潜力。本文总结归纳了人参在神经退行性疾病防治中的活性成分及检测方法;然后,概述了人参在防治神经退行性疾病中的具体药理作用;最后,对其相关机制和通路进行了总结和评述。目前已经发现的具有神经退行性疾病的预防治疗活性的化学成分种类多,但其更多的活性成分及临床应用研究仍有待进一步深入研究。     

基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病生物标志物研究中的应用

蛋白质组学是在整体水平上研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及变化规律的科学.与传统的生物学研究相比,蛋白质组学具有快速、灵敏、高通量的优点.神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致神经功能障碍的疾病,严重危害人类健康.近年来,基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病的研究中得到了广泛应用.本文简要介绍了蛋白质组学在样品分离、多肽定量、质谱检测及生物标志物临床验证等方面的技术发展,并结合实例综述了基于质谱的蛋白质组学在神经退行性疾病生物标志物发现与验证中的研究进展.     

脑神经退行性疾病中的有机化学-朊病毒(疯牛病)中的蛋白物理有机化学和自由基化学

通过关于“普里昂”蛋白病毒疾病的已有临床、医学生理、免疫和化学等方面的现象，讨论了朊病毒当中的部分蛋白氧化损伤和蛋白自由基化学本质。     

硒蛋白R——一个独特的甲硫氨酸亚砜还原酶

硒蛋白是一类以硒代半胱氨酸为活性中心的蛋白质,利用硒氢基的强还原性,硒蛋白在生物体内发挥重要的抗氧化功能。目前发现,人类基因组中有25种硒蛋白的编码基因,其中硒蛋白R是唯一一个含有硒代半胱氨酸的甲硫氨酸亚砜还原酶,它位于细胞质及细胞核中,由于其空间结构和硒元素的强亲核性,硒蛋白R能特异性还原R型甲硫氨酸亚砜中被氧化的硫元素。硒蛋白R能够与肌动蛋白、瞬时电位通道蛋白及β-淀粉样蛋白等多种蛋白质相互作用,可能在中枢神经系统中具有重要的功能,并与神经退行性疾病的发生发展具有密切关系。     

界面聚合法合成手性掺杂剂诱导螺旋形聚苯胺纳米纤维

以手性试剂D-樟脑磺酸(D-CSA)和L-樟脑磺酸(L-CSA)为掺杂剂和构象诱导剂,采用界面聚合法合成了螺旋形聚苯胺纳米纤维。通过FESEM、TEM、FTIR和UV-Vis吸收光谱等测试技术对螺旋形聚苯胺纳米纤维结构进行了表征。结果表明,所得聚苯胺纤维具有螺旋形构象,形貌均一,平均直径约为50nm,长度为300～600nm,具有较高的长径比(6:1～12:1)。在水溶液中,聚苯胺纳米纤维以伸展的螺旋形分子链构象存在,调节溶液的pH值,螺旋形聚苯胺纳米纤维表现出可逆的掺杂和脱掺杂性质。循环伏安(CV)测试表明,螺旋形聚苯胺纳米纤维在0.5mol/LHCl溶液中表现出良好的电化学活性。     

以谷氨酸二乙酯为头基的Bola型两亲分子在气液界面的组装:手性相互作用与膜结构

研究了双头基两亲分子(Bolaamphiphile)N,N′-1,14-十四烷二酸酰-L-谷氨酸二乙酯(L-HDGE)和它的对映异构体D-HDGE在气液界面的组装;考察了HDGE分子的界面组装结构以及头部基团的手性,膜压和离子液体亚相对组装结构的影响.采用原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对组装体的微观结构和组装机理进行了研究.结果表明,HDGE(L-HDGE或D-HDGE)在水亚相上可以组装得到平行排列,宽为50-120nm,高为1-5nm的纳米线.而将L-HDGE与D-HDGE混合组装时,只会得到疏松的薄膜结构.红外光谱表明HDGE分子的异手性相互作用强于同手性作用.在表面压继续上升时,纳米线可以发生一定聚集生成纳米带.亚相为一定浓度的离子液体时,会促进分子的聚集,在膜压的共同影响下,纳米带可以卷曲形成螺旋结构,螺旋的方向取决于头基的分子手性.     

铜(Ⅱ)离子与神经红蛋白的相互作用

利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱及圆二色(CD)光谱研究了铜髤离子与神经红蛋白(NGB)的相互作用。结果表明,Cu2+离子使NGB在280nm处的紫外吸收增强,说明Cu2+与NGB发生了相互作用;Cu2+使NGB内源性荧光发生猝灭,其猝灭机制为静态猝灭;同步荧光光谱表明,Cu2+使色氨酸微环境的疏水性有所降低,Cu2+对NGB的作用位点更接近于色氨酸;CD光谱显示Cu2+没有引起NGB二级结构明显的变化。     

不含手性碳的手性化合物及其绝对构型——剑桥结构数据库实例分析

利用英国剑桥结构数据库中的实例并结合相关三维可视化软件,介绍了含有氮/磷等手性杂原子、轴手性、平面手性、螺旋手性、超分子手性等手性因素的手性化合物及其绝对构型,以加深对手性概念的认识和理解。     

手性石墨烯量子点与DNA相互作用及其机制研究

手性作为自然界最重要的特性之一,与生命活动息息相关.因此,手性纳米材料在材料学及生物学相关领域的研究引起了极大的关注.本工作提出了一种采用一步水热法合成手性石墨烯量子点的新方法.该方法以柠檬酸和L-色氨酸为原料进行手性石墨烯量子点的合成,通过圆二色光谱法证明了两种手性石墨烯量子点具有两个对称性高的手性信号,圆二色吸收峰分别位于230 nm和305 nm.通过荧光光谱法获取了它们与ctDNA相互作用的系列热力学参数,采用粘度测量、DNA熔链温度实验并结合多种谱学方法证明,手性石墨烯量子点与小牛胸腺DNA (ctDNA)之间的结合存在较大的手性差异.紫外-可见吸收光谱证明手性石墨烯量子点均能使ctDNA的吸收峰红移,并出现减色效应.手性石墨烯量子点提高了ctDNA的熔链温度,但降低了ctDNA的相对粘度.通过氢键和范德华力相互作用,手性石墨烯量子点均插入ctDNA的G-C碱基对中,这严重影响了ctDNA的右手B型螺旋结构.因空间位阻效应不同,右手性石墨烯量子点比左手性石墨烯量子点更容易与右手B型螺旋的ctDNA结合,且对ctDNA的右手B型螺旋结构产生显著的影响.这些结论阐明了手性石墨烯量...     

神经生物系统中的配位化学问题*

从上个世纪末开始,金属离子在神经生物系统中的作用受到了广泛的关注。生物学家开始注意到一些重要生理过程中金属离子的化学及生物化学问题。本文总结了近年来在该领域的最新研究进展,并着重介绍了过渡金属离子与神经退行性疾病之间的联系。     

小分子细胞自噬诱导剂用于治疗神经退行性疾病

大量突变和错误折叠的蛋白质在细胞内聚集是神经退行性疾病产生的基础,研究发现一些小分子可以通过引起细胞自噬而降解细胞内聚集的突变蛋白,为治疗神经退行性疾病提供了新的方法,本文对神经退行性疾病的发病机理,细胞自噬的机理以及对神经退行性疾病的作用进行了综述。     

手性钌配合物的合成、抗肿瘤活性及其与血清蛋白的相互作用

合成了手性钌配合物Δ, Λ-[Ru(bpy)₂(pyip)]²⁺, 通过元素分析、核磁共振、质谱和CD光谱对配合物进行了表征. 采用MTT法评价了3种异构体对多种肿瘤细胞株的体外抗肿瘤活性以及对正常细胞的毒性. 结果表明, Δ-[Ru(bpy)₂(pyip)]²⁺的抗肿瘤活性明显优于其异构体, 对A375, SW480, MCF-7和A549的半数抑制浓度低于顺铂. 通过荧光光谱法研究了在生理pH条件下, 手性钌配合物与牛血清白蛋白(BSA)之间的结合作用以及荧光猝灭机制. 依据Scatchard方程测定了结合常数和结合位点数, 根据热力学方程讨论了两者间的主要作用力类型. 结果表明, 钌配合物对牛血清白蛋白的荧光猝灭机制为静态猝灭. Δ-1, 1和Λ-1与牛血清白蛋白的结合常数分别为1.16×10⁵, 5.12×10⁴和3.64×10⁴, 结合位点数均为1, 主要作用力类型是静电作用. 钌配合物在体内能够被血清蛋白存储转运且结合时对蛋白构象无影响.     

Mn-SOD模拟物及其在神经退行性疾病中的药用前景

本文通过分析神经退行性疾病与线粒体机能障碍、自由基损伤的关系,主要讨论了Mn-SOD模拟物作为自由基清除剂对活性氧化合物的清除机理、药用优势,并总结了近年来有关Mn-SOD模拟物在神经退行性疾病防治方面的研究近况及潜在应用前景。     

石墨烯材料与模拟生物膜界面相互作用的研究进展

石墨烯材料在生物领域的蓬勃发展使其纳米生物界面研究已成为纳米生物学研究的热点方向。生物膜是石墨烯材料进入生物体系环境中的第一道屏障,深入理解石墨烯材料与磷脂膜间的相互作用,对于石墨烯基生物材料的功能界面优化设计和生物学效应控制具有极为重要的意义。本文对石墨烯材料进行了简要介绍,系统总结了近几年石墨烯材料与模拟生物膜相互作用的研究进展,并对其研究方向进行了展望。     

场依赖的同手性蛋白质表达:与生命起源相关的不对称性讨论

自然万物总是表现出对某种手性的偏爱.科学家研究发现除少数低等动物、昆虫的特定器官或人体病态组织内含有少量的右旋氨基酸之外,组成地球生命体的氨基酸几乎都是左旋的;相反,自然界的核酸则几乎都是由右旋的核糖组成.因而生命的同手性(左手或右手)问题一直是困扰着广大科研工作者的难题之一.但迄今为止,科学界还没有很好的证据来解释生命形式中的不对称现象,因而有必要做进一步的探讨.本文用磁力搅拌器控制细菌培养基的搅拌方向(顺时针或逆时针),表达出了具有不同二级结构特征的蛋白质.进一步研究表明,逆时针旋转获得的蛋白质中可能存在D-氨基酸.这些结果证明蛋白质的表达与微生物生长的动力场方向有关.因此,我们推测,自然界中氨基酸同手性的产生可能是由于物种在进化过程中受地球自西向东自转的影响.这一结果对进一步探讨生命起源具有重要意义,同时对评估宇航员受外太空的损害和研发手性新药具有参考价值.