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免疫研究之IFNAR1基因在人体组织的表达与作用机制探索
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
想调整研究方向，获得学术研究突破口？想获得论文选题思路，提高发文命中率？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是在免疫、肿瘤等研究领域发挥着重要作用的IFNAR1基因。 基因基本信息 备注：标有√的意为赛业红鼠库有该种保存状态的小鼠 IFNAR1基因研究概况 干扰素（interferon, IFN）是一组天然存在的细胞因子，最初是以其干扰细胞病毒复制的能力而得名。干扰素具有重要的免疫调节、抗病毒、抗血管生成、抗增殖和抗肿瘤活性。根据不同干扰素所传递信号的受体不同，通常将干扰素分为3个主要类型：Ⅰ型干扰素、Ⅱ型干扰素和Ⅲ型干扰素。Ⅰ型干扰素是目前临床上抗病毒**的主力，也是最常用的一类抗生素。 IFN和靶细胞上的受体结合介导其生物学效应。I型干扰素的受体由IFNAR1和IFNAR2两个亚单位组成。IFNAR1结合I型IFN后，可激活对调节生长、存活、分化、病原体抗性和抗病毒免疫至关重要的JAK-STAT信号通路，触发许多蛋白质的酪氨酸磷酸化，包括JAK、TYK2、STAT蛋白质等。可以自身形成活性IFNB1受体，并激活不涉及JAK-STAT途径激活的信号级联（通过相似性）。 图1. 由I型IFN激活的经典Jak/STAT信号通路。IFNAR1相关的Tyk2和IFNAR2相关的Jak1磷酸化STAT2和STAT1，与IRF9一起形成ISGF3复合物。该复合物转运至细胞核，并与顺式元件ISRE（Ifn-stimulated Response Element）结合，从而启动了多个Ifn诱导型基因的转录。 与IFNAR1相关的疾病包括丙型肝炎、黄热病、麻疹、乳头状瘤、病毒感染性疾病等。在其相关的途径中有免疫反应IFNα/β信号途径和DAP12受体在NK细胞中的免疫反应作用。在SARS-CoV-2中，先天免疫系统在驱动局部和全身炎症以及细胞因子风暴中的关键作用已得到证实。这种失调的免疫反应集
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溶瘤病毒概况：病毒选择、作用机制、工艺改造、临床策略
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
溶瘤病毒通过病毒感染，溶解肿瘤，表达免疫调节因子等，从而激活免疫系统，成为一种重要的肿瘤免疫**手段。 本文梳理一下病毒类别及选择，作用机制，工程改造，临床概况，供大家参考。 溶瘤病毒 DNA病毒 文献11 RNA病毒 文献11 临床试验病毒使用概况 文献12 使用最多的是腺病毒（Adenoviruses），其次为单纯疱疹病毒HSV-1（唯一获批的溶瘤病毒产品，Amgen T-VEC使用此病毒），呼肠孤病毒（Reoviruses）和痘类病毒（Poxviruses:）分列3，4位，其余使用较少。 溶瘤病毒抗肿瘤免疫机制 裂解肿瘤细胞，释放肿瘤相关抗原和肿瘤新生抗原（TAAs，TANs），激活特异性免疫应答。 溶瘤病毒可以引起免疫原性细胞死亡（包括坏死，坏死性凋亡，焦亡，细胞自噬死亡，免疫原性凋亡等），诱导损伤诱导分子模式（DAMPs）；而溶瘤病毒的病毒成分，诱导产生病原相关分子模式（PAMPs），二者进而激活机体免疫系统。 溶瘤病毒感染肿瘤细胞可以诱导细胞因子和趋化因子释放，招募更多免疫细胞并活化。 文献11 溶瘤病毒基因工程 1. 肿瘤抗原 溶瘤病毒在肿瘤局部裂解肿瘤释放TAAs和TANs，和肿瘤疫苗类似，但是可能不足以诱导肿瘤特异性T细胞应答。可以通过将TAAs基因整合在病毒基因组，表达更多的TAAs，以增强特异性的T细胞免疫应答。 已开展的临床研究 NCT02285816（MG1Maraba/MAGE-A3, With and Without Adenovirus Vaccine With Transgenic MAGE-A3Insertion in Incurable MAGE-A3-Expressing Solid Tumours，Canadian Cancer Trials Group/Ottawa Hospital Research Institute） 使用MG1 Maraba溶瘤病毒，工程表达 MAGE-A3，**MAGE-A3表达的实体瘤。 NCT02879760（OncolyticMG1-MAGEA3 With Ad-MAGEA3 Vaccine in Combination With Pembrolizumab forNon-Small Cell Lung Cancer Patients，TurnstoneBiologics, Corp）使用MG1-MAGEA3联用K药**非小细胞
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帕金森病致病基因之PRKN
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
想调整研究方向，获得学术研究突破口？想获得论文选题思路，提高发文命中率？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是和帕金森病相关的PRKN基因。 基因基本信息 备注：标有√的意为赛业红鼠库有该种保存状态的小鼠 PRKN基因研究概况 Parkin是由PRKN基因编码而来的，该基因长达138万bp，是人类最大的基因之一，小鼠和大鼠的PRKN基因的长度也在120万bp左右。人类的Parkin蛋白由465个氨基酸构成，该蛋白是一种E3泛素连接酶，负责将死亡标签——泛素贴在无用的蛋白上，让蛋白酶识别分解。PRKN在人和大小鼠中的基因长度差别不但，但主要形式的RNA却有很大区别，人类的主要转录本的长度几乎是大鼠的2.7倍，不过蛋白的氨基酸碱基数量却是一致的。 Prkn是一种帕金森病（PD）隐性基因，也就是说需要该基因出现隐性纯合时人类才会患病。图1显示的是Parkin蛋白的不同结构和突变。从左到右分别是泛素结合区（UBL），连接区（Linker），0号环指结构域（RING0）, 典型的结构RBR（RING1-IBR-RING2），其中的REP结构富含半胱氨酸。 图1. 人群中突变的位点，红色表示致病位点，黑色表示影响不明。DOI: 10.3233/JPD-160989。 在PD中，Parkin蛋白主要影响线粒体功能，钙离子稳态，突触功能，溶酶体/蛋白酶降解功能，神经炎症，蛋白折叠，凋亡以及氧化和例子损伤；该蛋白同时在肿瘤中发生中也有重要的作用，不正常的Parkin蛋白功能会导致生长增殖抑制不受控，激活持续的增值信号，造成细胞能量失调，抑制细胞死亡，影响基因组的稳定性，诱导血管生成等。 图2. Parkin在帕金森病和肿瘤中的作用。DOI: 10.1007/s12035-018-0879-1。 在正常情况下，Parkin（PARK2）能将CyclinE和其他蛋白标记上泛素，引导蛋白酶对其
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从不同动物组织中提取总DNA的方法及步骤
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
1. 从动物组织中提取总DNA a．取不超过25mg的组织(脾不超过10mg)，剪切成尽可能小的碎片，加入180微升样品裂解液A。 请勿使用过多的样品，过多的样品会导致抽提效果下降。较小的组织碎片会使裂解速度加快，裂解效果提高。新鲜或冻存的组织均可，但固定过的组织请参考后续的其它步骤进行。 b．加入20微升蛋白酶K，Vortex混匀，55℃水浴孵育至完全裂解。 在孵育期间可以偶尔取出样品Vortex以加快裂解速度。裂解的时间因组织不同而有所不同，通常可在1-3小时内完成。为方便起见，可以直接裂解过夜，裂解过夜对抽提效果无任何负面影响。组织完全裂解后可以呈粘稠状，但不应该呈可把DNA纯化柱堵住的凝胶状。如果消化过夜仍呈凝胶状，说明样品用量过多，作为补救措施，可以把整个反应体系放大一倍。 c．清除RNA(可选做)。如果希望获得不含RNA的高纯度总DNA，加入4微升100mg/ml RNase A，Vortex混匀。室温(15-25℃)放置2分钟。 转录活性水平很高的组织例如肝和肾组织，RNA含量很高，在不做清除RNA的操作步骤(步骤1.c)的情况下，会导致最后获得的总DNA含有小部分RNA。如果残余的少量RNA对后续实验没有干扰，可以不进行本步实验操作，直接进入步骤d。 d．最高速剧烈Vortex 15秒。加入200微升样品裂解液B，Vortex混匀。70℃孵育10分钟。 加入样品裂解液B后需立即Vortex混匀。加入样品裂解液B后可能会产生白色沉淀，但大多数情况在70℃孵育后会溶解。即使70℃孵育后仍有白色沉淀也不会干扰后续实验。有些组织例如肺、脾，在加入样品裂解液B后可能会形成凝胶状物，此时需剧烈晃动或Vortex样品，以尽量破坏凝 胶状物。 e．加入200微升无水乙醇，Vortex混匀。 加入乙醇后必须充分混匀，否则会严重影响抽提效果。加入乙醇后可能产生白色沉淀，属正常现象，后续步骤中必须把白色沉淀和溶液全部转移到纯化柱内。 f．把步骤e中的混合物加入到DNA纯化柱内。≥6000g(约≥8000rpm)离心1分钟。倒弃废液收集管内液体。 进行本步骤前需将纯化柱置于
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细胞转染技巧及常见问题分析
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
1. Freestyle™ 293-F细胞的培养：在37℃，125rpm，8% CO2的摇床培养箱中培养；转染当天Freestyle™ 293-F细胞密度达到1.5-2.5×106个/ml时可以进行转染，但细胞存活率需>95%；可以使用生产的台盼蓝染色细胞存活率检测试剂盒(C0011)进行细胞存活率检测。 2. 以50ml悬浮培养的Freestyle™ 293-F细胞为例，取两个洁净无菌离心管，分别加入1.25ml不含抗生素和血清的Freestyle™ 293-F细胞培养液；然后其中一管加入50μg质粒DNA，另一管加入100μl Lipo293F™转染试剂，分别用移液器轻轻吹打混匀，请特别注意不可Vortex或离心。将含有DNA的培养液用枪轻轻加入含Lipo293F™转染试剂的培养液中，轻轻颠倒离心管或者用枪轻轻吹打混匀，室温静置15分钟(室温存放6小时内稳定)。 转染体系体积 10ml 20ml 50ml 100ml 200ml 500ml Lipo293F™转染试剂 20μl 40μl 100μl 200μl 400μl 1ml Freestyle™ 293-F细胞培养液 0.25ml 0.5ml 1.25ml 2.5ml 5ml 12.5ml DNA 10μg 20μg 50μg 100μg 200μg 500μg Freestyle™ 293-F细胞培养液 0.25ml 0.5ml 1.25ml 2.5ml 5ml 12.5ml 单独稀释好的Lipo293F™转染试剂和DNA，混匀并室温静止放置15分钟， 随后加入到培养的悬浮细胞中继续培养48-72小时，后续进行目的蛋白的检测和纯化。 3. 把2.5ml Lipo293F™转染试剂-DNA混合物全部加入到50ml悬浮培养的Freestyle™ 293-F细胞中。由于青霉素/链霉素双抗可能影响重组蛋白的表达，通常不建议在细胞转染时加入双抗；如细胞培养环境容易发生污染，可酌情加入1/5常规用量的双抗。 4. Freestyle™ 293-F细胞在37℃，125rpm，8% CO2的摇床培养箱中继续培养48-72小时后，即可收集细胞进行目的蛋白的检测和纯化。 常见问题： 1. 转染效率低： a. 优化质粒与Lipo293F™转染试剂比例，有必要是可以适当尝试加大质粒用量。 b. 应使用高纯度、无菌、无污染物的质粒进行转染，DNA纯度方面A260/A280比值要接近1.8通常宜控制在1.8-1.9范围内，偏低则有可能有蛋白污染，偏高则有可能
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质粒大量抽提操作过程及技巧详解
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
1. 取过夜菌至50毫升离心管内，5000g离心1分钟收集细菌沉淀，弃上清。再重复一次，每管共收集100毫升过夜菌沉淀。 通常大肠杆菌宜用LB培养过夜(16小时左右)至OD值为2-4。建议5000g(通常为5000rpm左右)室温离心1分钟，如沉淀不充分则适当延长离心时间。时间过长或离心速度过快会使沉淀过于紧密，不利于加入溶液I后散开沉淀。直接倒掉上清，再倒入约50毫升菌液并重复上述操作，然后倒置于吸水纸上(可用普通草纸)，使液体流尽。如果细菌密度明显偏低，可考虑使用更多菌液，再重复上述操作1-2次。对于高拷贝质粒所用菌量每管一般不能超过150毫升，对于低拷贝质粒所用菌量每管一般不能超过200毫升。过量的细菌会导致后续的裂解不充分。 2. 每管加入5毫升溶液I，重悬细菌沉淀。确保沉淀完全散开，无可见细菌团块。 确认溶液I中已添加了RNase A。最高速度vortex 10-20秒或更长时间，悬起沉淀。一定要充分混匀，对着光亮处观察应呈均匀的悬浊液，无明显细菌团块或絮块。如果没有vortex，可以用枪吹打沉淀使沉淀逐渐散开，或手指把沉淀弹开。 3. 每管加入5毫升溶液II，轻轻颠倒离心管4-6次，室温放置1-2分钟，使细菌完全裂解，溶液透明。 切勿vortex！vortex或其它剧烈操作会导致基因组DNA断裂，易导致最终所得质粒被基因组DNA污染。颠倒4-6次后，溶液应变得透明，无团块或絮状物。如果加入溶液I后细菌没有完全散开，那么颠倒4-6次后，可能还会有团块或絮状物。遇到有少量团块或絮状物产生的情况，可以增加颠倒次数3-5次，再室温放置2-3分钟，但总裂解时间不可超过5分钟。 4. 每管加入7毫升溶液III，随即颠倒离心管4-6次混匀，可见白色絮状物产生。 切勿vortex！颠倒次数也不宜过多，否则易导致最终所得质粒的质量下降。 5. 12,000-14,000rpm)室温离心10分钟。 如果离心机的最高速度较低，需要适当延长离心时间，例如约5000-6000rpm时需要离心20-30分钟或更长时间，直至沉淀充分。离心时可以准备好质粒纯化柱，自制漏斗等
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一步法TUNEL细胞凋亡检测技巧及常见问题分析
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
1. 对于贴壁细胞或细胞涂片： a. PBS或HBSS洗涤一次。 b. 如果细胞贴得不牢，可以干燥样品使细胞贴得更牢。 c. 用碧云天生产的免疫染色固定液或4%多聚甲醛固定细胞30分钟。 d. 用PBS或HBSS洗涤一次。 e. 加入碧云天生产的免疫染色强力通透液或含0.3% Triton X-100的PBS，室温孵育5分钟。 f. 转步骤5。 2. 对于悬浮细胞或细胞悬液： a. 收集细胞(不超过200万细胞)，PBS或HBSS洗涤一次。 b. 用碧云天生产的免疫染色固定液或4%多聚甲醛固定细胞30分钟。为防止细胞聚集成团，宜在侧摆摇床或水平摇床上缓慢摇动的同时进行固定。 c. 用PBS或HBSS洗涤一次。 d. 用碧云天生产的免疫染色强力通透液或含0.3% Triton X-100的PBS重悬细胞，室温孵育5分钟。 e. 转步骤5。 3. 对于石蜡切片： a. 二甲苯中脱蜡5-10分钟。换用新鲜的二甲苯，再脱蜡5-10分钟。无水乙醇5分钟。90%乙醇2分钟。70%乙醇2分钟，蒸馏水2 分钟。 b. 滴加20μg/ml不含DNase的蛋白酶K(推荐使用碧云天的 蛋白酶K(20mg/ml)，用免疫染色洗涤液或10mM Tris-HCl pH7.4-7.8稀释1000倍即为20μg/ml不含DNase的蛋白酶K)，20-37℃作用15-30分钟(不同组织的最佳作用温度和时间需自行摸索)。 c. PBS或HBSS洗涤3次。注意：这一步必须把蛋白酶K洗涤干净，否则会严重干扰后续的标记反应。 d. 转步骤5。 4. 对于冰冻切片： a. 用碧云天生产的免疫染色固定液或4%多聚甲醛固定细胞30-60分钟。 b. PBS或HBSS洗涤2次，每次10分钟。 c. 加入含碧云天生产的免疫染色强力通透液或含0.5% Triton X-100的PBS，室温孵育5分钟。 d. 转步骤5。 5. 配制TUNEL检测液： 参考下表配制适当量的TUNEL检测液，需充分混匀。注意：配制好的TUNEL检测液必须一次使用完毕，不能冻存。 1个样品 5个样品 10个样品 TdT酶 5μl 25μl 50μl 荧光标记液 45μl 225μl 450μl TUNEL检测液 50μl 250μl 500μl 6. 对于贴壁细胞、细胞涂片或组织切片： a. 用PBS或HBSS洗涤2次。 b. 在样品上加50μl TUNEL检测
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血管紧张素转换酶2(ACE2)活性荧光检测方法介绍
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
1.样品的准备。 a.血液样品的准备。 对于血清样品，将全血在常温如25℃下放置30分钟至2小时，不要剧烈摇晃以免溶血，待全血自然凝固并析出血清后，4℃约1000-2000×g离心10分钟，取黄色上清即得血清，注意不要吸取白色或淡黄色沉淀；对于血浆样品，将全血用肝素或者EDTA进行抗凝，4℃约1000-2000×g离心10分钟，取黄色或淡黄色上清即得血浆，注意不要吸取沉淀。血清和血浆都需置于冰上，如果不能立即检测，也可以分装并短期保存于-20℃或-80℃。对于冻存的样品，在检测前解冻后冰浴存放备用，使用前必须混匀。 b.细胞或组织样品的准备。 对于培养的贴壁细胞，PBS 洗涤一次并吸净残留液体。对于培养的悬浮细胞，先适当离心(如100-500×g, 5分钟)收集细胞到离心管内，弃上清并吸净残留液体。按照每100万细胞加入100-200μl Lysis Buffer的比例加入Lysis Buffer，适当吹打，冰浴5-10分钟以充分裂解细胞。4℃约12,000×g离心3-5分钟，取上清用于后续检测。对于组织样品，按照每10mg组织加入100μl Lysis Buffer的比例进行匀浆。4℃约12,000×g离心3-5分钟，取上清用于后续检测。以上所有操作均需在4℃或冰上操作。制备好的细胞或组织样品如果不能立即检测，可以-20℃或-80℃冻存。 2.试剂盒的准备。 将Assay Buffer、Substrate和MCA Standard等试剂平衡至室温后分别混匀备用。Positive Control (10X)存放于冰浴备用，使用完毕后宜立即按照试剂盒要求的条件保存。 3.阳性对照的准备。 取适量的Positive Control (10X)并加入Assay Buffer对Positive Control (10X)进行10倍稀释。例如，取5μl Positive Control (10X)，加入45μl Assay Buffer，混匀，即得50μl Positive Control (1X)。96孔板检测时，通常每孔10μl Positive Control (1X)即可。 4.MCA标准曲线的设置。 取2μl MCA Standard (10mM)，加入198μl Assay Buffer，混匀，即为200μl 100μM的MCA溶液，分别取0、2.5、5、10、20、30、40、50μl的100μM MCA溶液加入96孔板中，并用Assay Buf
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脂质过氧化研究方案-TBARS硫代巴比妥酸反应物
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
氧化应激（Oxidative Stress，OS）是机体活性氧成分与抗氧化系统之间平衡失调引起的一系列适应性的反应。干扰细胞正常的氧化还原状态，会制造出过氧化物与自由基导致毒性作用，因此损害细胞的蛋白质、脂类和核酸。脂质过氧化导致不饱和脂质的高反应性和不稳定的氢过氧化物的形成。它们可以通过不稳定的氢过氧化物的各种分解产物（例如烷烃，酮，醛）直接或间接评估。 丙二醛（MDA）是脂质过氧化的天然产物。脂质过氧化是植物和动物中细胞损伤的一种成熟机制，并被用作细胞和组织中氧化应激的指标。衍生自PUFAs的脂质过氧化物不稳定，分解形成一系列复杂的化合物，其中包括活性羰基化合物，例如MDA。在人类血小板中，血栓烷（TX）合酶还以1：1：1的比例催化前列腺素H2向TXA2、12（S）-HHTrE和MDA的转化。 硫代巴比妥酸反应物（TBARS）的测定是一种筛选和监测脂质过氧化的成熟方法。许多研究人员对TBARS分析方法进行了改进，已用于评估几种类型的样本，包括人类和动物组织以及体液，药物和食品。尽管在文献中关于TBARS对MDA以外的化合物的特异性仍存在争议，但它仍然是用于确定脂质过氧化作用的最广泛使用的测定方法。如果脂蛋白组分是从样品中首先酸沉淀出来的，则将干扰的可溶性TBARS降至最低，并且该测试对脂质过氧化反应具有非常高的特异性。具有更大不饱和度的脂质将产生更高的TBARS值。建议如果获得较高的TBARS值，应进行更具体的分析，如高效液相色谱法（HPLC）。 为了助力广大科研工作者对脂质过氧化的研究，艾美捷科技作为专业的生命科学领域解决方案供应商，为您推荐Cayman Chemical品牌的TBARS（硫代巴比妥酸反应物）试剂盒（货号：700870）。产品仅用于科研，不可用于临床诊断。 TBARS（TCA方法）检测试剂盒（货号：700870）提供了一种简单，可重复且标准化的检测血浆，血清，尿液，组织匀浆和细胞裂解物中的脂质过氧化的工具。由MDA和TBA在高温（90-100°C）和酸性条件下反应形成的MDA-TB
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模块式多光谱荧光成像技术方案
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
近期易科泰生态技术公司先后赞助参加了第十九届中国作物学会学术年会、第二届全国植物光生物学大会及第一届中南五省植物生理学会联合学术年会，模块式多光谱荧光成像技术引起与会专家的高度关注。其主要特点如下： 可选配从紫外光到远红光不同波段的光源板 可进行植物对不同波段光源光合作用与生理生态响应实验 叶绿素荧光成像分析：可运行Fv/Fm、Kautsky诱导效应、荧光淬灭分析、光响应曲线等protocols 多光谱荧光成像分析：包括BG荧光（蓝色波段和绿色波段）成像和RFr荧光（红色荧光和远红荧光），用于植物初级代谢和次级代谢分析研究 可选配GFP/YFP成像、LUC荧光素酶成像、纳米荧光成像 可选配高分辨率、高灵敏度红外热成像，在线分析植物叶片或冠层温度分布及其时空动态变化等 可在线成像分析、无人值守自动运行并自动存储数据，或遥控实验分析 该系统模块式、多功能、配置灵活，广泛应用于如下研究检测： 作物高通量表型成像分析、种子活力检测 植物光合作用与生理生态研究 作物胁迫生理研究检测与抗性筛选 植物病虫害研究与早期诊断检测 植物光生物学实验研究 作物遗传育种、生物技术研究检测 污染生态学、环境毒理学研究及生物检测 应用案例1：日前，我公司提供的具备多种功能的多光谱荧光成像系统在中国农科院特产研究所安装运行。该系统为模块式多激发光多光谱荧光成像，配置灵活、功能全面，具备叶绿素荧光成像、GFP荧光成像、UV-MCF多光谱荧光成像分析及红外热成像分析等功能，将为我国特产植物及药用植物相关科研提供有力的技术与数据支持。易科泰公司与特产所实验研究人员现场对猕猴桃细菌感染进行了实验演示： 左图为RGB成像，右图为GFP成像，接种部位是枝条的中间部位，有的枝条已经出现水渍样病变 红外热成像图及沿枝条的温度分布，中间的水渍样病变部位温度降低；两端温度也比较低 应用案例2：西班牙科学家Maria Luisa Perez-Bueno等，利用多光谱荧光成像技术，研究了四季豆对
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等位基因小鼠助力揭示促进缺血/再灌注损伤后的心力衰竭新机制
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
急性心肌梗死是临床心血管常见疾病，具有发病急、病情重、并发症多且病死率较高等特点，严重影响患者的身体健康和生命安全。尽管**上能够通过再灌注来挽救缺血心肌，减少急性死亡，但由于不良的重塑，心力衰竭患者的长期发病率和死亡率却有所增加。炎症不仅触发缺血性损伤，而且再灌注损伤（I/R）也被认为可调节心肌梗死后的预后。 细胞间通讯在缺血性损伤中起着重要作用。其中，由糖复合物和蛋白多糖组成的糖萼（glycocalyx）是细胞和细胞内通讯以及维持组织内稳态的关键元素。糖萼的重要组成是唾液酸，一种包含9个碳原子骨架的糖，其能与脊椎动物和高等无脊椎动物细胞质膜上的糖蛋白和糖脂结合，再通过携带一个羧基维持外层质膜的总负电荷，不仅可以通过空间位阻来影响蛋白质-蛋白质相互作用，还可以影响细胞-细胞和细胞-基质的相互作用。在病理生理条件下，唾液酸含量会被唾液酸苷酶（neuraminidases, NEU, 也称为神经氨酸酶）改变。NEU1与β-半乳糖苷酶（β-GAL）和保护性蛋白/组织蛋白酶（PPC）A可形成多酶复合物，从细胞表面糖缀合物中分离唾液酸。 9月德国汉诺威医学院Denise Hilfiker-Kleiner教授团队在《Basic Research in Cardiology》发文阐述了NEU1在I/R后心肌中的作用。证明了活化的NEU1/β-GAL/PPCA复合物在I/R后对心脏有不良影响，并表明靶向该复合物可为减少心肌梗死不良重塑和心力衰竭提供新的**策略。 研究人员假设I/R心脏中NEU1的上调可能会促进心律失常、不良的心脏重塑和心力衰竭。因此，他们构建了Neu1亚效等位基因小鼠，随后他们发现Neu1亚效等位基因小鼠在I/R后表现出较低的唾液酸苷酶活性和较低的炎症性信号。 Neu1亚效等位基因小鼠在I/R后3天，巨噬细胞呈现从促进炎症到抗炎的的转变，在I/R后14天心脏功能改善，CX43表达受损较少。如图1流式细胞仪分析结果（图a，b）显示，在I/R后3天，hNEU1和WT小鼠心脏中侵袭的白细胞总数（CD45+细胞）没有差异。然而，与WT小鼠相比，在I/R后3
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数字化病理系统中放大倍数与分辨率的关系
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
简介 毫无疑问，在可见的未来，数字化病理学是病理学的希望。如今许多病理实验室开始采用这一技术，应用到包括远程病理学（远程会诊）、定量图像分析和实验室工作流程的数字化。数字切片扫描系统是数字化病理的一个重要组成部分，它使以玻璃病理切片为基础的工作流程转变为数字工作流程。随着越来越多的病理实验室采用数字病理，经常问的一个关键问题是“为什么图像大小与我的显微镜不一样？例如当用传统光学显微镜的20x物镜观察玻璃切片，然后用相同20x物镜扫描的数字图像来观看时，所感知到的图像大小可能不相同。 许多病理医生第一次用数字切片时惊讶地发现，用同一个物镜获得的图像，常规光学显微镜上的与数字显示器相比，比例相差如此之大，这是所有数字病理成像系统中常见的现象。出现这种情况的原因是，全切片图像（WSI）的大小取决于（1）扫描仪使用的物镜放大倍数，（2）数码相机传感器内单个像素的大小和数量，（3）显示器单个像素的大小和数量。图1所示的图像说明了这一点。 图1：使用相似的×20物镜显示阑尾中的蛲虫图像，但传感器像素大小不同。 图1显示了在两个不同的WSI扫描系统的图像。两台扫描仪都使用一个×20物镜来获取数字图像。a的图像来自扫描仪厂商1，由5.5微米像素传感器拍摄，b的图像来自扫描仪厂商2，使用10微米像素大小的传感器拍摄。显示在屏幕上，a比b图像大1.7倍，来自厂商1的扫描仪图像由于其像素分辨率高而包含更多信息。当以全数字分辨率观看时，保持物镜恒定并改变传感器中的像素大小将产生不同感知尺寸的图像。依WSI系统中的数码相机和物镜的数值孔径（NA）的不同，图像的数字分辨率可能会有很大的不同。 放大率不是分辨率，光学分辨率不是数字分辨率 另一个重要的考虑因素是放大率和分辨率之间的区别。在理解这一点之前，我们必须了解数字分辨率和光学分辨率之间的区别。本质上，所有的分辨率定义都是描述两个物体在图像中可以被区分的最小距离。例如，使用一个观察系统，
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植物根系的统计学生长结构特性分析
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
生物分支网络是获取和分配资源的基础，例如处理信息的神经树、循环运输血液的血管网络和植物中运输糖分和营养物质的结构等。一直以来，数理生物学家们都在致力于解读这些生物分支网络在空间中的生长和散布。由于不同类型的分支网络在结构和功能上基本相似，所以有必要探究这些网络是否拥有共同的定量特征。 土壤具有复杂的化学和物理环境，其中的水和养分呈非均相分布，并且会受到多种生物的竞争。因此，植物根系发育的时间和位置对其能否成功获取资源以及生存能力有着重要的影响。在根系觅养的过程中，植物获取到的有限碳资源不断在现有根的生长（伸长）和产生新根系（分支）之间分配，分配过程由遗传机制和内外信号共同决定；确定驱动根系形成不同形状的分子机制，有助于揭示基因型和表型的关系，并且有助于在农作物中选育特定的性状。 目前，植物根系的许多结构特征已得到了广泛研究，包括根深、根长、根毛分布、侧生根的大小和数量等。另外，也有许多研究分析了根系形状的总体性质，包括根系觅养精确度、通过持久同源法获取的拓扑形态等，上述特性会影响根系结构的许多生物学功能，如锚固、固碳以及在土壤中寻找水和养分等。 近日，Plant Phenomics在线发表了美国冷泉港西蒙斯定量生物学中心、加州大学圣地亚哥分校及唐纳德·丹佛斯植物科学中心Sam Sultan等人题为A Statistical Growth Property of Plant Root Architectures的研究论文。 根系的分支密度和空间分布具有许多功能意义，也是该文章关注的重点。文章使用了一种基于凝胶的环境可控光学成像平台，该平台能够以无损的方式对根系进行大量测量，并输出根系结构的点云(Figure 1a)。之后，使用基于概率论的方法来研究根系结构的空间密度函数(Figure 1b)，该函数描述了在根系所占据的三维空间中的每个点是根系分支点的概率。 研究者分析了来自4个物种的1645个根系结构，发现所有结构的空间密度函数均具有种群相似性(Figure 2)。也就是说，尽
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帕金森病致病基因之LRRK2
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
想调整研究方向，获得学术研究突破口？想获得论文选题思路，提高发文命中率？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是和帕金森病相关的LRRK2基因。 基因基本信息 备注：标有√的意为赛业红鼠库有该种保存状态的小鼠 LRRK2基因研究概况 该基因是富亮氨酸重复激酶家族的成员，其编码的蛋白具有ankryin重复区、富亮氨酸重复(LRR)结构域、激酶结构域、dfg样基序、RAS结构域、GTPase结构域、mlk样结构域和WD40结构域。在家族性PD中，LRRK2的突变较之其他基因最为常见。此外，在发病年龄、疾病进展和运动症状方面，lrrk2相关性PD通常与散发性PD难以区分。 LRRK2突变相关的功能改变包括小泡运输和细胞骨架动力学、自噬和溶酶体降解、神经传递、线粒体功能、免疫和小胶质细胞反应的改变。需要注意的是，与LRRK2相关的帕金森病相关的假定的分子机制和退化特征与大多数单基因和散发性帕金森病没有区别。 图1. LRRK2的结构与功能。与蛋白-蛋白相互作用有关的区域为黄色和绿色，与GTPase功能有关的区域为紫色，激酶区域为蓝色。绿色标注的LRRK2突变位点表示其有明确的致病性。DOI: 10.1038/s41582-019-0301-2。 LRRK2与ERK1/2和Wnt信号通路的关系密切。LRRK2与这两条通路都对细胞核内的功能产生影响。在细胞核外，LRRK2通过抑制蛋白4E-BP1而增加的蛋白质翻译，以及线粒体自噬的增加都导致了自噬/溶酶体应激的状态。LRRK2促进细胞内钙离子的增加和激活ERK1/2依赖性的自噬和树突线粒体的下调。LRRK2和ERK1/2也通过磷酸化tau、肌动蛋白和微管蛋白等来调节细胞中的微管动力学。LRRK2还会触发了Wnt-β-catenin和ERK1 /2依赖的基因转录变化。突变的LRRK2表达的自噬、转录和细胞骨架效应有助于ERK1 /2依赖性的神经
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分子诊断技术大盘点
作者：德尔塔 日期：2022-04-15
分子诊断技术盘点 分子诊断技术是指以DNA和RNA为诊断材料，用分子生物学技术通过检测基因的存在、缺陷或表达异常，从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。分子诊断技术为疾病的预测、诊断、预防、**和转归提供了信息和决策依据，已广泛应用于传染病的诊断、流行病的调查、食品卫生检查、肿瘤和遗传病的早期诊断及法医鉴定等各个领域的研究。此次新冠疫情中，核酸检测等分子诊断技术也发挥了极大的作用。 近年来，分子诊断技术发展迅速，目前主要分为四大类，分别是基于核酸分子的杂交技术的分子诊断技术、基于 PCR 技术的分子诊断技术、基于基因芯片技术的分子诊断技术和基于基因测序技术的分子诊断技术。 基于核酸分子杂交技术的分子诊断技术 互补的核苷酸序列通过Watson-Crick碱基配对形成稳定的杂合双链分子DNA分子的过程称为杂交。杂交过程是高度特异性的，可以根据所使用的探针已知序列进行特异性的靶序列检测，常用的包括 Southern印迹杂交、Northern印迹杂交、原位杂交、荧光原位杂交（FISH）等技术。 核酸分子杂交具有很高的灵敏度和高度的特异性,因而该技术在分子生物学领域中已广泛地使用于克隆基因的筛选、酶切图谱的制作、基因组中特定基因序列的定性、定量检测和疾病的诊断等方面。因而它不仅在分子生物学领域中具有广泛地应用,而且在临床诊断上的应用也日趋增多。 基于 PCR 技术的分子诊断技术 PCR技术，即聚合酶链式反应，指体外扩增目的核酸片段的技术。PCR技术主要包括实时荧光定量PCR和数字PCR。 实时荧光定量PCR技术的操作过程在封闭体系中进行，能够有效降低污染概率，并且可通过对荧光信号监测从而进行定量检测，在临床应用最为广泛，已成为PCR中的主导技术。 数字PCR也称为单分子PCR，是近年来引起重视并迅速发展起来的一种突破性的核酸定量分析技术。该技术先将核酸模板进行稀释，分配到大量独立的反应单元中，使每个反应单元中只有单个模板分子，然后进行PCR扩增反应,扩增结束后对每
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