在不同功率激光照射下, 纳米金与周围介质会经历不同的物理学效应, 并产生宏观、微观和纳观三个层次的生物学效应及相应的应用。其中纳观效应的生物学应用和机理研究受到了关注并具有挑战性。本文针对纳米金激光纳观热效应的物理学机理研究及其相应模型进行综述, 比较了各种模型和测量方法的利弊, 对其生物学应用进行了论述, 指出了其中的某些发展趋势, 强调了纳米金激光纳观热效应研究的必要性和重要性。

目的: 探讨空心纳米粒子光敏剂与普通光敏剂在不同实验条件下对人HepG2肝癌细胞增殖的抑制作用及其作用机制。方法: 应用体内外培养的HepG2肝癌细胞, 以纳米化的photosan及photosan为光敏剂, 半导体激光器(波长630 nm)为光源进行光照射, 在不同的浓度光敏剂经不同剂量的光照后, 用MTT法测定光动力治疗后肝癌细胞的残存率, 并用流式细胞分析检测光动力治疗对肝癌细胞凋亡的影响, 采取Western blot检测光动力治疗肝癌后凋亡相关蛋白caspase-3和caspase-9的表达情况, 并建立裸鼠动物模型, 比较纳米粒子光敏剂与普通光敏剂在动物体内对肝癌抑制作用。结果: 纳米粒子光敏剂介导的光动力治疗对肝癌有明显的抑制作用, 在一定范围条件下, 随着光敏剂浓度的增加和激光剂量的的增大, 肝癌细胞的的残存率明显下降, 且纳米粒子光敏剂在同等条件下要优于普通光敏剂, 流式细胞分析显示, 空心纳米粒子光敏剂光动力治疗肝癌出现了明显的凋亡, 且比普通光敏剂更显著。Western blot 检测结果显示, 两种光敏剂均引起凋亡蛋白caspase-3和caspase-9的表达, 在空心纳米粒子光敏剂光动力作用组该两种蛋白的表达水平要明显高于普通光敏剂组。体内实验显示: 用纳米粒子光敏剂与普通光敏剂分别对裸鼠肝癌模型干预, 在生存期, 瘤体的体积大小, 纳米粒子光敏剂组显然优越于普通光敏剂组。结论: 空心纳米粒子光敏剂对肝癌细胞在体内外具有明确的抑制作用, 这种抑制作用可能通过引起凋亡相关蛋白高水平的表达, 从而促发凋亡通路的开放, 引起癌细胞发生凋亡。

研究不同表面处理条件下Er: YAG激光照射对牙釉质及牙本质修复效果的影响。80个样本随机分成牙釉质和牙本质2大组, 再根据处理方式随机分为4小组: ①酸蚀(37%磷酸); ②Er: YAG激光; ③自酸蚀粘接处理剂; ④Er: YAG激光+自酸蚀粘接处理剂。与树脂加强型玻璃离子水门汀(RMGIC)粘接后37 ℃水浴中储存24 h, 用万能测试机测定粘接剪切强度。牙釉质及牙本质组结果均为3、4小组粘结强度接近(P>0.05), 显著高于其他组(P<0.05), 1、2小组间粘结强度差别无统计学差异(P>0.05)。Er: YAG激光照射可替代37%磷酸酸蚀处理方法; G-Bond自酸蚀粘接处理剂可提高牙面与RMGIC间的粘结力, Er: YAG激光处理不影响该效果。

利用正置双光子显微镜系统和荧光探针标记技术, 观察脑内Ca2+分布, 建立测量活体动物脑内Ca2+动态变化的实验方法。制作活体动物颅骨开窗样本, 脑内负载Ca2+标记物Oregon Green 488 BAPTA-1和星型胶质细胞标记物Sulforhodamine 101, 利用双光子显微镜分别检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+分布和动作电位引起的Ca2+瞬变。结果显示双光子显微镜可探测到脑内250 μm处荧光信号, 图像清晰且信噪比高, 并能实时检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+信号的动态变化。活体脑内Ca2+检测技术平台的建立为基础研究和医药应用提供了在体实验依据。

自噬在细胞的生命过程中起了非常重要的作用, 它能通过清除受损的细胞器和过多的蛋白质以维持细胞内环境稳定基本能量代谢的稳定。然而, 自噬的持续激活可导致细胞器以及必需的蛋白质的过度消耗, 导致不依赖caspase的自噬性细胞死亡。因此, 通过这种自噬途径诱导细胞死亡可能是癌症治疗的一种新方法。在本研究我们发现, 硫链丝菌素能够减少非小细胞肺癌PC- 9细胞的细胞活力和诱导细胞凋亡。另外, 我们发现硫链丝菌素诱导了PC- 9细胞自噬。此外, 我们也发现硫链丝菌素诱导的细胞凋亡可以被自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)阻止。这些结果表明, 硫链丝菌素促进人体非小细胞肺癌细胞的自噬性死亡。在本研究我们的发现也提示硫链丝菌素联合自噬诱导剂可能在临床上对治疗人非小细胞肺癌有效。

研究皮肤纹理经过UVB光照射后的变化情况并对其进行识别。具体地, 采取图像纹理分析方法, 对经过光照射后不同时期的小鼠皮肤图像提取纹理特征, 进而建立一种新的皮肤纹理识别模型。采用空间灰度共生矩阵法提取图像纹理的4个主要特征, 即: 能量, 熵, 惯性矩, 相关度, 然后利用神经网络中的NNtool对皮肤纹理图像进行训练和分类识别。实验结果很好地证明了这种纹理分析和识别方法的可行性和有效性。

本文以微波热声效应为基础, 报道了一种重建生物组织电导率相对分布图像的方法。和传统的微波热声像相比, 重建得到的组织电导率图像消除了由于微波场能量密度分布不均匀带来的影响, 能够准确的反映组织的介电特性差异, 实现对肿瘤的早期发现。本文首先从理论上详细推导了获得生物组织电导率分布图像的原理, 然后在实验中通过结合已有的脉冲微波成像系统, 重建得到了一块肌肉组织的电导率分布图像。实验结果表明利用热声成像技术, 组织的电导率分布图像能够被清晰的重建, 本研究为推进热声成像技术的实用性打下了理论和实验基础。

目的: 分析研究胃正常和癌变粘膜组织的拉曼光谱特征, 为拉曼光谱应用于胃癌的临床检测诊断奠定基础。方法: 收集胃镜检查中活检的19例正常和12例癌变胃粘膜组织标本, 采用785 nm激发光拉曼光谱仪进行拉曼光谱采集。比较分析胃正常和癌变粘膜组织的拉曼光谱特征差异并研究其区分正常和癌变组织的价值。结果: 1)特征峰1 098 cm-1、1 444 cm-1、1 555 cm-1、1 660 cm-1等在胃癌组织中发生了移位, 平均位移(2.57±1.28)cm-1, 以红移为主; 2)癌变组织中相对峰强比I1087 cm-1/I1207 cm-1≥1.87, 其区别胃癌和正常胃粘膜组织的准确率、灵敏度和特异度分别为87.1%、83.3%、89.5%; 3)癌组织中增加了表征蛋白质的特征峰1 262 cm-1、1 586 cm-1, 但同时减少了表征蛋白质和脂质特征峰1 172 cm-1。结论: 拉曼光谱不仅可以准确区分正常和癌变, 而且可以探索癌变相关的分子生化改变。拉曼光谱在胃癌的跟踪发现和检测诊断中具有良好前景。

螺旋藻是一种经济价值很高的微藻。针对螺旋藻的高光效性, 在不同波长LED灯照射下, 研究光照对螺旋藻生长速率的影响。结果表明, 在螺旋藻的养殖中, 经过红光(650-675 nm)、绿光(522-532 nm)和蓝光(465-475 nm)处理后, 获得最大螺旋藻的干物质含量分别为1.232 g/L、1.195 g/L、0.742 g/L; 红光处理过的螺旋藻生长速度最快, 所得的干物质含量比对照样增加了66.04%。

目的: 研究通辽地区女性患者下生殖道人乳头瘤病毒(HPV)感染率和基因型分布。方法: 采用凯普导流杂交法, 对364例妇科就诊患者宫颈标本进行HPV基因分型检测。 结果: HPV基因检测总阳性率为17.03%(62/364), 阳性患者中单一感染率为70.97%(44/62), 多重感染率为29.03%(18/62); 共检出16种HPV亚型, 包括高危型12型, 低危型4型, 感染以HPV31、HPV18、HPV16三种亚型最多见, 所占比例分别为13.09%、11.90%、10.71%。结论: 通辽地区妇科门诊女性患者HPV感染以HPV31、HPV18、HPV16三型较为多见, 常见感染亚型总体符合亚洲人群分布规律, 但又具有独特的地区分布特点。

目的: 明确miR-223在胶质瘤细胞中对PAX6基因3′-UTR的靶向调控作用。方法: 生物信息学软件预测PAX6基因3′-UTR的靶向miRNAs; 分别构建野生型和突变型PAX6基因3′-UTR双荧光素酶报告基因质粒; 共转染miR-223 mimics与野生型和突变型双荧光素酶报告基因质粒于U251细胞中, 双荧光素酶检测系统测定荧光素酶活性。结果: 生物信息学软件预测显示PAX6可能是miR-223的靶基因; 与转染野生型PAX6 3′-UTR-psiCHECKTM-2质粒组和转染突变型PAX6 Mut 3′-UTR-psiCHECKTM-2质粒组相比, miR-223 mimics能明显降低野生型荧光素酶质粒活性。结论: miR-223能够靶向负性调控PAX6基因3′-UTR的活性。

植物核苷二磷酸激酶(NDPKs), 属于蛋白激酶家族, 参与植物的多种生理生化过程, 在植物响应非生物胁迫过程中发挥重要作用。NDPK2基因转化紫花苜蓿, 对提高紫花苜蓿的耐逆性具有重要意义。试验以“敖汉”苜蓿下胚轴的再生系统为基础, 通过农杆菌介导法将SWPA2驱动的AtNDPK2基因转入紫花苜蓿下胚轴, 获得抗性植株。通过PCR初步检测证明该基因已经整合到“敖汉”苜蓿的基因组, 阳性植株转化率为23.3%。不同浓度NaCl胁迫测定转基因植株的SOD、POD活性及质膜相对电导率、 MDA含量, 结果发现在0.4%～1.0%NaCl胁迫下转基因植株的SOD、POD酶活性显著高于对照, 相对电导率、MDA含量显著的低于对照, 进一步说明AtNDPK2基因的转入增强了“敖汉”苜蓿的耐盐性。

小麦籽粒中高分子量麦谷蛋白的含量与小麦的品质密切相关。通过Blast检索和生物信息学分析设计小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的特异引物, 以优质小麦济麦20基因组DNA为模板, 通过PCR扩增后测序, 获得长度为2 619 bp的序列。生物信息学分析表明其开放阅读框长度为2 520 bp, 编码839个氨基酸残基, 与GenBank数据库中的Dx5蛋白质一致性最高达到99%, 且具有高分子量麦谷蛋白亚基结构域。该序列命名为JMDx5, 提交GenBank数据库后被接收, 登录号为KJ144185, 为后续研究其表达机理及改良小麦品质奠定了基础。

鱼类体色观察常以鳞片为材料, 鱼鳍和鳞片都是皮肤的衍生物, 采用Nikon光学显微镜系统, 对白鲫和红鲫鱼鳍及相邻体位鳞片的色素细胞组成、分布及形态结构等进行了比较观察。鱼鳍薄而透明, 显微镜下观察发现鱼鳍从近体端到远体端在色素细胞总体分布上呈现出由密集逐渐稀疏的变化特征。白鲫背、胸、腹、臀、尾鳍五种鱼鳍中都分布有黑色素细胞、黄色素细胞和红色素细胞三种色素细胞类型。红鲫鱼鳍中则仅观察到黄色素细胞和红色素细胞两种色素细胞类型。同时不同部位鱼鳍与其基部相邻鱼鳞上层在色素细胞的组成上是一致的。在白鲫和红鲫的鳞片中均存在着丰富的虹彩细胞, 但在鱼鳍中未观察到典型的虹彩细胞的分布, 提示在鱼类体色发育中, 虹彩母细胞可能具有与其它几种色素母细胞不同的迁移途径。

为确定黄瓜中愈伤组织继代培养中激素浓度的最佳组合, 以黄瓜不同外植体, 诱导初代愈伤组织, 利用最佳外植体子叶诱导的愈伤组织进行继代培养, 采用响应面设计分析方法, 进行二次多项式回归拟合, 预测数学模型, 并进行激素浓度组合寻优。结果表明: 模型的决定系数 R2为0.9957; 激素浓度的最佳组合为MS+6-BA 1.009 mg/L+IAA 0.5502 mg/L+AgN03 1.1026 mg/L

Ubiquitin-specific protease7 (USP7) 属于半胱氨酸蛋白酶, 是去泛素化酶家族Deubiquitinases(DUBs)的重要成员之一。近年来研究表明USP7能调节细胞内众多蛋白底物的活性和功能, 包括抑瘤蛋白、DNA修复蛋白、免疫应答蛋白、病毒蛋白、表观遗传调节子等, 在疾病的发生发展中起着重要的作用。这篇文章综述了USP7在细胞中的功能作用以及在肿瘤和病毒性疾病中的最新研究进展。

以山西农业大学培育的冬小麦031165为供试材料, 对水、旱地小麦采用浓度均为1 000 mg/kg的稀土溶液［La(NO3)3, Ce(NO3)3］进行浸种, 研究其对小麦根苗生长、抗氧化酶系活性及产量的影响。结果表明: 干旱胁迫抑制了小麦根苗生长, 降低了小麦的实际产量。无论干旱胁迫与否, 稀土浸种均能显著提高不同生育期小麦株高、地上干重、叶面积及根系生物量; 稀土浸种可提高部分生育期旗叶中SOD、POD活性, 降低胞内MDA含量, 显著提高小麦产量和经济系数, 且在干旱胁迫下作用较明显。从整体上看, Ce浸种对小麦生长的促进作用比La浸种明显。