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SARS的分子机制

乙肝病毒特性与致病机理研究进展

https://www.doczj.com/doc/b216547269.html, 乙肝病毒特性与致病机理研究进展 王晓冬,王峰,吕月蒙,李强,张国峰,孙涛,贾亚雄 甘肃农业大学生命科学技术学院,甘肃兰州(730070) E-mail :wangxiaodong505@https://www.doczj.com/doc/b216547269.html, 摘要:乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus, HBV)是引起中国及东南亚一带病毒性肝炎的主要病原之一,有半数以上HBV 感染的患者将会发展为慢性肝炎(Chronic Hepatitis, CH)、肝硬化(Liver Cirrhosis, LC),甚至肝细胞性1fl 癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC ),常被形象的称之为“慢性肝病三步曲”。新近有多项研究表明活化的T 细胞反应可能在HBV 感染的慢性化和肝细胞损伤过程中起重要作用。CD4+Th 细胞可分为Thl 和Th2细胞,分别介导两种不同的免疫学效应。Thl 细胞主要分泌IL-2, IFN- X 和肿瘤坏死因子(TNF)等细胞因子,参与细胞免疫应答;Th2细胞主要分泌IL-4, IL-5, IL-6和IL-10等细胞因子,参与体液免疫应答;Thl/Th2的平衡决定了免疫应答的有效性和安全性。Thl 与Th2之间存在相互制约或促进左右,细胞因子组成一个复杂的分子网络,参与调节炎症反应以及器官功能的自我稳定。 关键词:细胞因子,乙型肝炎病毒,细胞毒性T 淋巴细胞 1.引言 乙型病毒性肝炎(hepatitis B, HB )是由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV )引起的。HBV 的感染不仅可以导致急、慢性病毒性肝炎和重性肝炎,而且还与肝硬化(liver cirrhosis, LC )和肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发生、发展密切相关。20﹪的慢性乙肝患者将发展成为肝硬化,HBV 慢性感染的人罹患HCC 的危险性是正常人的100倍。HBV 感染呈世界性分布,其中西欧、北美、澳大利亚为低流行区,乙性肝炎病毒表面抗原(hepatitis B surface antigen, HBsAg )携带率在2﹪以下;东欧、日本、南美、北美和地中海国家为中流行区;中国、东南亚与南非为高流行区(HBsAg 携带率10﹪左右)。全世界共有约3.5亿人为HBsAg 慢性携带者,其中3/4在亚洲。HBV 感染导致全球每年50~120万人死亡,其中死于HCC 的约占32万。我国是HBV 感染的高发区,约60﹪的人群感染过HBV ,10﹪的人群为携带者,多达1.2亿。现有乙型肝炎患者约为1200万,年发病率为158/10万[1-4]。随着HBV 疫苗在1982年的问世,HBV 感染率大大降低,抗病毒药物的出现也使乙型肝炎的治疗取得了一定的进展。但是,乙型肝炎的现状仍然不容乐观,现有乙型肝炎患者及带毒者数量庞大,面临发展为肝硬化和肝癌的危险,不幸的是,到目前为止,还没有针对HBV 的特效药物。因此,乙型肝炎的治疗至少在今后50年内仍然是一个严重的问题,寻找更有效的治疗途径是医学研究的重大课题。 2.HBV 的生物学特性 2.1 HBV 的生物学分类 1986年国际病毒革命委员会正式将人类HBV 划归为一个新的病毒科——嗜肝DNA 病毒科(Hepadnaviridae )的成员。该科病毒成员除了人HBV 外还有:(1)东方土拨鼠肝炎病毒(GHV ),1978年在美国新泽西州和马里兰州等地的野生土拨鼠发现该病毒。东方土拨鼠肝炎和肝癌的发病率较高;(2)地松鼠肝炎病毒(GHV ),是1980年在美国南加州的地松鼠中发现的;(3)鸭乙型肝炎病毒(DHBV ),1981年在我国江苏省启东县肝癌高发区分

替比夫定的分子结构和作用机制

替比夫定是最新抗乙肝新药,用于有病毒复制证据及有血清转氨酶(ALT或AST)持续升高或有肝组织活动性病变证据的慢性乙型肝炎成年患者。所含有效成份替比夫定为天然胸腺嘧啶脱氧核苷的自然L—对映体,是人工合成的胸腺嘧啶脱氧核苷类抗乙肝病毒HBV药物。替比夫定为天然胸腺嘧啶脱氧核苷的自然L型对应体,是人工合成的胸腺嘧啶脱氧核苷类抗乙肝病毒(HBV)DNA多聚酶药物。替比夫定在细胞激酶的作用下被磷酸化为有活性的代谢产物-腺苷,腺苷的细胞内半衰期是14小时。替比夫定5’-腺苷通过与HBV天然底物胸腺嘧啶的5’-腺苷竞争,从而抑制HBV DNA多聚酶的活性;通过整合到HBV DNA中造成乙肝病毒DNA 链延长的终止,从而抑制乙肝病毒的复制。替比夫定同时抑制乙肝病毒DNA第一链和第二链的合成。 替比夫定(telbivudine, Tyzeka)片2006年10月美国FDA批准Idenix Pharma公司的替比夫定用于治疗乙型肝炎病毒(HBV)感染。替比夫定为对HBV有活性的胸腺嘧啶核苷的合成类似物,为天然核苷胸腺嘧啶的未修饰的β- L 对映体。其分子式为C10H14N2O5,相对分子质量为242.23。 化学名称:1-(2-去氧-β-L-呋喃核糖)-5-甲尿嘧啶 作用机制:替比夫定为对HBV DNA 聚合酶有活性的合成胸腺嘧啶核苷类似物。被细胞激酶磷酸化为活性三磷酸形式,在细胞内半衰期为14 h。5′- 三磷酸替比夫定通过与天然底物5′-三磷酸胸腺嘧啶竞争,抑制HBV DNA聚合酶(逆转录酶)。5′- 三磷酸替比夫定掺入至病毒DNA,引起DNA链终止, 造成HBV复制的抑制。替比夫定为HBV第1条链〔EC50 值=(1.3 ±1.6)μmol L-1〕和第2条链〔EC50 =(0.2 ±0.2)μmol L-1 )〕合成的抑制剂。5′-三磷酸替比夫定的浓度达100 μmol L-1时不抑制人细胞DNA聚合酶α,β或γ。HepG2细胞用浓度达10 μmol L- 1的替比夫定处理,未观察到线粒体毒性。 (我觉得这个可以不用)抗病毒作用:在鸭乙型肝炎病毒感染的鸭肝细胞中和HBV病毒表达的人类肝细胞株2.2.15中观察替比夫定的抗病毒作用,结果为:替比夫定抑制50%病毒DNA复制的浓度(IC50)在两类细胞系统中为0.2um左右。在细胞培养中,替比夫定的抗病毒作用不被核苷类HIV逆转灵酶抑制剂(NRTIs)--去羟肌苷Didanosin和司他夫定抵抗,而与阿德福韦联用具有协同效果。替比夫定抗HIV-1病毒的作用低(EC50value>100um),但不抵抗阿巴卡韦、去羟肌苷、恩曲他滨、拉米夫定、司他夫定、泰诺福韦(Tenofovir)和齐多夫定。 药物相互作用:替比夫定通过肾小球滤过和肾小管被动扩散的方式经肾脏排泄,故与其它经肾小管分泌的药物发生相互作用的可能性很小。替比夫定与其它经肾小管分泌的药物或改变肾小管分泌功能的药物合用可能增加替比夫定或合用药物的血清浓度。 适应证和用途:替比夫定适用于治疗有病毒复制证据、存在血清转氨酶(ALT或AST)持续升高或组织病理学活动疾病证据的成年慢性乙型肝炎患者。 警告:曾报道单独用核苷类似物或与抗逆转录病毒药联用引起乳酸性酸中毒和有脂肪

病毒的致病机理

病毒的致病机理 从分子生物学水平分析,病毒致病特征与其他微生物的差异很大;但从整个机体或群体上研究,发现病毒感染的流行病学和发病机理与细菌感染有很多相似之处。 病毒侵入机体是否引起发病,取决于病毒的毒力和宿主的抵抗力(包括特异性和非特异性免疫因素),而且二者的相互作用受到外界各种因素的影响。 第一节病毒感染 病毒感染:指病毒侵入体内并在靶器官细胞中增殖,与机体发生相互作用的过程。 病毒性疾病:指感染后常因病毒种类、宿主状态不同而发生轻重不一的具有临床表现的疾病。有时虽发生病毒感染,但并不形成损伤或疾病。 一、病毒侵入机体的途径 二、病毒感染的类型 1、按有无临床症状,分为: (1)隐性感染 病毒进入机体后不引起临床症状的感染,对组织和细胞的损伤不明显。 相关因素:病毒的性质、病毒的毒力弱、机体防御能力强 隐性感染虽不出现临床症状,但病毒仍可在体内增殖并向外界播散病毒,成为重要的传染源。 (2)显性感染 某些病毒(如新城疫病毒、犬细小病毒等)进入机体,可在宿主细胞内大量增殖,造成组织和细胞损伤,机体出现明显的临床症状。 2、依病毒在机体内滞留时间的长短,分为: (1)急性感染

病毒侵入机体后,在细胞内增殖,经数日以至数周的潜伏期后突然发病。 在潜伏期内,病毒增殖到一定水平,造成靶细胞损伤,甚至死亡,从而导致组织器官的损伤和功能障碍,出现临床症状。宿主动员非特异性和特异性免疫因素清除病毒。特点是潜伏期短、发病急、病程数日至数周;病后常获得特异性免疫(因此,特异性抗体可作为受过感染的证据) (2)持续性感染 病毒可长期持续存在于感染动物体内数月、数年,甚至数十年,一般不显示临床症状;或存在于体外培养的细胞中而不显示细胞病变。 持续性病毒感染有病毒和机体两方面的因素:机体免疫功能低下,无力完全清除病毒;病毒在免疫因子不能到达的部位生长;有些病毒可产生缺损型干扰颗粒(DIP);某些病毒基因可整合道宿主细胞的基因组中;某些病毒无免疫原性(如朊病毒),不产生免疫应答;某些病毒对免疫细胞亲嗜,使免疫功能发生障碍或消失。 持续性感染有下述4种类型: ①潜伏感染 经急性或隐性感染后,病毒基因组存在于一定组织或细胞内,但并不能产生感染性的病毒子。 在某些条件下病毒可被激活而急性发作,病毒仅在临床出现间歇性急性发作时才被检出。在非发作期,用一般常规方法不能分离出病毒。 ②慢性感染 经显性或隐性感染后,病毒并未完全清除,可继续感染少部分细胞,也能使细胞死亡,但释放出的病毒只感染另一小部分细胞,因此不表现病症;病毒可持续存在于血液或组织中并不断排出体外,病程长达数月至数十年。 ③慢发感染 病毒感染后潜伏期很长可达数月、数年甚至数十年之久。平时机体无症状,也分离不出病毒。一旦发病出现慢性进行性疾病,最终常为致死性感染。 ④急性感染的迟发并发症 可在急性感染后1年或数年,发生致死性的疾病。如:犬瘟热→脑炎、猫全白细胞减少症→小脑综合征 兽医临床常见的具有持续性感染特性的病毒 疾病名称病毒分类持续感染方式持续部位 口蹄疫小RNA病毒科 口蹄疫病毒属 短期循环动物咽部 猪水疱病小RNA病毒科 肠道病毒属 短期循环 抵抗力强的病毒 动物咽部 牛瘟、犬瘟热、新城疫副粘病毒科短期循环动物咽部蓝舌病呼肠孤病毒科中间宿主,持续感染,先天性造血系统

植物春化用的分子机理

植物学通报 2006, 23(1): 60 ̄67收稿日期: 2005-04-25; 接受日期: 2005-07-13 基金项目: 国家自然科学基金项目(30570164)和山西省自然科学基金(20051067)*通讯作者 Author for correspondence. E-mail: shuqing@https://www.doczj.com/doc/b216547269.html, 植物春化作用的分子机理 赵仲华 曾群 赵淑清* (山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室 太原 030006) 摘要 春化作用在控制高等植物开花中起着重要的作用。本文综述了近年来以拟南芥(Arabidopsis thaliana )和冬小麦(Triticum aestivum )为主要研究对象进行的有关春化作用分子机制的研究; 概括和分析了已经分离得到的与春化有关的基因的功能及其调控方式以及各基因间的相互作用。关键词 春化作用, 春化相关基因, 春化分子机制 The Molecular Mechanism of Vernalization in Plants Zhonghua Zhao, Qun Zeng, Shuqing Zhao * (Key Laboratory of Chemical Biology and Molecular Engineering of Ministry of Education, Institute of Biotechnology, Shanxi University , Taiyuan 030006) Abstract Vernalization plays an important role in regulation of flowering time in higher plants.This paper reviews recent advances in the studies of the molecular mechanism of vernalization in Arabidopsis thaliana and wheat (Triticum aestivum ), which include the vernalization-related genes, the manner of flowering control by such genes, the relation between these genes and the molecular mechanism of vernalization. Key words vernalization, vernalization-related genes, molecular mechanism 开花是高等植物由营养生长向生殖生长的转变过程, 是植物个体发育和后代繁衍的中心环节。这一发育的转变过程是通过植物体内部自身的发育条件和外部的环境因素共同决定的。温度是影响植物开花的一个重要的环境因素。大多数冬性一年生或二年生植物在其种子萌动期或营养生长初期必须经过一定时期的低温处理(通常为4℃, 2~8周)才能开花。这一低温处理一定时期而促进植物开花的作用称为春化作用(种康等, 1999)。 春化作用具有以下几个特征。(1)春化作用是一个缓慢的量变积累的过程, 有其作用的 临界点, 只有当低温处理足够长的时间后, 植株才会产生明显的春化反应。(2)春化作用并不改变植物的基因, 不具有遗传性。春化作用的效果只可通过有丝分裂在当代植株中保持稳定, 而不能通过有性生殖传递给后代。(3)春化作用的感受位点在植物的茎尖和根尖, 只有有分裂活性的细胞才能对春化作用做出反应。(4)春化作用并不直接导致开花, 而只是在很大的程度上加速了开花的进程(种康等,1999)。 春化作用最早于20世纪初由Gassner (1918)提出, 但人们对其机理的认识一直只停 .专题介绍.

的分子机制

附件1 G6PD基因G487A位点突变调控黑色素瘤增殖 的分子机制 一、项目基本情况 候选人:朱月春,杨银峰,况应敏,田兴亚,胡滔, 张春华,蔡天池,唐琼玲,李丹怡,吕会茹, 任娜,张正 完成单位:昆明医科大学 推荐单位:云南省教育厅 项目所属学科:基础医学 任务来源:国家计划 计划名称和编号: 1.国家自然科学基金项目《红细胞G6PD缺乏时溶血机理的研究》,项目编号:39960027,2000/01-2002/12、13万元,主持人田兴亚。 2.国家自然科学基金项目《云南阿昌族G6PD基因扫描及其克隆表达》,项目编号:30460049,2005/01-2007/12、20万元,主持人朱月春。 3.国家自然科学基金项目《G6PD与人皮肤黑色素瘤STAT5信号传导通路的研究》,项目编号:30860322,2009/01-2011/12、20万元,主持人朱月春。 4.国家自然科学基金项目《G6PD和NADPH氧化酶调控人黑

色素瘤细胞ROS水平及STAT5活性的分子机制》,项目编号:81160246,2012/01-2015/12、55万元,主持人朱月春。 二、项目简介 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)是磷酸戊糖途的关键酶。人G6PD基因位于Xq2.8,G6PD缺陷不仅引起新生儿黄疸、药物或食物诱导的急性溶血和慢性非球形红细胞性贫血等血液病,还与其他疾病如疟疾、肿瘤、糖尿病、艾滋病等有关。G6PD缺陷是人类最常见的遗传病之一,全世界患病人数超过4亿;云南省是G6PD缺乏症的高发区,并且G6PD 基因变异存在民族及地域性差异,是云南省少数民族高发的基因变异之一。同时,云南也曾经是疟疾流行区,而G6PD缺陷常被认为是疟疾阳性选择的结果。 该研究结合云南地域和民族的特点,在上述4项国家基金资助下,应用生化与分子生物学技术,历时16年,从云南少数民族G6PD基因变异及其溶血机理、到阿昌族G6PD基因克隆表达及酶动力学,重点研究了G6PD在UV密切相关黑色素瘤发生发展中的作用与分子机制,构成了从溶血性疾病到肿瘤的G6PD基因-功能系列研究并获得了如下发现: 1.调查了云南阿昌族G6PD缺陷的发病率,鉴定了云南阿昌族G6PD新单体型G6PD 487G>A/IVS5-612(G>C),并从酶动力学和分子建模阐明了G6PD 487G>A所致急性溶血的可能机理。 2.构建了稳定敲低G6PD、NOX4表达的人黑色素瘤A375稳转细胞株(A375-G6PDΔ、A375-NOX4Δ),构建了G6PD过表达的A375-G6PDΔ-G6PDWT和A375-G6PDΔ-G6PDG487A稳转细胞株。

狂犬病毒致病机理:基于灭活及减毒疫苗免疫的发现

(此文是一篇专业论文的全文翻译,本来是作内部参考用,但因很多网友关心这方面的问题,而在网上对相关问题常有过时或错误的观点流传,所以在此全文发布,供感兴趣的网友参考。因主要是供本专业人员阅读的文献,对其他专业或一般读者,其中有些内容可能不易理解,可先只看摘要。我们以后争取能有时间作一些简化的解读。) 摘要 虽然狂犬病疫苗的应用已经有一个多世纪的历史,但是狂犬病疫苗通过免疫接种或天然感染后引起机体免疫应答的具体机制仍不太清楚。本研究通过减少灭活和减毒活疫苗剂量,分别采用常规、提前或延迟的处治方案来比较所产生的不同保护效果。分别对2月龄叙利亚地鼠、4周龄ICR小鼠或成年猕猴接种犬狂犬病毒(RV)变种。在暴露后6小时、1、2、3、4、5、6和7天开始处治。应用单剂或多剂灭活疫苗(HDCV)、反向遗传技术构建的减毒活疫苗或γ射线灭活的ERAG333疫苗进行肌肉接种。对病毒在这些啮齿类动物模型中的传播动力学进行监测。结果发现,RV在感染4天后播散到脊髓,6天到达脑部。在暴露后迟至5-6天才接种ERAG333活疫苗的地鼠全部死亡。而在6小时、1、2、3和4天分别接种一个剂量的ERAG333活疫苗的存活率分别是78%,44%,56%,22%和22%。与此相似,在暴露后24小时接种灭活ERAG333疫苗,地鼠存活率是67%。如果标准预防方案――埃森(Essen)方案推迟3-6天才执行,则所有的地鼠全部死亡,而暴露后1-2天即开始进行预防的地鼠的存活率分别是67%和33%。猕猴在暴露后24小时接种一剂减毒的ERAG333疫苗即可获得保护力。即使预防延迟,高度减毒(活的)和灭活的ERAG333疫苗也可诱导强有力的保护性免疫反应。按照埃森方案,采用2-5剂商品疫苗和人狂犬病免疫球蛋白(HRIG)进行预防,实验动物的存活率可达89-100%。经缩减的疫苗接种程序仍可以提供有效的预防,接种疫苗的剂量总数不影响结果。 1. 引言 狂犬病一旦发病就会致命,但是如果能够尽早采取适当的暴露后预防(PEP),完全可以避免疾病发生。到目前为止,还没有单独的任何一种药物具有特异性的治疗效果,但是联合采用不同生物制剂的治疗方案可发挥协同作用,已成功地应用于实验性治疗。目前,PEP仍是在暴露后唯一有效的预防人类狂犬病的方法。 现代的PEP主要包括被动免疫和主动免疫,被动免疫是早期输入针对狂犬病毒(RV)的中和性抗体,这些抗体是由病毒的有效成分刺激产生的;而经诱导产生的主动免疫则可进一步清除外周组织的病毒。在接种的疫苗能产生主动免疫应答之前,被动输入免疫球蛋白所提供的病毒中和抗体(VNAs)可以填补机体抵抗力暂时的空缺,这是PEP的一个重要组成部分,特别是对于严重的暴露。以往的实验表明,体液免疫对清除外周RV作用很大,而细胞免疫应答则作用有限。PEP一方面可以快速诱导免疫应答,还可以使机体产生持续的免疫记忆,这是PEP的另一个重要作用。 在过去的一个世纪中,狂犬病疫苗生产所用的基质、减毒和灭活的水平和方式,以及接种途径都发生了巨大变化。同时,由于疫苗免疫原性、有效性和安全性的提高,PEP经肌肉途径接种疫苗的剂量从原来的21剂以上逐渐减少到现在的4剂。关于未来的疫苗产品,亚单位、DNA和重组活疫苗都正处在实验评估阶段。

生物钟及其基因的研究

生物钟及其基因的研究综述 摘要:生物钟( biological clock) ,也称生物振荡器( Oscillators) 。这是一种近昼夜节律,受外界因素,尤其是光的调节。当没有外界因素存在或一直处于黑暗的状态下,生物体内的各种活动仍然具有节律。由此可见,生物节律是由其内在的生物钟所控制的。从单细胞生物到多细胞生物,从原核生物到真核生物,这种昼夜节奏现象在生物界中广泛存在。因此关于它的特征、意义和机理的研究日益受到人们重视。这种节律系统包括输入机制、内在的生物钟和输出机制。三者彼此协调才能使生物的各种活动具有节律性。而内在的生物钟机制,实际上是一些生物钟基因相互作用的结果。 关键词:生物钟钟基因拟南芥 一、第一个生物钟基因 果蝇per基因是第1个被克隆的生物钟基因,第二个是tim基因。然后人们才对昼夜节律的分子机制有了较深人的了解。随着对其他的生物钟基因的相继发现,一种公认的生物钟分子调控机制——反馈调节回路凸现出来。以往的研究表明,tim 基因在此反馈回路中发挥着重要作用。且tim对行为节律的作用可能与per基因的产物有关,而tim基因对生物多种活动节律具有协同进化关系。 二、生物钟基因的表达 早期的研究已经指出,昼夜节奏的表现可能涉及到细胞内的生物化学过程。现在已经清楚,这种昼夜节奏与基因的节奏性表达有关。这些基因常常受到生物钟的调节,它们的表达 量伴随着昼夜循环发生规律性变化。例如在拟南芥中编码富含甘氨酸的蛋白质基因Cc1 和

CC2等等。这些基因的mRNA水平都表现出昼夜规律性起伏,表明生物钟调节的机制有可能 发生在转录水平上,使基因周期性“开放”与‘关闭”,从而表现出节奏性转录的特征。然而,在许多昼夜节奏活动中,mRNA的合成并没有明显的节奏变化,可见生物钟调节反应不仅仅局限于转录水平。如果是非转录水平的调节,根据人们的研究,可能发生在RNA加工、蛋白质翻译以及翻译后的蛋白质修饰等环节上,由此可导致最终产物的量或形式的变化。 三、拟南芥生物钟分子机制 微阵实验表明至少有6% 的拟南芥基因是节律性表达的,在白天和黑夜的所有阶段都有表达峰(Harmer et al,. 2000;Schaffer et al, 2001) 拟南芥生物钟振荡器第一个稳定的模式(Alabadi et al. 2001)包含有3个基因:编码与Myb 相关的转录因子的CCA1(CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1) 、LHY((LATE ELONGATED HYPOCOTYL) 和一个伪反应调控子TOC1(TIMING OF CABEXPRESSION 1) 。TOC1 的强功能缺失等位基因LHY和CCA1的双重突变体,或是这些基因的任何一个的组成型过量表达都能引起在持续光照或持续黑暗下的无节律性(Schaffer etal.1998; Makino et al. 2002; Mizoguchi et al.2002; Mas et al.2003) 。但是现在还不知道植物在光暗周期下保持节律和持续光照(或黑暗)条件下某些植物能短暂保持节律的原因。CCA1/LHY 蛋白在深夜和凌晨过量表达,与TOC1启动子的黑夜元件(AAATATCT)相结合从而抑制TOC1的表达(Harmer et al.2000; Alabadi et al. 2001; Mizoguchi et al.2002)。当傍晚CCA1/LHY 水平下降时,TOC1 蛋白可能激活CCA1/LHY的转录,从而形成了转录反馈环的轮廓(Alabadi et al.2001)。这种激活可能是间接的,因为夜间至少还需要以下3种基因与TOC1共表达: ELF3(EARLYFLOWERING 3) (Schaffer et al, 1998)、GI(GIGANTEA) (Fowler et al,1999) 和GIF4(EARLY-FLOWERING 4) (Doyle et al.2002)。这些基因编码的蛋白的生化功能还不是很清楚。自相矛盾的是,TOC1 的过量表达,某种程度上会减弱而不是激活 C C A 1 的表达(Makino et al.2002; Mas et al.2003)。

病毒的致病机制

病毒的致病机制 (一)病毒对细胞的致病作用。主要包括病毒及其衍生物对细胞的直接损伤和机体免疫病理反应。 1.溶细胞作用:病毒在宿主细胞内增殖成熟后,短时间内释放大量子代病毒造 成细胞破坏而死亡。主要机制包括阻断细胞大分子合成(由病毒编码的早期蛋白,通过各种途径抑制、阻断细胞核酸或蛋白质合成),损伤细胞器(包括细胞核、内质网、线粒体等,常使细胞出现浑浊、肿胀、圆缩等改变),改变溶酶体结构和通透性(可导致细胞自溶),引起细胞膜抗原改变(造成细胞融合或引起免疫性细胞损伤),产生毒性蛋白伤害细胞。 2.稳定状态感染:指有的病毒在宿主细胞内增殖过程中,对细胞代谢、溶酶体 膜影响不大,并且以出芽方式释放病毒,过程缓慢、病变较轻,段时间不会引起细胞溶解和死亡。但细胞稳定状态感染常造成细胞膜成分改变和细胞膜受体的破坏,经病毒长期增殖、多次释放后,细胞最终仍会因能量和营养物质消耗殆尽而亡。 3.细胞凋亡:某些病毒感染细胞后(如腺病毒、HPV和HIV等),病毒可直接 或由病毒编码的蛋白因子的间接作用,诱发细胞凋亡。 4.病毒基因组的整合:病毒遗传物质核酸可全部或部分整合入细胞DNA中, 造成宿主细胞基因组的损伤。有的病毒整合的DNA片段可造成染色体整合处基因的失活和附近基因的激活等现象。有的整合病毒基因可表达出对细胞有特殊作用的蛋白质造成一定的影响。 5.细胞的增生和转化:少数病毒感染细胞后不会抑制宿主细胞DNA的合成, 反而促进细胞DNA的合成,并使细胞形态发生变化,失去细胞间接触性抑制而成堆生长。部分细胞可转化为肿瘤细胞。

6.包涵体的形成:细胞被感染后,在胞浆或细胞核出现光镜下可见的斑块状结 构。这些包涵体由病毒颗粒或未装配的病毒成分组成或是病毒增殖留下的细胞反应痕迹。包涵体可破坏细胞的正常结构和功能,有时引起细胞死亡。(二)病毒对机体的致病作用 1.病毒对组织器官的亲嗜性和组织器官的损伤:病毒性感染具有宿主种属特异 性和组织嗜性,而这种特性由细胞膜上的病毒受体的特异性决定。病毒的细胞、组织和器官亲嗜性造成了病毒对特异组织器官的损伤,形成临床上不同系统疾病。 2.免疫病理损伤:病毒抗原以及感染细胞后产生的自身抗原会导致机体的变态 反应和炎症反应。 ①.体液免疫病理作用:许多病毒能诱发细胞表面出现新抗原,当特异性抗 体与这些抗原结合后,在补体参与下引起细胞破坏。有的病毒抗原与相应抗体结合形成免疫复合物,可长期存在于血液中,当这种免疫复合物沉积在某些器官组织的膜表面时,激活补体引起III型变态反应,造成局部损伤和炎症。 ②.细胞免疫病理作用:细胞免疫在其发挥抗病毒感染同时,特异性细胞毒 性T细胞液对病毒感染细胞造成损伤。病毒蛋白因与宿主细胞蛋白之间存在共同抗原性而导致自身免疫应答(即自体免疫疾病)。 3.病毒对免疫系统的致病作用: ①.病毒感染引起免疫抑制:许多病毒感染可引起机体免疫应答降低或暂时 性免疫抑制。这种免疫抑制使病毒性疾病加重、持续,并可能使疾病进程复杂化。原因可能为病毒直接侵犯免疫细胞。

最新 生物钟的振荡机制及其动力学分析-精品

生物钟的振荡机制及其动力学分析 生物钟是存在于机体的生物节律振荡系统,下面是小编搜集一篇探究生物钟振荡机制的,欢迎阅读查看。 前言 在漫长的生命发展历程中,地球上的各种生物包括人类在内,其行为和生理功能都表型出一定的节律性。阳春三月,北半球的候鸟纷纷北飞;秋令时刻,鸿雁频频南飞;没有闹钟铃声的人们依然每天能够如期觉醒。这些有规律的周期现象说明各种生物不止是知道时间,乃至可以很精确地确定时间,似乎在生物体内存在着一种时钟机制,调节着生物体的行为和生理变化。生物学家根据生物体存在周期性循环节律活动的现象,提出“生物钟”的概念。生物钟是生物体内的一种无形的“时钟”,是生物体生命活动的内在节律性,用以协调各种不同组织与器官的生物节律,使生物体适应自然界的环境变化。 1、生物钟的作用 几乎所有生物体的生理、代谢活动和行为过程都生物钟的影响。从低等的细菌到真核的真菌、植物、动物到人类都存在生物钟的调控系统。生物钟调控分子、生化、细胞、生理及行为等各种水平的昼夜节律,生物钟的紊乱会对生物的生存和健康造成严重损害,对人类而言,生物钟的紊乱可导致睡眠障碍、情感性疾病、肿瘤发生率增加、代谢性疾病以及免疫系统疾病等。 2、生物钟的产生机制 生物钟现象的产生直接和地球、太阳和月球间相对位置的周期变化息息相关。关于其产生的机制至今仍没有科学的定论,从已有的研究来看,主要有一下几种假说:①内源说,该观点认为生物钟的决定因素是生物体自身的内在因素,完全不依赖环境中的周期性变化,如人在恒温与外界隔绝的地下也表现出近 24 小时的节律;②外源说,该观点认为生物钟是由周期性的外界信息所决定的,如电场变化、地磁变化、重力场改变、宇宙射线及其它行星运动变化等宇宙中一些复杂的信息引起了人的生命节律的周期性;③综合说,该观点认为生物体在长期的进化过程中,为了适应环境的节律,其在生理、行为等方面有方面有了自然节律的印记,从而能表现天生的节律。但是这种节律在生存过程中又会受到环境的影响,此时生物体为了更好的适应,进而继续调节以更好适应。 3、生物钟的振荡机制 生物钟包括中枢生物钟和外周生物钟,是生物在长期进化进程中为适应环境中光、温度和食物等各种条件的周期性变动而形成的,是存在于机体的生物节律振荡系统。不同生物体的生物节律振荡系统有很大的差别,但就总体而言完整的生物钟系统包括三个部分,即:输入系统、中央振荡器和输出系统。其中输入系统的作用是接受和传递外界环境刺激(如光照、温度、声音、食物和社

疾病的分子机制

疾病的分子机制 疾病的分子机制是指一种狭义的概念,是指大分子(蛋白质与核酸)在疾病发生、发展中的作用。这里我们只阐述遗传性疾病中的基因突变机制。同样,把由于基因突变、缺失或表达障碍引起的疾病也称为“基因病”。 一、基本概念与分类 (一)基因病的分类 1.单基因病 单基因病是指由单个基因缺陷引起的疾病。目前已发现五六千种单基因病。其中,多数单基因病表现为显性遗传;有的为隐性遗传;还有的呈 X 性连锁遗传(如血友病)。 2.多基因病 多基因病是指由多个基因的结构或表达调控的改变引起的疾病。例如,高血压、糖尿病、自身免疫性疾病和恶性肿瘤等都属于多基因病。多基因病的相关基因在致病过程中发挥的作用可能等同,也可能有主有次。另外,也受年龄和环境因素影响,表现出基因的易感性。 3.获得性基因病 获得性基因病是指由病原微生物感染引起宿主细胞的基因改变或丧失,但不会遗传。如 HBV 、 HCV 可整合到肝细胞的 DNA 上导致肝癌发生。 (二)基因突变 基因突变( gene mutation )是指基因组 DNA 分子在结构上发生核酸序列或数目的改变。我们讲基因突变存在于整个生物界,同样基因突变也是一把双刃剑:首先,没有基因的突变,就没有进化;另外,基因突变可以导致基因病的发生。 基因的突变存在突变热点( hot spots of mutation )或突变区。因为 DNA 分子上的各个部位碱基发生突变的频率不同,某的部位突变频率高的称为突变区,突变频率低的称保守区。如只涉及单个碱基改变者称点突变(point mutation)。 1.基因突变的一般特征 (1)多向性 基因突变的多向性是指同一位点( locus )上的同一祖先基因可独立发生多次突变,形成等位基因( multiple gene )。例如,在染色体的某一个位点存在基因A ,在一定的条件下基因 A 发生突变形成 A1,再突变形成 A2、 A3、 A4等,并

2010CB945100-卵巢早衰的分子机制及其生物标记的研究

项目名称:卵巢早衰的分子机制及其生物标记的研 究 首席科学家:徐璎南京大学 起止年限:2010年1月-2014年8月 依托部门:江苏省科技厅

一、研究内容 本项目组织了染色体分离阻断及卵泡形成、代谢衰老及神经内分泌与卵泡耗竭、生物节律与卵巢衰老3个基础研究团队和POF流行病学及临床诊疗研究团队,共四个课题组,对下列五个问题进行探讨:1)染色体分离异常导致卵泡储备不足的机制;2)代谢衰老及相关基因加速卵泡自主发育的机制;3)POF与时钟之间的分子机制的调控网络;4)神经内分泌与卵泡发育异常;5)卵巢早衰的易感基因筛选与临床干预。 1. 染色体分离异常导致卵泡储备不足的机制 卵细胞来源于原始生殖细胞。卵细胞的形成是一个漫长的过程,出生前原始生殖细胞先进行有丝分裂快速扩增,之后进入减数分裂并停滞在减数分裂I的前期。性成熟后,激素水平增高,刺激排卵,重新启动减数分裂过程并停滞在减数分裂II的中期,受精后减数分裂才得以完成。染色体的精确分离是保持基因组完整,从而形成健康的卵细胞的关键。姊妹染色体的异常分离造成基因组不稳定,产生异倍体等,从而引起卵细胞的缺陷,或卵泡形成数量的不足。此前,我们已经建立了几个染色体分离异常和调控染色体分离的有丝分裂检测点异常的基因工程小鼠,如Seperase和Securin基因敲除小鼠,并观察到生殖异常。在此基础上,我们将进行以下三个相互关联层面的研究: ** 染色体分离相关基因与卵泡发育和卵巢早衰的相关机制 ** 进一步分析Seperase和Securin对卵细胞和颗粒细胞染色体分裂异常及其与生殖干细胞有丝分裂,卵细胞减数分裂异常相关的卵泡形成减少或卵泡耗竭过早的分子机制。此前,我们已经建立了相关基因敲除小鼠; 1.1.2 建立CDC20突变小鼠模型,研究染色体分离调控机制对卵泡发育和卵巢衰退的影响及其机制。此前,CDC20被发现与APC形成复合物,参与有丝分裂过程。在果蝇中CDC20蛋白家族成员还被发现为完成卵母细胞减数分裂所必需。因此,建立CDC20卵巢敲除小鼠,检验CDC20在卵泡发育和卵巢衰退中的作用十分必要。 在以上两项研究中,特别注重对小鼠胚胎卵巢进行研究。 ** 时钟基因和寿命相关基因对卵细胞染色体分离的影响 此前我们发现,Per2、CKle等时钟基因敲除小鼠表现出生殖缺陷。我们猜想,其它关键时钟基因如Per1、Reverb、Clock、Bmal1等也可能参与卵巢生殖功能。我们将利用我们实验室已有的Per1、Per2、Reverb、Clock、Bmal1和CKle等基因敲除小鼠模型,首先确定这些基因是否参与卵巢生殖。如果结果肯定,我们将研究这些时钟基因对卵细胞染色体分离过程的影响,及其在卵泡缺失和卵巢早衰中的作用。同理,我们将对影响寿命的p53进行相应的

分子筛作用机理

分子筛催化剂及其作用机理 1.分子筛的概念 分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为Mx/n[(AlO2)x?(SiO2)y] ?ZH2O 式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是AlO2的分子数,y是SiO2分子数,Z是水分子数,因为AlO2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。当金属离子的化合价n = 1时,M 的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。 常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,Y-型分子筛;丝光型沸石(-M型);高硅型沸石,如ZSM-5等。分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,也属于固体酸类。近20年来在工业上得到了广泛应用,尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。 2.分子筛的结构特征(1)四个方面、三种层次: 分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4),它们构成分子筛的骨架。相邻的四面体由氧桥连结成环。环是分子筛结构的第二个层次,按成环的氧原子数划分,有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。环是分子筛的通道孔口,对通过分子起着筛分作用。氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多面体。各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。多面体有中空的笼,笼是分子筛结构的重要特征。笼分为α笼,八面沸石笼,β笼和γ笼等。(2)分子筛的笼: α笼:是A型分子筛骨架结构的主要孔穴,它是由12个四元环,8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[Å]3。α笼的最大窗孔为八元环,孔径0.41nm。 八面沸石笼:是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴,由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体,笼的平均孔径为1.25nm,空腔体积为850[Å]3。最大孔窗为十

科学家确定SARS病毒

科学家确定SARS病毒 Scientists Identify SARS Virus Scientists say they have identified the virus which causes the mysterious, flu-like illness Severe Acute Respiratory Syndrome. Scientists say the corona virus, now identified as the cause of SARS, is part of the same family of viruses that causes the common cold. But they say it is part of a distinct sub-group of corona viruses that do not have the same properties as the ordinary cold. World Health Organization virologist Klaus Stohr said that with the identification of this corona virus, it could now be possible to develop more specific diagnostic tests for the disease. “Now the research can be focused on this virus. The research will help us to develop new drugs,” he said. “Now we can foc us on one pathogen which has been sequenced, which provides additional information for

SARS病毒研究概述

SARS冠状病毒研究概述 [摘要]:本文分为两个部分,第一部分是对SARS冠状病毒在分类学、形态学以分子遗传机制进行一个总体的介绍,第二部分是针对SARS的治疗以及抗SARS病毒新药的研究思路来进行阐述的。 关键词:SARS 冠状病毒治疗新药研究思路 自2002的11月中旬以来,严重急性呼吸综合症(severe acute respiratory syndrome,SARS)首先出现在中国的广东省,接着在中国香港、台湾、加拿大、新加坡、美国和欧洲相继出现,以至演变为一场席卷全球的风暴。这场风暴给整个社会带来了巨大的冲击力,同时给全球经济带来了严重的损失。人们和SARS打起了一场看不到硝烟的战争。在1980年,科学家用了两年的时间发现AIDS的病原是HIV,在2003年,WHO成立了一个由全球10个国家和地区13个实验室组成的合作研究网络,在两个星期后正式宣布一种以前未知的冠状病毒,为引起严重急性呼吸综合症的病原体,并命名为SARS冠状病毒。继SARS病毒分离成功和病毒全基因组测序成功之后,科学家们对SARS的研究主要围绕以下几个方面:用生物信息学方法对SARS 冠状病毒的基因组进行诠释,SARS的诊断和SARS病毒疫苗的研制,寻找抗SARS的药物。下面对研究情况进行概述。 1.SARS病毒概述 1.1SARS病毒的分类学地位 SARS 冠状病毒(SARS-Cov),属于巢状病毒目(Order:Nidovirales),冠病毒科(Family:Coronaviridae),冠状病毒属(Genus:Coronavirus)。根据其基因组结构分类,它属于单链正义RNA 病毒,病毒基因组约为30Kb,是所有RNA病毒中最大的基因组。 在SARS病毒以前,人类共发现了大约15种不同的冠状病毒。这些已知的冠状病毒,根据血清学证据和种属发生学规律,分为3 个Group。其中Group1来自牛等动物,Group2包括猪、老鼠等哺乳动物冠状病毒,Group3仅有鸟感染性支气管炎病毒(Avian infectious bronchitis virus, IBV)。2003年5月,《The Genome Sequence of the SARS-Associated Coronvirus》和《Characterization of a Novel Coronavirus Associated with Severe Acute Respiratory》发表在《Science》上,两篇文章的共同点都是通过对SARS冠状病毒的全基因组的完整测序,来对SARS病毒的基因组注释。文章的作者都认为它的基因组结构和其他3个种群的冠状病毒有一

生物钟及其基因的研究

生物钟及其基因的研究综述 摘要:生物钟(biological clock),也称生物振荡器(Oscillators)。这是一种近昼夜节律,受外界因素,尤其是光的调节。当没有外界因素存在或一直处于黑暗的状态下,生物体内的各种活动仍然具有节律。由此可见,生物节律是由其内在的生物钟所控制的。从单细胞生物到多细胞生物,从原核生物到真核生物,这种昼夜节奏现象在生物界中广泛存在。因此关于它的特征、意义和机理的研究日益受到人们重视。这种节律系统包括输入机制、内在的生物钟和输出机制。三者彼此协调才能使生物的各种活动具有节律性。而内在的生物钟机制,实际上是一些生物钟基因相互作用的结果。 关键词:生物钟钟基因拟南芥 一、第一个生物钟基因 果蝇per基因是第1个被克隆的生物钟基因,第二个是tim基因。然后人们才对昼夜节律的分子机制有了较深人的了解。随着对其他的生物钟基因的相继发现,一种公认的生物钟分子调控机制——反馈调节回路凸现出来。以往的研究表明,tim 基因在此反馈回路中发挥着重要作用。且tim对行为节律的作用可能与per基因的产物有关,而tim基因对生物多种活动节律具有协同进化关系。 二、生物钟基因的表达 早期的研究已经指出,昼夜节奏的表现可能涉及到细胞内的生物化学过程。现在已经清楚,这种昼夜节奏与基因的节奏性表达有关。这些基因常常受到生物钟的调节,它们的表达量伴随着昼夜循环发生规律性变化。例如在拟南芥中编码富含甘氨酸的蛋白质基因Cc1和

CC2等等。这些基因的mRNA水平都表现出昼夜规律性起伏,表明生物钟调节的机制有可能发生在转录水平上,使基因周期性“开放”与‘关闭”,从而表现出节奏性转录的特征。然而,在许多昼夜节奏活动中,mRNA的合成并没有明显的节奏变化,可见生物钟调节反应不仅仅局限于转录水平。如果是非转录水平的调节,根据人们的研究,可能发生在RNA加工、蛋白质翻译以及翻译后的蛋白质修饰等环节上,由此可导致最终产物的量或形式的变化。 三、拟南芥生物钟分子机制 微阵实验表明至少有6% 的拟南芥基因是节律性表达的,在白天和黑夜的所有阶段都有表达峰(Harmer et al,.2000;Schaffer et al,2001) 拟南芥生物钟振荡器第一个稳定的模式(Alabadi et al. 2001)包含有3个基因: 编码与Myb 相关的转录因子的CCA1(CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1)、LHY((LATE ELONGATED HYPOCOTYL)和一个伪反应调控子TOC1(TIMING OF CABEXPRESSION 1)。TOC1 的强功能缺失等位基因LHY 和CCA1的双重突变体,或是这些基因的任何一个的组成型过量表达都能引起在持续光照或持续黑暗下的无节律性(Schaffer etal.1998; Makino et al. 2002; Mizoguchi et al.2002; Mas et al.2003)。但是现在还不知道植物在光暗周期下保持节律和持续光照(或黑暗)条件下某些植物能短暂保持节律的原因。CCA1/LHY蛋白在深夜和凌晨过量表达,与TOC1 启动子的黑夜元件(AAATATCT)相结合从而抑制TOC1 的表达(Harmer et al.2000; Alabadi et al. 2001; Mizoguchi et al.2002)。当傍晚CCA1/LHY 水平下降时,TOC1蛋白可能激活CCA1/LHY的转录,从而形成了转录反馈环的轮廓(Alabadi et al.2001)。这种激活可能是间接的,因为夜间至少还需要以下3种基因与TOC1共表达: ELF3(EARLYFLOWERING 3) (Schaffer et al, 1998)、GI(GIGANTEA) (Fowler et al,1999)和GIF4(EARLY-FLOWERING 4) (Doyle et al.2002)。这些基因编码的蛋白的生化功能还不是很清楚。自相矛盾的是,TOC1的过量表达,某种程度上会减弱而不是激活C C A 1 的表达(Makino et al.2002; Mas et al.2003)。

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