目前,基于细胞的生物传感器已从单纯的分子生物受体替代品发展成为将分子机制和基因电路与微电子连接起来并开发突破性传感和诊断平台的工具。本文回顾了有关全细胞生物传感器的最新文献,重点介绍了哺乳动物细胞,以及通过新型生物传感概念和合成生物学工具箱为生物医学分析带来的挑战和突破。这些最新创新使得基于细胞的生物传感平台的开发成为可能,这些平台具有量身定制的性能,能够达到适合高分析/医学相关性的灵敏度、动态范围和稳定性水平。它们还为构建灵活的生物传感平台铺平了道路,这些平台可用于生物研究和临床应用。这项工作旨在激发人们对基于细胞的生物传感器生成的兴趣,并提高其接受度和利用率。
图 1. 在表达 GFP 标记的野生型或变体 AR 的 M12 同源 PC 细胞系中追踪 EB1 彗星。MT 尖端和 AR 用 GFP 标记并成像一分钟(采集率为每秒两张图像)。EB1 彗星通过计算跟踪(Yang 等人,2005 年)。颜色编码代表 EB1 速度,较冷的颜色对应较低的速度,较暖的颜色对应较快的速度。比例尺等于 5 µm。(A)表达野生型 AR 变体的 PC 细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 15 µm,边缘处明显减速,没有 AR。(B)表达对紫杉醇治疗有抗性的 ARv7 变体的细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 24 um/min。下图显示相应的 EB1 彗星速度直方图。生长速度直方图(单位:µm/min)见(C)AR野生型和(D)ARv7变体。我们根据(Goldstein et al., 2011)分离前列腺组织(图2)并培养类器官
图 1. 在表达 GFP 标记的野生型或变体 AR 的 M12 同源 PC 细胞系中追踪 EB1 彗星。MT 尖端和 AR 用 GFP 标记并成像一分钟(采集率为每秒两张图像)。EB1 彗星通过计算跟踪(Yang 等人,2005 年)。颜色编码代表 EB1 速度,较冷的颜色对应较低的速度,较暖的颜色对应较快的速度。比例尺等于 5 µm。(A)表达野生型 AR 变体的 PC 细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 15 µm,边缘处明显减速,没有 AR。(B)表达对紫杉醇治疗有抗性的 ARv7 变体的细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 24 um/min。下图显示相应的 EB1 彗星速度直方图。 (C) 为 AR 野生型的生长速度直方图,(D) 为 ARv7 变体的生长速度直方图,单位为 µm/min。
图 1. 在表达 GFP 标记的野生型或变体 AR 的 M12 同源 PC 细胞系中追踪 EB1 彗星。MT 尖端和 AR 用 GFP 标记并成像一分钟(采集率为每秒两张图像)。EB1 彗星通过计算跟踪(Yang 等人,2005 年)。颜色编码代表 EB1 速度,较冷的颜色对应较低的速度,较暖的颜色对应较快的速度。比例尺等于 5 µm。(A)表达野生型 AR 变体的 PC 细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 15 µm,边缘处明显减速,没有 AR。(B)表达对紫杉醇治疗有抗性的 ARv7 变体的细胞的 MT 生长轨迹。中位速度约为 24 um/min。下图显示相应的 EB1 彗星速度直方图。生长速度直方图(单位:µm/min)见(C)AR野生型和(D)ARv7变体。我们根据(Goldstein et al., 2011)分离前列腺组织(图2)并培养类器官
描述分子生物学对于生物医学和自然科学的许多领域至关重要,包括遗传学,免疫学,细胞生物学,生物化学和取证。通过对不同生物体的比较研究,该主题将解释DNA和RNA研究中的基本概念和方法,从而扩展到分子生物学在更高级领域(例如基因组学)中的应用。受试者将包括DNA复制;基因表达的转录,转录后和表观遗传调节;微阵列和生物信息学简介。实践工作将提供熟悉分子生物学方法的机会,并着重于解决问题和分析技能的发展。可能需要学生前往另一个校园来接受这一主题。
As a key factor in tumorigenesis, progression, recurrence and metastasis, the biological properties, metabolic adaptations and immune escape mechanisms of CSCs are the focus of current oncological research.CSCs possess self-renewal, multidirectional differentiation and tumorigenicity, and their mechanisms of action can be elucidated by the clonal evolution, hierarchical model and the dynamic CSCs model, of which the dynamic model is widely recognized due to its better explanation of the function and origin of CSCs.The origin hypothesis of CSCs involves cell-cell fusion, horizontal gene transfer, genomic instability and microenvironmental regulation, which together shape the diversity of CSCs.In terms of classi fi cation, CSCs include primary CSCs (pri-CSCs), precancerous stem cells (pre-CSCs), migratory CSCs (mig-CSCs), and chemo-radiotherapy-resistant CSCs (cr-CSCs and rr-CSCs), with each type playing a speci fi c role in tumor progression.Surface markers of CSCs, such as CD24, CD34, CD44, CD90, CD133, CD166, EpCAM, and LGR5, offer the possibility of identifying, isolating, and targeting CSCs, but the instability and heterogeneity of their expression increase the dif fi culty of treatment.CSCs have adapted to their survival needs through metabolic reprogramming, showing the ability to fl exibly switch between glycolysis and oxidative phosphorylation (OXPHOS), as well as adjustments to amino acid and lipid metabolism.The Warburg effect typi fi es their metabolic pro fi les, and altered glutamine and fatty acid metabolism further contributes to the rapid proliferation and survival of CSCs.CSC能够通过调节代谢网络来保持其干性特征,增强抗氧化剂防御并适应治疗应力来维持其干性。免疫逃生是CSC维持其生存的另一种策略,CSC可以通过诸如调节PD-L1表达的机制有效地逃避免疫监视,并促进免疫抑制性微环境的形成。一起,这些特性揭示了CSC的多维复杂性,强调了对CSC生物学对开发更有效肿瘤治疗策略的发展的重要性。将来,针对CSC的疗法将集中于表面标记物的精确鉴定,代谢途径的干预以及克服免疫逃生,以改善癌症治疗的相关性和效率,并最终改善患者的预后。
青光眼是世界上视力丧失的主要原因之一,其特征是视网膜神经节细胞(RGC)的功能障碍。青光眼的早期病理机理是RGC的轴突的变性,发现可以预防轴突变性的新疗法引起了极大的关注。在许多神经退行性系统中,增加辅酶烟酰胺腺苷二核苷酸(NAD)的浓度已被证明是轴突保护性。增加NAD可以通过增加参与神经元NAD,烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶2(NMNAT2)的末端酶的催化特性来实现。nmnat2是理想的治疗靶标。多酚A(PA),这是一种不会披露的多酚,已被证明是通过NMNAT2的正调制来提高NAD的。的目的是开发一种基于细胞的测定法,用于筛选PA和12个新型PA的类似物,以在从C57BL/6J小鼠中分离出脑皮质,视网膜和肝细胞中其NAD促进作用。进行了使用生物发光测定的方案,以优化变量,例如细胞浓度,底物(烟酰胺)浓度,PA浓度和孵育时间。该方法开发产生了一日测试PA及其在皮质细胞中类似物的方案。pa及其几个类似物表现出NAD促进效应。该方案以及筛选的结果可以进一步用于开发可预防青光眼以及其他轴突和神经退行性的新型药物。
自体血小板血浆(PRP)的自养生注入最近已被研究为卵巢储备降低的患者的一种潜在治疗方法。在当前的研究中,将从用PRP治疗的患者获得的积云细胞中的差异基因表达与对照组进行了比较。RNA测序库是由积云细胞构建的,并以p值≤0.05的错误发现率阈值进行差异表达分析,Log2折叠变化≥0.584。RNA测序的积云细胞的RNA测序表明,在比较了用PRP治疗的人(n = 5)与活出生(n = 5)的对照或失败植入的对照(n = 5)进行比较(n = 5)时,基因表达显着差异。同样,当所有用PRP处理的样品(导致活产或被捕的胚胎的样品(n = 10))与对照组的所有样品进行比较(那些导致活产,无怀孕或滞留的胚胎(n = 13)的样品(n = 13)),基因表达显着差异。通过多次比较(包括碳水化合物代谢,细胞死亡和生存,细胞生长和增殖以及细胞对细胞信号传导)始终受到PRP处理的影响,这些途径均与人类不育的原因有关。
1 密西西比大学医学中心病理学系,2500 North State Street,杰克逊,MS 39216,美国;yalhmada@umc.edu(YAH);rbrodell@umc.edu(RTB)2 斯特拉斯堡大学国立卫生和医学研究所,67000 斯特拉斯堡,法国;dentenajikharouf@gmail.com(NK);youssef.haikel@unistra.fr(YH)3 斯特拉斯堡大学牙科学院牙科手术和牙髓病学系,67000 斯特拉斯堡,法国 4 路易斯安那州立大学健康科学中心药理学和实验治疗学系,新奥尔良,路易斯安那州 70112,美国; tflan1@lsuhsc.edu 5 杰克逊州立大学健康科学学院,310 W Woodrow Wilson Ave Ste 300,杰克逊,MS 39213,美国;alamoudi.aa89@gmail.com 6 杜塞尔多夫海因里希海涅大学科学学院药学系,杜塞尔多夫 40225,德国;sofie00@gmx.de 7 杜兰大学医学院泌尿外科系,新奥尔良,路易斯安那州 70112,美国;hshalaby@tulane.edu 8 杜塞尔多夫海因里希海涅大学科学学院化学系,杜塞尔多夫 40225,德国; slh03122001@gmail.com 9 斯特拉斯堡大学医院民事医院口腔颌面外科和外科研究所,67000 斯特拉斯堡,法国 10 亚琛大学医院皮肤病诊所,52074 亚琛,德国;mmegahed@ukaachen.de 11 杜塞尔多夫海因里希海涅大学移植诊断与细胞治疗研究所医学院表观遗传学核心实验室,40225 杜塞尔多夫,德国;simeon.santourlidis@med.uni-duesseldorf.de 12 杜兰大学医学院外科系外科-肿瘤学研究实验室,新奥尔良,路易斯安那州 70112,美国 * 通讯地址:dr.hassan@gmx.de;电话:+1-504-339-2671
摘要:已知无细胞DNA(CFDNA)水平在各种病理条件下增加生物流体。然而,关于精神分裂症,双相情感障碍(BD)和抑郁症(DDS)在内的严重精神疾病中循环CFDNA的数据是矛盾的。这项荟萃分析旨在分析精神分裂症,BD和DDS中不同CFDNA类型的浓度与健康供体相比。分别分析线粒体(CF-MTDNA),基因组(CF-GDNA)和总CFDNA浓度。使用标准化平均差(SMD)估算效果大小。八个精神分裂症的报告,四个BD,DDS的五个报告包括在荟萃分析中。但是,只有足够的数据可以分析BD和DDS中精神分裂症和CF-MTDNA中的总CFDNA和CF-GDNA。已经表明,精神分裂症患者的总CFDNA和CF-GDNA的水平显着高于健康供体(SMD值分别为0.61和0.6; P <0.00001)。相反,与健康个体相比,BD和DDS中的CF-MTDNA水平没有差异。尽管如此,由于BD研究中的样本量较小,并且DD研究中的数据异质性显着,因此需要进一步的研究。此外,还需要对精神分裂症或CF-GDNA的CF-MTDNA进行进一步研究,并且由于数据不足而导致的BD和DDS中的总CFDNA。总而言之,这项荟萃分析提供了第一个证据表明,精神分裂症中总CFDNA和CF-GDNA增加,但在BD和DDS中没有显示CF-MTDNA的变化。精神分裂症中循环CFDNA的增加可能与慢性全身性炎症有关,因为已经发现CFDNA触发了炎症反应。