植物产生多种次生代谢产物,这些产物对植物的主要功能(如生长、防御、适应或繁殖)起着至关重要的作用。一些植物次生代谢产物可作为营养品和药物对人类有益。代谢途径及其调控机制对于靶向代谢物工程至关重要。成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/Cas9 介导的系统已广泛应用于基因组编辑,具有高精度、高效率和多重靶向能力。除了在遗传改良中的广泛应用外,该技术还促进了与涉及各种植物次生代谢途径的基因发现相关的功能基因组学的全面分析方法。尽管应用广泛,但仍有几个挑战限制了 CRISPR/Cas 系统在植物基因组编辑中的适用性。本综述重点介绍了 CRISPR/Cas 系统介导的植物代谢工程的最新应用及其挑战。
摘要:代谢重编程是肿瘤细胞的重要特征,肿瘤细胞重新编程其代谢途径以满足快速增殖对物质、能量和氧化还原力的需求。代谢重编程改变细胞内外特定代谢物的水平或类型,通过影响基因表达、细胞状态和肿瘤微环境促进肿瘤生长。葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢和脂质代谢是肿瘤中重要的代谢途径,靶向代谢重编程可显著抑制肿瘤生长并诱导细胞凋亡。代谢重编程在维持肿瘤细胞的生长优势、增强肺癌化疗耐受性方面也发挥着重要作用。本文就肺癌中葡萄糖、脂肪和氨基酸代谢的异常变化及其分子机制进行综述,旨在为肺癌的预防、早期诊断和治疗提供新思路。
1 波兰卡托维兹 40-055 西里西亚医科大学扎布热医学科学学院内科、糖尿病学和肾脏病学系 2 英国利物浦大学利物浦心血管科学中心、利物浦约翰摩尔斯大学和利物浦心脏与胸科医院,利物浦 L69 3BX 3 波兰卡托维兹 40-055 西里西亚医科大学扎布热医学科学学院内科、糖尿病学和肾脏病学系学生科学协会 4 波兰扎布热 41-800 西里西亚理工大学生物医学工程学院 5 波兰格利维采 44-100 西里西亚理工大学算法与软件系 6 丹麦奥尔堡大学临床医学系丹麦卫生服务研究中心
1。世界卫生组织。非传染病。2022。2023年6月26日访问。https://www.who.int/news-room/fact-sheet-sept-s/detai l/nonco mmuni cable -diseases 2。Marrero SL,Bloom de,Adashi Ey。非传染性疾病以新的世界秩序造成全球健康危机。2012 http://www.un.org/ en/ga/ncdme eting 2011/3。Kassebaum NJ,BernabéE,Dahiya M,Bhandari B,Murray CJL,Marcenes W. 1990年至2010年,严重牙周炎的全球负担:系统的审查和元回归。 j dent res。 2014; 93(11):1045-1053。 doi:10.1177/0022034514552491 4。 Ong KL,Stafford LK,McLaughlin SA等。 从1990年到2021年,全球,区域和国家糖尿病负担,其患病率的预测到2050年:全球疾病负担研究的系统分析2021。 柳叶刀。 2023; 402:203-234。 doi:10.1016/ s0140-6736(23)01301-6 5。 div> ng M,Fleming T,Robinson M等。 在1980 - 2013年期间儿童和成人超重和肥胖的全球,区域和国家流行:2013年全球疾病负担的系统分析。 柳叶刀。 2014; 384(9945):766-781。 doi:10.1016/ s0140-6736(14)60460-8 6。 div> Guthrie B,Barnett K,Mercer SW,Norbury M,Watt G,WykeS。多种病的流行病学以及对医疗保健,研究和医学教育的影响:一项横断面研究。 柳叶刀。 2012; 380:37-43。 doi:10.1016/s0140-6736(12)60240-2 7。 Sayburn A.生活方式医学:一种新的医学专业?Kassebaum NJ,BernabéE,Dahiya M,Bhandari B,Murray CJL,Marcenes W. 1990年至2010年,严重牙周炎的全球负担:系统的审查和元回归。j dent res。2014; 93(11):1045-1053。doi:10.1177/0022034514552491 4。Ong KL,Stafford LK,McLaughlin SA等。从1990年到2021年,全球,区域和国家糖尿病负担,其患病率的预测到2050年:全球疾病负担研究的系统分析2021。柳叶刀。2023; 402:203-234。doi:10.1016/ s0140-6736(23)01301-6 5。 div>ng M,Fleming T,Robinson M等。在1980 - 2013年期间儿童和成人超重和肥胖的全球,区域和国家流行:2013年全球疾病负担的系统分析。柳叶刀。2014; 384(9945):766-781。 doi:10.1016/ s0140-6736(14)60460-8 6。 div> Guthrie B,Barnett K,Mercer SW,Norbury M,Watt G,WykeS。多种病的流行病学以及对医疗保健,研究和医学教育的影响:一项横断面研究。 柳叶刀。 2012; 380:37-43。 doi:10.1016/s0140-6736(12)60240-2 7。 Sayburn A.生活方式医学:一种新的医学专业?2014; 384(9945):766-781。doi:10.1016/ s0140-6736(14)60460-8 6。 div>Guthrie B,Barnett K,Mercer SW,Norbury M,Watt G,WykeS。多种病的流行病学以及对医疗保健,研究和医学教育的影响:一项横断面研究。柳叶刀。2012; 380:37-43。doi:10.1016/s0140-6736(12)60240-2 7。Sayburn A.生活方式医学:一种新的医学专业?bmj(在线)。2018; 363:K4442。 doi:10.1136/bmj.k4442 8。 Yang L,Cao C,Kantor ED等。 美国人口久坐行为的趋势,2001 - 2016年。 JAMA。 2019; 321(16):1587-1597。doi:10.1001/jama.2019.3636 9。 Mireku MO,Barker MM,Mutz J等。 基于夜间屏幕的媒体设备使用和青少年的睡眠和与健康相关的生活质量。 vocuntion int。 2019; 124:66-78。 doi:10.1016/j。 Envint.2018.11.0692018; 363:K4442。doi:10.1136/bmj.k4442 8。Yang L,Cao C,Kantor ED等。 美国人口久坐行为的趋势,2001 - 2016年。 JAMA。 2019; 321(16):1587-1597。doi:10.1001/jama.2019.3636 9。 Mireku MO,Barker MM,Mutz J等。 基于夜间屏幕的媒体设备使用和青少年的睡眠和与健康相关的生活质量。 vocuntion int。 2019; 124:66-78。 doi:10.1016/j。 Envint.2018.11.069Yang L,Cao C,Kantor ED等。美国人口久坐行为的趋势,2001 - 2016年。JAMA。 2019; 321(16):1587-1597。doi:10.1001/jama.2019.3636 9。 Mireku MO,Barker MM,Mutz J等。 基于夜间屏幕的媒体设备使用和青少年的睡眠和与健康相关的生活质量。 vocuntion int。 2019; 124:66-78。 doi:10.1016/j。 Envint.2018.11.069JAMA。2019; 321(16):1587-1597。doi:10.1001/jama.2019.3636 9。Mireku MO,Barker MM,Mutz J等。基于夜间屏幕的媒体设备使用和青少年的睡眠和与健康相关的生活质量。vocuntion int。2019; 124:66-78。 doi:10.1016/j。 Envint.2018.11.0692019; 124:66-78。doi:10.1016/j。Envint.2018.11.069
摘要:代谢综合征 (MetS) 给各国的医疗保健系统和经济带来了沉重的负担,是全球主要的公共卫生问题。MetS 主要由卡路里摄入量和能量消耗之间的不平衡引起;然而,人们认识到,慢性炎症等其他变量在 2 型糖尿病和心血管事件的发生方面可能具有与胰岛素抵抗或 MetS 成分相同的预测潜力。更重要的是,MetS 的早期诊断或治疗可以显著减轻疾病对卫生系统的负担,任何预防或生物标志物都不应低估。骨桥蛋白 (OPN) 也称为分泌性磷蛋白 1,是一种可溶性蛋白质,主要存在于体液中。研究表明,血清 OPN 水平可能是预测与某些疾病显着相关的代谢和心血管并发症的早期和新生物标志物。本综述旨在对 MetS 中的新生物标志物 OPN 提供具体的见解。为此,我们研究了 MetS 基石与 OPN 之间的联系。此外,微生物群与 MetS 之间的相互作用预计是双向的,微生物群可能在此相互作用过程中充当桥梁。OPN 水平升高可能对心血管疾病、糖尿病和肥胖症产生不利影响,而这些疾病都是 MetS 的组成部分。需要进一步研究以评估 OPN 水平作为 MetS 临床生物标志物风险的用途。
参考文献 1. Sahu, U. (2023)。非糖尿病患者复发性 NSAID 诱发的低血糖症。《印度临床实践杂志》,33 (8),21-22。 2. Lee, AK、Warren, B.、Lee, CJ、McEvoy, JW、Matsushita, K.、Huang, ES, ... & Selvin, E. (2018)。严重低血糖与 2 型糖尿病成人心血管事件和死亡率的关系。《糖尿病护理》,41 (1),104-111。 3. Maines, E.、Urru, SAM、Leonardi, L.、Fancellu, E.、Campomori, A.、Piccoli, G., ... & Franceschi, R. (2023)。药物引起的高胰岛素血症性低血糖症:病理生理学和治疗的最新进展。内分泌与代谢紊乱评论,24 (6), 1031-1044。4. Bellucci, PN、González Bagnes, MF、Di Girolamo, G. 和 González, CD (2017)。非甾体抗炎药在预防和治疗 2 型糖尿病中的潜在作用。药学实践杂志,30 (5), 549-556。5. Tian F、Dang Q、Prasad GS、Li W、Bookser BC、Raffaele NB、Erion MD。葡萄糖激酶激活剂。Google 专利;2019。6. Falhammar, H.、Törring, O.、Larsson, M. 和 Nathanson, D. (2023)。服用双氯芬酸药物后出现低血糖。内分泌,79 (3),455-458。7. Loza, E. (2008)。肌肉骨骼病变患者同时使用降血糖药物和非甾体抗炎药的安全性系统评价。Reumatología Clínica(英文版),4 (6),232-239。8. Mohammad, BD、Aslam, R.、Bavage, SB、Putta, VK、Gawhale, ND、Bonde, SD, ... & Sancheti, VN (2022)。将某些 COX-2 抑制剂重新用作治疗 2 型糖尿病的潜在葡萄糖激酶激活剂。Journal of Pharmaceutical Negative Results,4550-4557。
心血管疾病和癌症是世界发病率和死亡率的两个主要原因。心脏肿瘤学的新兴领域表明,由于抗癌疗法的心血管后遗症,这些看似不同的疾病过程是相互交织的,这些疾病的共同危险因素使人可以通过心脏血管疾病和癌症使个体使人偏爱心脏血管疾病和癌症,这也可能通过心脏功能障碍来增强癌症的增长。因此,对理解心血管疾病与癌症之间关系至关重要的基本生物学机制的兴趣增加了。代谢,能量的适当调节,能量底物利用以及大分子合成和分解是细胞和生物生存的基本过程。在这篇综述中,我们探讨了新兴数据识别代谢失调是心脏肿瘤学的重要主题。我们讨论了对心血管疾病和癌症中代谢重编程的日益认识,并通过代谢镜头来查看心脏肿瘤学的新领域。
体内 RNA 敲低在疾病建模和治疗方面具有巨大潜力。尽管 CRISPR/Cas9 介导的永久性敲除靶基因的方法层出不穷,但针对 RNA 进行破坏的策略在治疗获得性代谢疾病(当不适合永久性修改基因组 DNA 时)和 RNA 病毒感染疾病(当没有致病 DNA 时,例如 SARS-Cov-2 和 MERS 感染)方面具有优势。最近,RNA 靶向 CRISPR 效应物 Cas13d 家族已被证明能够在体外实现对哺乳动物细胞中细胞 RNA 的强效下调(Konermann 等人,2018 年)。在各种 Cas13d 亚型中,CasRx(RfxCas13d)在 HEK293T 细胞中表现出最强的 RNA 敲低效率(Konermann 等人,2018 年)。然而,Cas13d 的 RNA 靶向活性仍需在体内进行验证。在本研究中,CasRx 系统被证明可以在小鼠肝细胞中有效且功能性地敲低与代谢功能相关的基因,包括 Pten 、 Pc- sk9 和 lncLstr 。CasRx 介导的多个基因同时敲低也可以通过 sgRNA 阵列实现,这为调节复杂的代谢网络提供了一种有用的策略。此外,AAV(腺相关病毒)介导的 CasRx 和 Pcsk9 sgRNA 递送到小鼠肝脏中成功降低了血清 PCSK9,从而显着降低血清胆固醇水平。重要的是,CasRx 介导的 Pcsk9 敲低是可逆的,并且 Pcsk9 可以反复下调,这为可逆地调节代谢基因提供了一种有效的策略。本研究提供了一个成功的概念验证试验,表明有效和调控性地敲低目标代谢基因,以实现肝脏中的设计代谢调节。代谢调节基因的靶向抑制通常用于建模和开发代谢疾病的治疗方法(Moller,2012 年)。近年来,使用各种调节剂实现了许多代谢调节策略,包括许多小分子化合物、核酸和治疗性多肽/蛋白质,靶向单个或多个特定分子产物,如酶、循环蛋白、细胞表面受体和细胞 RNA(Moller,2012 年)。代谢调控的应用
。CC-BY-NC 4.0 国际许可证永久有效。它是在预印本(未经同行评审认证)下提供的,作者/资助者已授予 bioRxiv 许可,可以在该版本中显示预印本。版权持有者于 2022 年 10 月 21 日发布了此版本。;https://doi.org/10.1101/2022.10.17.512469 doi:bioRxiv 预印本
在许多癌症类型中都观察到了代谢改变。因此,失调的代谢已成为该疾病的一个新兴标志,其中代谢经常被重新连接到有氧糖酵解。这导致了“代谢重编程”概念的产生,并因此得到了广泛的研究。多年来,它的特点是有氧糖酵解的增强,癌细胞利用 TCA 循环中某些酶的关键突变和增加的葡萄糖摄取来实现“代谢表型”,从而获得增殖优势。许多研究详细介绍了负责糖酵解转换的信号通路和分子机制。然而,糖酵解并不是癌细胞依赖的唯一代谢过程。氧化磷酸化 (OXPHOS)、糖异生或脂肪酸的 β-氧化 (FAO) 可能与多种肿瘤的发展和进展有关。在某些情况下,这些代谢对于肿瘤的存活甚至比有氧糖酵解更为重要。本综述将重点介绍这些代谢变化对癌症发展和存活的影响。我们还将分析调节这些代谢过程之间平衡的分子机制,以及从这些研究中可以得到的一些治疗方法。
