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遗传重组和DNA修复的生化机制
遗传重组是一种关键的生物学过程,它涉及同源DNA序列之间的遗传物质交换。在有性生殖的生物中,这一过程发生在减数分裂期间,而在体细胞中则用于修复有毒的DNA损伤,如双链断裂(DSB)和停滞的复制叉。在这些不同的功能中,重组不仅推动了遗传多样性,还作为分子机制,防止了由内源或外源性因素引起的基因组大规模重排或突变的有害影响。高效的重组确保了遗传信息在不同世代间的准确传递。本文旨在探讨遗传重组的生化机制,深入分析其分子细节,并重点介绍通过生化和单分子技术所获得的机制性见解。DNA损伤是细胞生命过程中不可避免的挑战。环境中的诱变剂、辐射以及DNA复制过程中的错误都可能对细胞的基因组造成破坏。然而,尽管
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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抑制脂多糖的生物合成:了解得越多,进展就越快
Gram-negative细菌的外膜是其细胞结构中一个至关重要的部分,这一结构不仅决定了它们对多种抗生素的天然耐药性,还与细胞的生长、分裂以及膜成分的动态平衡密切相关。外膜的特殊结构使其成为一种有效的屏障,能够阻止许多小分子的被动扩散进入细胞,从而保护细胞免受外界有害物质的侵害。然而,这种结构的形成和维持依赖于一系列复杂的分子机制,包括脂质和蛋白质的合成、运输以及在外膜上的组装过程。其中,脂质的运输尤为关键,因为脂质的合成主要发生在内膜,随后需要通过特定的运输系统传递到外膜,以确保外膜的正常构建和功能。外膜的结构具有不对称性,其中内叶由磷脂组成,而外叶则由脂多糖(LPS)构成。这种结构的不对称
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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电子在细菌细胞膜上的传递
外源电子传递(Extracellular Electron Transfer, EET)是一种古老而普遍存在的生物过程,广泛存在于多种微生物中。这种过程使得细菌能够在细胞内外进行电子交换,从而影响环境中的氧化还原活性分子的溶解性和化学形态,例如金属氧化物。同时,EET机制还允许细菌在营养物质有限的环境中生存。然而,目前对于细菌如何通过细胞膜将电子传递到外部环境中的具体机制仍然知之甚少。本综述旨在探讨EET的已知机制,并结合实验数据和最新的蛋白质建模工具,分析其在不同细菌种类中的特征,同时揭示当前研究中尚未明确的环节。EET在微生物代谢中扮演着重要角色。一些细菌通过释放不平衡分解反应产生的电子,
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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类似血红素加氧酶的金属酶
近年来,科学家们对一种名为“血红素加氧酶(Heme oxygenase, HO)类金属酶的超级蛋白族进行了深入研究。这一类金属酶在生物合成路径中广泛存在,尤其在细菌中表现突出。它们不仅在结构上与HO类似,还共享一些关键的金属结合残基。这种蛋白质超级家族的成员可以通过不同的金属配位结构进行反应,其中大多数以双铁簇(diiron cluster)为核心,但也包括锰铁簇(manganese-iron)和单核铁(mononuclear iron)等其他形式。研究发现,这些金属酶在反应过程中通常形成一个具有普遍性的中间体,即μ-1,2-过氧双铁(peroxo-Fe2(III/III))复合物,这为理解它
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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真核微生物蛋白
微蛋白是一种具有重要生物学功能的小分子量蛋白质,在人类基因组中的数量庞大且广泛存在,并且与多种疾病的发生和发展密切相关。这些微蛋白的长度通常在100到150个氨基酸以内,它们通常不被传统的基因组注释方法所识别,因为这些方法基于某些标准,如蛋白质长度、起始密码子(AUG)以及单顺反子转录本等,排除了那些不符合这些标准的短开放阅读框(smORFs)。然而,随着技术的进步,尤其是核糖体图谱(Ribo-seq)的出现,科学家们能够系统地发现并研究这些微蛋白。Ribo-seq是一种能够检测翻译过程中核糖体足迹的高精度方法,使得科学家可以识别出许多未被注释的smORFs,并进一步探索其功能和调控机制。在人
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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真菌在肿瘤发生中的作用:机遇与挑战
近年来,科学家们对人类体内微生物群落与健康和疾病之间的关系进行了深入研究,其中特别关注了真菌群落(mycobiome)的作用。真菌是人体微生物生态系统的重要组成部分,与细菌和病毒共同构成了人体的整体微生物群落。尽管真菌在人体内的数量远少于细菌,但其在维持免疫平衡和促进疾病发展中的角色却不可忽视。研究显示,真菌群落的失衡可能与多种慢性、非感染性疾病相关,例如肥胖、代谢紊乱以及癌症等。这种失衡不仅可能直接促进肿瘤的发生,还可能通过影响宿主的免疫反应间接参与疾病的发展。在癌症研究领域,真菌群落与肿瘤微环境之间的相互作用逐渐成为关注的焦点。例如,胰腺癌、结直肠癌、头颈癌等多种癌症中都发现了真菌的存在,
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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胚基出血的发病机制:来自单细胞转录组学的见解
### 人类胚胎期脑部“原基区”及其在神经发育中的关键作用人类大脑的发育是一个极其复杂的过程,涉及神经细胞的生成、血管系统的建立以及免疫细胞与血管之间的相互作用。在这一过程中,位于侧脑室周围的“原基区”(germinal matrix)扮演着至关重要的角色。该区域是胚胎期大脑中神经生成和血管生成的活跃中心,能够产生大量的抑制性神经元(GABAergic neurons)以及支持神经网络功能的胶质细胞。然而,对于早产儿而言,原基区尤为脆弱,容易发生出血,进而导致严重的神经发育障碍。这一现象被称为“原基区出血”(germinal matrix hemorrhage, GMH),并可能进一步发展为“
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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细胞邻域在肝细胞癌发病机制中的作用
肝细胞癌(HCC)的发展涉及肝脏内多种细胞类型之间的复杂相互作用。研究这些细胞间的协调关系,尤其是在不同病因的背景下,对于揭示这种复杂疾病的基本机制至关重要。随着单细胞技术和空间技术的进步,我们对细胞微环境的理解发生了革命性的变化。这些技术帮助我们识别细胞之间的相互作用,以及它们在疾病发生过程中的关键作用。在本文中,我们将探讨与HCC发病机制相关的细胞微环境,包括其在慢性肝病中的变化,以及相关信号通路如何影响这些微环境的形成和功能。此外,我们还将介绍目前用于研究这些细胞微环境的计算方法,并展望未来的研究方向。### 肝脏的结构与功能肝脏是一种高度组织化的器官,其基本单位是肝小叶。每个肝小叶由多
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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半胱氨酰白三烯在过敏性炎症中的作用
### 深入理解半胱氨酰白三烯(CysLTs)及其在过敏炎症中的作用半胱氨酰白三烯(CysLTs)是一类由花生四烯酸(arachidonic acid, AA)通过5-脂氧合酶(5-lipoxygenase, 5-LO)途径合成的强效脂质介质。它们包括LTC4、LTD4和LTE4三种形式,这些介质通过三种不同的G蛋白偶联受体(GPCRs)发挥其生物学效应:CysLT1、CysLT2和OXGR1(也被称为CysLT3或GPR99)。尽管CysLTs在过敏性炎症和哮喘的效应阶段的作用早已被确认,但近期的研究揭示了它们在诱导和放大类型2炎症中的新角色。此外,体外实验和小鼠模型的研究还揭示了多种调控机
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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遗传性髓系肿瘤的易感性:发病机制与临床意义
我的血液系统中的一些疾病,如髓系肿瘤,往往与遗传性易感性有关。这些遗传性改变可能涉及多种基因,这些基因在造血系统的发展和分化中起着关键作用。某些遗传性变异还可能与血小板功能障碍并存,从而增加了这些疾病的发病风险。此外,遗传性易感性还与多种其他综合征相关,包括与SAMD9/SAMD9L相关的易感性、GATA2缺乏症、RASopathy、核糖体病、端粒生物学障碍、范可尼综合征、严重先天性中性粒细胞减少症、唐氏综合征等。在第五版的《世界卫生组织(WHO)》关于造血和淋巴组织肿瘤分类的系列中,已将与遗传性易感性相关的髓系肿瘤作为一个独立的类别进行了确认。本文将回顾这一类别中的某些疾病,以及其他相关的状
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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CD300家族受体通过识别磷脂酰乙醇胺介导凋亡细胞与细菌囊泡的清除及炎症调控
当细胞走向凋亡或细菌释放囊泡时,其膜表面会暴露原本藏在脂质内层的氨基磷脂。其中磷脂酰丝氨酸(PS)的清除机制已被广泛研究,但同为"死亡信号"的磷脂酰乙醇胺(PE)却长期被忽视。这项突破性研究首次揭示:跨膜蛋白TMEM16F通过打乱磷脂分布,促使PE暴露在凋亡细胞和细菌囊泡表面;而免疫系统的CD300家族受体(特别是CD300a和CD300b)能像"分子钳"一样精准捕捉这些PE信号。研究团队发现,携带PE的合成颗粒、细菌膜碎片(去细胞壁的球状体)以及革兰氏阴性菌的囊泡,都能通过这套识别系统被巨噬细胞吞噬。更妙的是,CD300a就像个"炎症刹车"——当脂多糖(LPS)这类危险信号伴随PE出现时,它
来源:Current Biology
时间:2025-08-12
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mRNA同源初免-加强疫苗接种通过促进生发中心反应克隆连续性拓宽SARS-CoV-2变异株中和抗体覆盖
随着COVID-19大流行持续,SARS-CoV-2变异株的不断涌现对疫苗保护效力提出严峻挑战。虽然mRNA和腺病毒载体(rAd)疫苗已通过不同组合方式投入应用,但何种接种策略能有效维持B细胞克隆在生发中心(GC)反应中的持续性——即初免与加强接种时同一B细胞克隆能否持续参与免疫应答——仍是未解之谜。这一机制对诱导广谱中和抗体(nAb)至关重要,直接关系到疫苗对抗变异株的效果。瑞士巴塞尔大学(University of Basel)生物医学系的研究团队在《Molecular Therapy》发表的研究中,通过系统比较不同疫苗组合对GC B细胞动态的影响,揭示了mRNA同源初免-加强接种的独特优
来源:Molecular Therapy
时间:2025-08-12
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综述:CAR T细胞疗法在自身免疫疾病中的应用:前景广阔的新领域
1 引言自身免疫疾病是免疫系统错误攻击宿主导致的异质性疾病,全球约5%-8%人口受累。现有疗法如糖皮质激素和DMARDs(疾病修饰抗风湿药)虽能控制症状,但需终身用药且伴随严重副作用。CAR T细胞疗法通过特异性清除CD19+B细胞展现治愈潜力,其在血液肿瘤的成功经验(十年无复发生存)为自身免疫疾病治疗带来新思路。2 自身免疫疾病的分类与发病机制疾病可分为器官特异性(如1型糖尿病)和全身性(如SLE)。核心机制是B/T细胞异常活化形成的"自身免疫循环":B细胞产生自身抗体形成免疫复合物沉积,持续激活免疫细胞导致组织损伤。SLE中树突状细胞(DC)呈递自身抗原,激活T细胞分泌IL-21/IFN-
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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癌症患者多次COVID-19疫苗接种后循环SARS-CoV-2刺突蛋白IgG抗体反应的特征与临床意义
1 引言COVID-19大流行对癌症患者构成严重威胁,其重症和死亡风险显著高于健康人群。尽管mRNA疫苗(如Moderna的mRNA-1273和辉瑞的BNT162b2)在普通人群中表现出色,但癌症患者尤其是血液肿瘤患者的免疫应答特征仍不明确。随着病毒变异株(如Omicron BA.2/XBB.1.5/KP.2)的出现和疫苗更新,评估癌症患者对多剂次疫苗接种的体液免疫反应(包括抗体水平及亲合力)具有重要临床意义。2 结果2.1 研究人群特征研究纳入健康对照(n=352)和癌症患者(n=221,含79例血液肿瘤和142例实体瘤),其中多发性骨髓瘤(MM)占血液肿瘤的81%(64/79)。所有参与者
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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综述:TSLP在癌症中的双重作用
TSLP:癌症免疫中的双刃剑引言胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)是一种四螺旋束细胞因子,与IL-7同源,通过异源二聚体受体复合物(TSLPR/IL-7Rα)发挥作用。最初发现其支持B细胞增殖,后续研究揭示其在屏障免疫和癌症中的双重角色,尤其在Th2型炎症和肿瘤微环境调控中表现突出。TSLP在2型炎症中的作用作为上皮源性警报素,TSLP与IL-33、IL-25协同激活树突状细胞(DC)上调OX40L,驱动CD4+ T细胞向Th2极化,促进IL-4、IL-5、IL-13分泌。其效应延伸至肥大细胞、ILC2s和巨噬细胞,形成促炎网络。临床中,TSLP水平与哮喘、特应性皮炎(AD)等疾病严重度相关,
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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综述:皮肤中的自然杀伤细胞:深入探索这一被忽视的次级淋巴器官多重功能的独特机遇
背景作为连接先天与适应性免疫的关键效应细胞,自然杀伤细胞(NK)通过识别"缺失自我"或异常蛋白直接杀伤靶细胞,或通过分泌IFN-γ和TNFα激活适应性免疫。不同于传统认知,最新研究揭示皮肤作为人体最大器官,其独特的免疫微环境包含CD56brightCD16neg的组织驻留NK细胞(trNK),这些细胞与循环NK细胞(cNK)在表型和功能上存在显著差异。单细胞测序技术将循环NK分为NK1(细胞毒性)、NK2(细胞因子分泌)和NK3(可塑性)三个亚群,而皮肤trNK则表现出CD49a+CD69+的组织驻留特征。皮肤trNK细胞的起源之谜皮肤trNK与肝脏、子宫trNK共享T-bet依赖性发育途径,
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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综述:TGF-β超家族在子宫内膜异位症中的作用:系统性综述
TGF-β超家族在子宫内膜异位症中的分子机制引言子宫内膜异位症(EMS)是一种以功能性子宫内膜组织异位生长为特征的慢性妇科疾病,全球育龄女性发病率达5-10%,主要症状包括痛经、慢性盆腔疼痛和不孕。尽管其病因尚未完全阐明,近年研究发现TGF-β超家族通过调控细胞增殖、分化和免疫微环境,成为EMS发病的关键驱动因素。TGF-β超家族信号通路TGF-β超家族成员通过经典Smad和非经典途径传递信号:经典Smad通路:配体(如TGF-β1、BMP2)结合受体后,磷酸化R-Smads(如Smad2/3或Smad1/5/8),与Smad4形成复合物转入核内调控基因表达。抑制性Smad6/7则通过负反馈调
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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肾脏移植前基于HLA和非HLA细胞外抗原抗体检测的抗体介导损伤风险评估
引言在肾移植(KT)领域,抗体介导排斥(ABMR)是影响移植物长期存活的主要障碍。尽管供体特异性人类白细胞抗原抗体(HLA-DSA)是ABMR的核心驱动因素,但约30%-60%的ABMR病例缺乏可检测的HLA-DSA。近年研究发现,非HLA抗体可能通过自身免疫或同种免疫机制参与这一过程,但其在移植前风险评估中的作用尚不明确。材料与方法研究纳入121例肾移植受者,包括46例ABMR/MVI患者和75例无损伤对照,采用Luminex多重检测技术分析60种非HLA抗体。通过中位荧光强度(MFI)比值总和评估抗体负荷,并结合Banff 2017分类进行组织学诊断。结果移植前发现:87%患者存在非HLA
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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乳酸调节生物过程的新兴机制
乳酸曾经被认为只是糖酵解过程中的无害副产物,但如今被广泛认识到它在细胞代谢和生理调节中扮演着复杂且重要的角色。乳酸的双重功能——既是代谢底物又是代谢信号分子——表明其在生物系统中具有广泛的调控作用。这种代谢分子的特性使其能够根据细胞的能量状态调节细胞功能,从而支持适应性变化。在细胞和整个生物体中,乳酸的产生、运输和利用是长期研究的热点,也仍然是一个活跃的研究领域。本文将探讨乳酸在特定细胞环境中的作用,特别是其作为代谢信号分子的机制,并强调乳酸在多种生物过程中的调节功能。乳酸的生成是细胞能量代谢过程中的一个重要环节。在有氧条件下,细胞通过氧化磷酸化获得更多的ATP,而在缺氧条件下,乳酸则是唯一的
来源:Annual Review of Cancer Biology
时间:2025-08-12
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B细胞在实体瘤中的作用
B细胞在实体瘤中的作用具有双重性,既可能促进肿瘤生长,也可能抑制肿瘤发展。这一现象为癌症免疫治疗提供了新的思路,同时也带来了挑战。近年来,研究者对B细胞在肿瘤微环境(TME)中的功能有了更深入的理解,揭示了其在抗肿瘤免疫中的关键作用。然而,随着对B细胞功能多样性的认识不断加深,科学家们也逐渐意识到某些B细胞状态可能通过免疫调节机制促进肿瘤进展。本文将探讨B细胞在实体瘤中的这两种功能,并总结当前针对B细胞功能调控和免疫治疗的研究进展。### B细胞的抗肿瘤功能B细胞在抗肿瘤免疫中扮演着重要的角色,其主要功能包括通过抗体产生、抗原呈递和细胞因子分泌来对抗肿瘤。在某些情况下,B细胞可以形成三级淋巴样
来源:Annual Review of Cancer Biology
时间:2025-08-12