《陆军军医大学学报》2024年46卷20期

文摘   2024-12-02 19:06   重庆  


封 面 故 事

   

呼吸是人类维持生命的基本生理活动。呼吸障碍性疾病严重降低患者的生活质量,亟待找到新的诊治突破口。呼吸运动受高度复杂的呼吸中枢神经网络的调控,延髓的前包钦格复合体(preBotzinger complex, preBotC)是呼吸节律的起源部位,同时呼吸也接受脑干以上脑区(如下丘脑)的调节。下丘脑室旁核(paraventricular hypothalamic nucleus,PVN)包含参与心肺功能调节相关的多种表型的神经元,是呼吸中枢神经网络中的重要核团。陆军军医大学第一附属医院老年医学与特勤医学科熊玮教授团队应用神经示踪技术,初步描绘了全脑呼吸相关核团的空间分布,验证了PVN与preBotC之间的神经环路连接以及投射关系,从而奠定了PVN对呼吸调控机制研究的解剖学基础,开拓了从中枢层面诊治呼吸障碍性疾病的研究新思路。本期责编推荐阅读——《小鼠的下丘脑室旁核向前包钦格复合体直接投射参与调控呼吸》。

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本期文章精选


01

 癫痫是一组由于脑部神经元异常过度放电而引起的慢性脑部疾病,以反复发作性、短暂性的中枢神经系统功能失常为特征,可分为局灶性癫痫、全面性癫痫、全面合并局灶性癫痫及分类不明癫痫等4种亚型。癫痫的病因复杂,涉及遗传、结构、感染、代谢、免疫和未知因素。流行病学调查显示,全世界有5 000多万人患有癫痫,每年新诊断病例超过200万例,80%的患者居住在低收入和中等收入国家。

 脑卒中是神经系统重大疾病,发病率约为1 115/10万,其中缺血性脑卒中是最常见的亚型。癫痫是缺血性脑卒中的常见并发症,发病机制包括神经胶质增生、慢性炎症、神经变性、突触可塑性改变、血脑屏障破坏等。由于缺血性脑卒中患者的发病年龄、病变部位、合并基础疾病等因素各异,且卒中后癫痫的类型多样,因此目前对卒中后癫痫的整体认识及诊疗管理仍缺乏规范性和特异性。据此,本研究拟通过双样本和多变量的孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)方法从遗传学角度阐释二者的潜在关联,以期为脑卒中后癫痫的诊疗及药物研发提供新思路。

由于MR选定的遗传变异必须独立于混杂因素,在研究缺血性脑卒中与癫痫因果关系的同时,还需考虑肥胖和高血压对癫痫的混杂影响。研究报道癫痫患者的体质指数(body mass index, BMI)普遍高于健康对照组,产妇的肥胖(BMI≥25 kg/m2)会极大增加儿童癫痫的发病率,且发病率随着BMI的增加而增加。另外,高血压使迟发性癫痫的发病风险增加2.0~2.5倍,血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(angiotonin receptor blocker, ARB)能显著降低癫痫发病率,还可增强丙戊酸盐和拉莫三嗪的抗惊厥疗效。高血压的典型并发症,如脑卒中和脑小血管病,均可能诱发癫痫,可见降低脑卒中发病率可能是ARB与癫痫之间关联的中介因素。

 MR分析是指利用遗传变异[单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms, SNPs)]作为工具变量来模拟随机对照试验(randomized controlled trial, RCT)中的随机分配,评估暴露与结局之间的因果关系,在财力、物力、时间等方面可能会优于RCT。本研究基于全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)筛选合适的工具变量,采用两样本和多变量的MR方法,从基因层面分析缺血性脑卒中、舒张压(diastolic blood pressure, DBP)和BMI对癫痫的独立影响。


图:MR研究需要满足的3个假说




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02

 根据2023年在美国范围内的癌症病例报告,前列腺癌(prostate cancer,PCa)在所有癌症中的预计发生率排第1位,预计死亡率排第2位。前列腺癌在中国所有癌症中的预计新发生率居第7位,死亡率居第14位。因此,前列腺癌已成为一种对男性健康造成巨大威胁的疾病,不容忽视。目前对前列腺癌治疗方式包括根治性手术治疗、放疗、内分泌治疗等,但适用范围有限,不良反应明显且常发生各种并发症,甚至导致死亡。前列腺癌为实体瘤,其中心很难获取营养,常处于缺氧缺血以及缺乏葡萄糖、氨基酸等营养物质的状态,但其在这些应激条件下仍具有强大的适应能力。肿瘤细胞对营养物质缺乏环境的适应能力是影响其生存和发展的关键。

 癌症发展过程中常见的并发症为营养限制性疾病。与正常细胞相比,肿瘤细胞需要吸收更多的葡萄糖才能维持其生长。在实体瘤的快速增殖过程中,由于血管生成不足导致肿瘤的中心区域出现葡萄糖供应不足。葡萄糖饥饿可导致不同类型肿瘤细胞的凋亡、坏死、自噬或生长停滞,具体取决于遗传、表观遗传和环境等因素。葡萄糖水平影响细胞的存活率,而葡萄糖饥饿引发前列腺癌细胞的相关反应及葡萄糖剥夺诱导细胞死亡的分子机制尚未完全明确。核不均一核糖核蛋白A2B1(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2B1,hnRNPA2B1)通过识别并结合特定的RNA底物和DNA基序,参与RNA的转录、剪接、稳定性及翻译过程,调控多种基因表达。有研究报道显示,hnRNPA2B1调控多种肿瘤细胞存活以及促进肿瘤细胞应对营养物质缺乏。本研究采用葡萄糖饥饿的方法,利用PC3细胞在体外模拟PCa晚期葡萄糖缺乏的生存环境,发现葡萄糖饥饿导致PC3细胞中hnRNPA2B1乙酰化(acetylation,Ac)降低、hnRNPA2B1蛋白由细胞核向细胞质的转位,进而激活AKT,最终维持PC3细胞存活,为PCa的研究、治疗新思路提供实验基础。


图:葡萄糖饥饿条件下上调hnRNPA2B1乙酰化靶向AKT信号通路对细胞存活的影响




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03

 纤毛病是由原纤毛形成或功能受损而引起的一类疾病,包括Joubert综合征、口面指综合征(oral-facial-digital syndrome, OFD)等。KIAA0753是一种原纤毛蛋白,具有调节原纤毛生成和原纤毛维持等功能。KIAA0753突变将导致骨骼发育不良,引起骨骼类纤毛病,包括Joubert综合征。Joubert综合征临床症状表现为骨骼发育不良、生长迟缓、内分泌紊乱等,部分Joubert综合征患者患有1型糖尿病。原纤毛功能障碍与骨骼发育缺陷之间的联系表明原纤毛及原纤毛蛋白在调控骨发育方面具有重要作用。

 糖尿病是一种慢性代谢紊乱疾病,其特征是胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗。糖尿病伴有高血糖,在细胞水平上诱导氧化应激反应、增加晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平、增强细胞因子的表达等引起多种并发症。在糖尿病小鼠中,FOXO1转录因子下调软骨细胞和成骨细胞中原纤毛蛋白的表达。原纤毛蛋白的缺失损害原纤毛的形成而影响骨发育,导致骨丢失。研究表明原纤毛蛋白IFT20通过调控TGF-β-Smad2/3-Glut1介导的葡萄糖代谢控制成骨细胞的分化。IFT20的缺失显著降低了葡萄糖的耐量,抑制了葡萄糖摄取和ATP的生成,导致糖代谢和能量代谢紊乱。

 因此,我们推测KIAA0753突变引起的骨发育不良与体内糖代谢紊乱和线粒体功能障碍有关。本研究分析基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中Joubert综合征患者的RNA-seq数据,检测KIAA0753在Joubert综合征患者和高糖条件下的表达。通过构建糖尿病细胞模型和过表达KIAA0753细胞体系,检测过表达KIAA0753对成骨细胞MC3T3-E1的糖原合成及分解,糖的有氧氧化及线粒体功能相关蛋白表达的影响;通过细胞免疫荧光实验检测过表达KIAA0753对细胞线粒体活性及膜电位的影响;同时利用ATP检测试剂检测过表达KIAA0753对细胞ATP合成的影响;最后通过EdU染色检测过表达KIAA0753对成骨细胞增殖的影响。以探讨在高糖条件下KIAA0753对成骨细胞MC3T3-E1的糖代谢及线粒体功能的影响。


图:KIAA0753在高糖下对成骨细胞增殖的影响




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04

 非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成为世界性的重大公共卫生问题之一,其全球患病率从2016年的25%急剧上升至2019年的38%以上。肝细胞内富含甘油三酯的脂滴大量蓄积是NAFLD的起始阶段,而脂肪分解有脂解和脂噬途径,并以脂噬为主。脂解过程中,中性脂肪酶脂肪甘油三酯脂肪酶(adipose triglycerides lipase,ATGL) 与比较基因识别因子58(comparative gene identification-58,CGI58)结合后,将甘油三酯分解为脂肪酸和甘油。脂噬过程中,微管相关蛋白1B轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3β) 识别脂滴上的受体并与ATGL结合,在Ras相关蛋白7 (Ras-related protein 7,RAB7)等分子的共同作用下,促进脂滴被双层囊泡膜包裹形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,溶酶体中的酸性脂肪酶再分解甘油三酯。近年来研究发现,脂噬失衡与肝脏脂质代谢紊乱有关,而促进脂噬是解决肝脏疾病的有效方法。

 有研究者采用动物实验证明槲皮素(quercetin,QUE)可显著改善NAFLD,其作用机制包括抑制促炎因子表达、抗氧化应激、改善胰岛素抵抗等。但槲皮素对于脂质分解的调控机制还未完全阐明。现有文献报道多以脂肪变性的HepG2细胞为模型进行槲皮素改善肝脂质分解的研究,该细胞为肿瘤细胞,与正常的人肝细胞存在明显差异。如采用人正常肝细胞株(human hepatocyte cell line 5,HHL-5)进行研究,则能更贴近正常人体环境,可更真实地观察到槲皮素在正常人肝细胞内对肝脂质分解的影响。为明确脂解和脂噬途径在槲皮素改善NAFLD中的作用,本研究以脂肪变性的人正常肝细胞株HHL-5作为研究材料,探讨槲皮素对脂解和脂噬相关分子的表达及共定位的影响,并采用自噬阻断剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)阻断自噬过程以进一步明确槲皮素对脂噬的调控。


图:3-MA对槲皮素上调脂肪变性HHL-5肝细胞脂噬相关分子表达的影响




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本 期 目 次




神 经 科 学

小鼠的下丘脑室旁核向前包钦格复合体直接投射参与调控呼吸

刘凌琳,张俊鸿,熊玮


基于孟德尔随机化的缺血性脑卒中与癫痫的因果关系研究

舒昀,袁青,吴至凤,张春青



基 础 医 学

葡萄糖饥饿促进hnRNPA2B1细胞质转位并激活AKT维持前列腺癌细胞存活

孙梁博,贺梦,刘冬,何凤田,连继勤,杨明珍


KIAA0753减缓糖尿病抑制的成骨细胞糖代谢和能量代谢

李梦雪,王吉春,李乐泰,汪长东


槲皮素通过上调脂解和脂噬途径改善肝细胞脂质蓄积

张艳,杨依林,袁家奇,糜漫天,秦玉



临 床 医 学

新辅助免疫化疗对比新辅助化疗用于局部进展期胃癌的临床疗效分析

王磊,万凌红, 王涛,覃中毅,李凡, 刘文康,王斌


基于IVIM-DWI功能图像的影像组学模型术前预测肝细胞癌的分化程度

庄羽翔,李晓凤,周代全,旷连勤,严敏


甲状腺自身免疫性抗体与不孕女性卵巢储备功能的关联性研究

卜晓萌,刘艳君,张巧利,贾婵维,马延敏,李莘


普通病房护士安宁疗护基本能力评估量表的研制及信效度检验

吴昱齐,雷蕾,马会娟,王鹏宇,罗羽


幼年特发性关节炎并发葡萄膜炎的临床特征及危险因素分析

张燕,肖欢,罗冲,唐雪梅,周娟



军 事 医 学

RSR13对高原大鼠肺冲击伤的保护作用及机制研究

何青盈,李悦,文静,向伦理,段家翔,廖先建,易斌,甯交琳



公共卫生与预防医学

我国儿童青少年抑郁症状的人口学及生活方式相关影响因素研究

赵霞



(供稿:学报编辑部)



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主办:陆军军医大学政治工作处
来源:陆军军医大学官微(ID:ljjydxgw)
刊期:第1249期
监制:王   雷、贾   牧
编审:刘小薇、于方洲
责编:徐   锟、左胜男
校对:黄欣杰、张程程、夏红梅

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