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2023年度,ABBS发表了综述专刊《探索癌症生物学的分子机制和潜在治疗策略:聚焦于机制基础研究》>>>点击阅读更多和《细胞内蛋白质的"大河之舞":生理与病理过程中的蛋白质相分离》>>>点击阅读更多,欢迎感兴趣的老师同学点击阅读具体内容。本合集为大家推荐其他的综述,主要涵盖心血管疾病、糖尿病、癌症、衰老等病理生理过程,具体涉及到信号转导、细胞代谢、细胞免疫、蛋白质合成和结构解析、基因编辑和修饰等分子机制,欢迎大家关注阅读。
Multifaceted role of ferroptosis in cardiovascular disease
Chengyi Li, Xiusong Zhu, Juxian Chen, Xiaoxi Xie, Sijia Liang, Xiu Liu, Quan Gong, Jiawei Guo.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 183 - 193
铁死亡是一种新发现的细胞死亡形式。本综述中,长江大学郭家伟团队概述了铁死亡在心脏病理生理条件的发病机制中的新兴作用和关系的进展。我们进一步总结了心血管疾病治疗发展中新发现的铁死亡靶点,并讨论了心血管疾病治疗目前面临的挑战和未来的研究方向。与铁死亡相关的多种代谢途径,如铁代谢、脂质过氧化物、谷胱甘肽(GSH)系统、BH4/CoQ10系统。铁死亡在心肌病、心肌缺血/再灌注损伤(MI/RI)、心力衰竭、动脉粥样硬化等心血管疾病(CVDs)的发病机制中发挥重要作用。铁死亡是预防和治疗心血管疾病的一个有前途的治疗靶点。我们进一步总结了最新研究通过以铁死亡为作用靶点用于治疗心血管疾病。我们讨论了目前治疗心血管疾病所面临的挑战以及未来的研究方向。
Data-driven strategies for the computational design of enzyme thermal stability: trends, perspectives, and prospects
Zhixin Dou, Yuqing Sun, Xukai Jiang, Xiuyun Wu, Yingjie Li, Bin Gong, Lushan Wang.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 343 - 355.
热稳定性作为酶分子最重要的特性之一,在酶工程领域受到广泛关注。本综述中,山东大学王禄山团队总结了部分关键数据集和基于数据驱动的研究方法。并且讨论了一系列机器学习与深度学习在该领域应用时存在的挑战。酶热稳定性数据集的构建途径,主要来源于两种:人工整理与模型预测。选择有效的蛋白质序列和结构数据的表示方法是将生物学专家知识嵌入机器学习模型的重要环节。针对目前已公开资源的高效利用,在易用性、数据标准化和模型可解释性等方面,仍存在一些问题和挑战。
GLUT5: structure, functions, diseases and potential applications
Aqian Song, Yuanpeng Mao, Hongshan Wei.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1519 - 1538
GLUT5是一种膜转运蛋白,专门转运果糖,并在饮食中果糖的吸收和代谢中发挥关键作用。本综述中,首都医科大学魏红山团队详细描述了哺乳动物GLUT5的结构和功能,以及它与肠道疾病和癌症的关系,并提出GLUT5可能是癌症治疗的重要靶点。GLUT5与高果糖饮食引起的疾病发生有关。GLUT5是多种癌症的有希望的诊断和治疗靶点。进一步研究GLUT5的分子结构及其转运底物的机制,将有助于为某些疾病开发针对性的治疗工具。
Phytochemical activators of Nrf2: a review of therapeutic strategies in diabetes
Si Qin, Zhong Chen, Yiling Wen, Yuhang Yi, Chenghao Lv, Chaoxi Zeng, Lanming Chen, Meng Shi.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 11 - 22.
胰岛素抵抗(IR)和线粒体功能障碍是2型糖尿病(T2D)发生发展的基础。本综述中,湖南农业大学覃思团队主要讨论了植物化合物通过激活Nrf2信号通路预防和治疗T2D的最新研究进展。EGCG、白藜芦醇和姜黄素被认为是对抗T2D最有效的天然Nrf2激活剂。植物化合物激活Nrf2信号通路,与消除过量的ROS、增加抗氧化酶的表达以及诱导II相代谢酶系作用有关。在T2D中,植物化合物激活Nrf2信号通路在维持氧化还原平衡和调节糖脂代谢通路(GLUT4/IRS1/PI3K/AKT和SREBP1C/FAS/ACC1)方面发挥着关键作用。
Ironing out macrophages in atherosclerosis
Lei Wang, Jing Cai, Tong Qiao, Kuanyu Li.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1 - 10.
动脉粥样硬化相关心血管疾病是全球最常见的死亡原因。巨噬细胞在动脉粥样硬化发病机制中扮演着重要角色,同时也在铁的动态平衡中发挥关键作用。巨噬细胞可吞噬衰老的红细胞回收铁,并调节组织微环境中铁的供应。随着对动脉粥样硬化“铁假说”的研究逐渐深入,巨噬细胞铁逐渐成为热点。动脉粥样硬化中不同表型的巨噬细胞(如M1、M2、M(Hb)、Mox等)具有不同的铁处理能力,其胞内铁水平与巨噬细胞免疫功能和免疫代谢密切相关,继而影响动脉粥样硬化进展。本综述中,南京大学李宽钰和乔彤团队就巨噬细胞铁及其在动脉粥样硬化发生发展中的作用作一综述,讨论了以往相互矛盾的发现,并提出可能的解释。最后,讨论了药物调控巨噬细胞铁作为动脉粥样硬化干预靶点的可行性。
Salmonella typhimurium may support cancer treatment: a review
Zeyu Yang, Ling Zou, Bing Yue, Minwei Hu.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 331 - 342.
近年来,细菌介导的癌症治疗 (BMCT)作为一种新型的,有潜力的抗癌手段得到越来越多的关注。本综述中,上海交通大学胡旻炜团队以伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium, ST)-- BMCT研究中受到最广泛及深入研究的细菌--为切入点,尝试总结伤寒沙门氏菌独特的抗癌机制。结论如下:伤寒沙门氏菌拥有众多独特的抗癌特性,例如肿瘤靶向定植,内生溶瘤属性及免疫调节等。伤寒沙门氏菌易于编辑基因的特性,使其成为一种理想的传递药物和基因的载体。本文还列举了BMCT研究中最常用的伤寒沙门氏菌减毒株,BMCT与传统抗癌治疗手段的结合不仅分别发挥了两者原有的优势,同时也有协同增益的效果。
Research progress on maintaining chloroplast homeostasis under stress conditions: a review
Qi Wang, Jiang Yue, Jianmin Yan.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 173 - 182
在全球范围内,干旱,盐度,极端温度和其他非生物胁迫因素严重限制了作物的质量和产量。因此,阐明植物对恶劣环境的适应策略至关重要。叶绿体是植物细胞中重要的环境传感器。为了使植物在不同生境中茁壮成长,必须严格控制叶绿体内部蛋白质的稳态,这对于在压力环境下维持有效的植物光合作用和其他代谢反应是必需的。为了维持正常的叶绿体生命活动,需要涉及到两个重要的生物学过程:叶绿体蛋白的导入和降解。叶绿体蛋白的有序导入和受损叶绿体成分的及时降解在植物对环境的适应过程中起着关键作用。本综述中,贵州大学闫见敏团队简要描述了叶绿体TOC-TIC蛋白转运的机制。总结了叶绿体蛋白质周转,逆行信号传导和叶绿体蛋白质在胁迫条件下降解的重要性和最新进展。最后,我们提出通过分子育种或基因工程有针对性地调控叶绿体内部蛋白质稳态,将为未来研究植物抵御环境胁迫提供新的思路。
m6A methylation in cellular senescence of age-associated diseases
Pan Gao, Feng Yao, Jin Pang, Kai Yin, Xiao Zhu.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1168 - 1183
尽管正在积极探索抗衰老疗法以治疗与年龄相关的疾病,但衰老的具体调控机制仍然不清楚。本综述中,广西糖尿病系统医学重点实验室朱肖团队和桂林医学院尹凯团队系统地总结了m6A修饰在细胞衰老中的作用,包括氧化应激、DNA损伤、端粒变化和SASP(衰老相关分泌表型)的发展。此外,还讨论了通过m6A介导的细胞衰老来调节糖尿病、动脉粥样硬化和阿尔茨海默病。
Progress in patient-derived liver cancer cell models: a step forward for precision medicine
Zhengtao Zhang, Lijian Hui.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1707 - 1717.
肝癌精准治疗的发展一直受到能准确反映肝癌遗传异质性的临床前模型稀缺的限制。近些年来,体外培养技术的进步使得大规模建立肝癌病人来源的细胞系或者类器官体模型成为可能,这也肝癌精准治疗研究开辟了新道路。本综述中,国科大杭州高等研究院/中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠利健团队系统地总结了肝癌病人来源的细胞系和类器官模型的进展,重点关注它们在精准和个性化医学研究中的应用。(1)由于体外培养技术的进步,已有超过100个新的肝癌患者来源的细胞系或者类器官模型建立。(2) 肝癌病人来源的细胞模型生物库的创建可用于肝癌药物基因组学研究,描绘肝癌药物基因组学景观。(3)基于肝癌病人来源的短期培养的肿瘤细胞可以建立一种伴随诊断的功能平台,在临床允许的时间窗口内快速预测患者对药物响应。(4)肝脏类器官模型可以用于模拟肿瘤免疫相互作用和肝癌发生,从而开发新的治疗方法。
Ubiquitination in the regulation of autophagy
Xueyan Cen, Ziling Li, Xinpeng Chen.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1348 - 1357.
自噬是细胞分解和破坏其细胞质中旧的、受损的或异常的蛋白质和其他物质的过程。本综述中,湖北师范大学陈新鹏团队总结了泛素化在自噬调节中的作用。(1) 文章研究表明泛素修饰参与了自噬的起始、延长和终止阶段。(2) 此外,我们还描述了泛素化是选择性自噬实现底物特异性的重要途径。(3) 此外,我们注意到单泛素化和多泛素化在自噬调控中的区别。
Oxidative stress and COVID-19-associated neuronal dysfunction: mechanisms and therapeutic implications
Dylan R. Bowen, Suhrud Pathak, Rishi M. Nadar, Rachel D. Parise, Sindhu Ramesh, Manoj Govindarajulu, Austin Moore, Jun Ren, Timothy Moore, Muralikrishnan Dhanasekaran.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1153 - 1167.
过去三年间2型急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒引起了世界范围内新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的大流行,其中氧化应激反应在COVID-19相关的神经系统疾病的病理生理过程中被认为起到了一定作用。过度的氧化应激可能导致COVID-19中观察到的血栓形成和神经功能障碍。本综述中,Auburn University Muralikrishnan Dhanasekaran团队讨论了与SARS-CoV-2相关的氧化应激及其可能的机制。此外,作者还讨论了用于治疗COVID-19的治疗方法对于COVID-19引起的神经功能障碍中氧化应激反应的作用。未来基础和临床研究需要确切了解COVID-19的机制及其临床后遗症,以最大程度减少COVID-19神经系统并发症的发生。
Molecular function of Krüppel-like factor 7 in biology
Yi Mao, Yuechan Chen, Zhiwei Zhang.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 713 - 725.
Krüppel样因子7 (KLF7/UKLF),在成人多种组织中低水平表达,是脊椎动物间高度保守的锌指转录因子,目前相对于其它KLF,KLF7的研究报道较少。近20多年来,越来越多的研究表明KLF7在发育和疾病中发挥了重要作用,特别是在神经外胚层和中胚层谱系组织的发育中。本综述中,石河子大学张志威团队和陈月婵团队从多个角度总结了20多年来人们对KLF7基因在分子遗传学和生物学功能方面的的研究进展。具体内容包括(1)KLF7的遗传多态性与人类疾病的相关性研究进展;(2)KLF7的分子结构以及靶向KLF7表达水平的化学物质的研究进展。(3)KLF7调控神经系统、脂肪组织、肌肉组织和眼睛角膜上皮发育的研究进展;(4)KLF7在2型糖尿病和血液病中生物学功能的研究进展;(5)KLF7在胰腺导管癌、肺癌、胃癌和神经胶质瘤等多种癌症中的促癌功能及其作用机制的汇总。本文将有助于增加国内外研究者对KLF7基因生物学功能的了解,并加速靶向KLF7药物的开发。
CRISPR-based diagnostics of different biomolecules from nucleic acids, proteins, and small molecules to exosomes
Yuanshou Zhu, Meng Zhang, Shujuan Guo, Hong Xu, Zhijun Jie, Sheng-ce Tao.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1539 - 1550.
在过去的几年里,各种基于CRISPR的检测技术已经被开发出来用于检测不同的生物分子,包括核酸、蛋白质、小分子、外泌体和离子。然而,关键的挑战在于如何将不同生物分子的信号转化为基于CRISPR的核酸检测信号。本综述中,上海交通大学陶生策团队从不同生物分子的角度对基于CRISPR的诊断方法进行了全面的综述,并为研究人员开发实用且有前景的技术方法提供了指导。(1) 首先介绍了各种CRISPR核酸酶在分子诊断中的应用原理和特点。(2) 系统地总结和评估了基于CRISPR技术检测不同生物分子的最新进展。(3) 通过比较不同方法中的扩增和信号读取方式,讨论了如何将一般的检测方法与CRISPR相结合。(4)最后,总结了CRISPR在定量、无扩增、多重、一体化和即时检测(POCT)方面的改进空间。
Molecular mechanisms of ferroptosis and its antitumor applications in natural products
Dianping Yu, Qun Wang, Qing Zhang, Minchen Cai, Sanhong Liu, Weidong Zhang.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 1337 - 1347.
随着铁死亡作为一种独特的新型细胞死亡形式被发现,它已成为开发抗癌新药的一个前沿热点。由于天然产物在肿瘤治疗中往往表现出多途径、多靶点、低毒副作用等特点,本综述,上海中医药大学刘三宏团队对铁死亡的分子机制及其在天然产物中的抗肿瘤应用进行回顾。主要内容包括:总结调控铁死亡的分子机制和关键基因,介绍铁死亡和天然产物在耐药问题和免疫疗法中的应用,以及讨论天然产物在铁死亡领域的进展。
Recent advances in the efficient degradation of lignocellulosic metabolic networks by lytic polysaccharide monooxygenase
Xinran Yu, Yue Zhao, Junhong Yu, Lushan Wang.
Acta Biochim Biophys Sin 2023, 55: 529 - 539.
植物细胞壁长期进化形成了木质纤维素抗降解屏障,致使其水解效率不高。裂解多糖单加氧酶(LPMO)通过与纤维二糖脱氢酶(CDH)、葡萄糖氧化酶(GOx)及小分子酚类等电子供体,加之H2O2或O2等共底物形成胞外共代谢网络,可显著提高木质纤维素降解效率,形成了稳定且高效的木质纤维素降解系统。近年来通过结构蛋白质组学(structural proteomics)等技术,探究LPMO结构及其精细复杂的氧化还原体系,已成为生物质转化领域的研究热点。本综述中,山东大学王禄山团队简要介绍了LPMO的多样性、LPMO催化结构域、LPMO与碳水化合物结合模块(CBM)、CDH电子传递、共底物等形成的高效降解网络,以期为LPMO在工业生产中高效降解木质纤维素的工艺开发提供参考。
THE END
ABBS《生物化学与生物物理学报》,1958年创刊,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)主办,主编丁建平研究员。本刊为完全开放获取(OPEN ACCESS)期刊。出版生物化学、分子生物学、生物物理学的综述、论文和简讯。入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊类项目。JCR IF为3.3,生物化学与分子生物学领域Q2,生物物理学领域Q1。中科院期刊分区表生物学2区。
审核 徐明华/徐文琳
编辑 寿彩华/郑福军/蔡花漫 美工 寿彩华
编辑部 abbs@sibs.ac.cn