紧密连接分子Symplekin 在肝脏疾病中表达及调控机制的研究

肝细胞癌是世界上多发的肿瘤之一，在中国及东南亚地区尤为多见，其死亡率高且预后差。肝癌具有多种发病原因且伴有多种肿瘤相关基因的分子突变。细胞连接分子（紧密连接、粘着连接、桥粒）在维护细胞极性及上皮细胞屏障方面起着重要作用，其表达异常与恶性肿瘤发生、发展有很大相关性。Symplekin 是新近发现的紧密连接相关分子，紧密连接分子 Symplekin 是多定位与多功能的蛋白，除参与上皮细胞紧密连接的形成外，Symplekin 还参与RNA 3’端腺苷酸化的过程，并且具有调节细胞增殖的作用。我们前期工作发现Symplekin 在癌前病变、恶性病变的肝细胞中明显降低，可能参与肝细胞的恶性转化。研究紧密连接分子Symplekin 在肝脏疾病中表达及调控机制对于阐明肝癌发生的机理及对于肝癌的预防和治疗具有十分重要的意义。多种分子调控机制导致基因表达水平的降低，如：基因启动子区域的超甲基化现象，基因核心启动子区域的碱基缺失，炎症相关因子TNF-alpha 和/或 INF-gamma导致基因表达水平的下降以及microRNAs对于靶基因的下调作用。因此，本研究利用Bisulfite restriction PCR、半定量PCR、q-RT-PCR、Western-blot等方法检测Symplekin在肝硬化、肝癌及多种癌细胞系中表达水平改变，及其在肝癌及肝癌细胞系中表达降低的机理——启动子区域发生 CpG岛的甲基化；启动子区域缺失；细胞因子TNF-alpha 和 IFN-gamma 对Symplekin 表达水平的影响；MicroRNAs在癌细胞系中与Symplekin的相对表达情况。实验结果显示（1）Symplekin 在肝硬化和肝癌组织中mRNA 表达水平呈下降趋势， Symplekin 在癌细胞系如肝癌细胞系（ HepG2 、HuH-7 ）、肺癌细胞系（GLC,Spca-1,Ncih446,801D）、宫颈癌细胞系（Hela）、乳腺癌细胞系（Mcf-7）中表达均下降。（2）利用细胞因子TNF-alpha、INF-gamma 同时处理HepG2 细胞系，Symplekin mRNA、蛋白均表达下降。（3）应用q-RT-PCR 检测5 个细胞系中Symplekin、Mir-124 的相对表达量，发现Mir-124 和Symplekin 表达量变化有相反趋势。（4）应用bisulfite restriction PCR 对13 例肝癌组织、10 例肝硬化组织、4 例正常肝组织以及肝癌细胞系HepG2 、Huh7 启动子区域甲基化状态进行检测，发现Symplekin 启动子区域都无甲基化现象；（5）同时，对8 例肝癌组织、10 例正常肝组织、5 例上皮细胞系及6 例白血病细胞系启动子区域缺失进行检测，发现Symplekin 启动子区域确实有碱基缺失，但其在肝癌组织、肝硬化组织、正常肝组织间没有统计学意义。实验结果提示Symplekin 很可能在肝细胞的恶性转化中起着重要的作用，此外 Symplekin 表达下降可能不仅参与肝癌发生且与其它肿瘤的发生具有相关性。推测在肝炎、肝硬化中，Symplekin 的下降可能会导致紧密连接功能下降，肝胆管上皮屏障功能降低， CB(结合胆红素)返流入血中，可能也是造成黄疸形成的原因之一。在肝脏疾病炎症反应过程中，细胞因子可能会协同作用影响Symplekin 的表达。Mir-124 有可能直接负调控Symplekin 的表达从而导致其表达降低。而Symplekin 启动子区域甲基化或缺失与肝癌发生无相关性。结论：（1）Symplekin 在大部分肝炎、肝硬化、肝癌组织中mRNA 表达水平呈下降趋势，这表明Symplekin 很可能在肝细胞的恶性转化中起着重要的作用。（2）Symplekin 在癌细胞系如肝癌细胞系（HepG2,HuH-7）肺癌细胞系（GLC,Spca-1,Ncih446,801D）、宫颈癌细胞系（Hela）、乳腺癌细胞系（Mcf-7）中表达均下降，这提示Symplekin 表达下降可能不仅参与肝癌发生而且参与其它肿瘤的发生。（3）Symplekin 启动子区域甲基化或缺失在肝癌、肝硬化及正常肝组织之间无显著性差异，表明在肝癌发生时Symplekin 的表达下降可能与启动子DNA 甲基化和缺失无关。（4）体外实验表明炎症细胞因子TNF-alpha 与INF-gamma 的协同参可能是体内Symplekin 表达及调控的机制之一。（5）Mir-124 对于Symplekin 的负调控作用也可能是体内Symplekin 表达及调控的机制之一。炎症细胞因子TNF-alpha 与INF-gamma 及Mir-124 可能在肝脏疾病及肝癌发生过程中起着重要作用。

食肉目哺乳动物（Carnivora）的分子进化研究

追溯生物界不同生物类型的起源及进化关系，即重建生物类群的系统发育树是进化生物学领域中一个十分重要的内容，并日益受到广泛的关注。美国和一些欧洲国家已率先启动了类似人类基因组计划的"生命之树，，计划（TreeofLife，TOL），将对生物学研究的发展产生深远影响。本研究瞄准了"生命之树"这一国际关注的焦点问题，选择具有重要进化理论意义和保护生物学价值的食肉目进行研究，除采用流行的多个线粒体基因外，还筛选多个有效的核基因标记，通过多基因序列数据的整合分析，构建可靠的食肉目分子系统树。此外，我们在食肉目部分物种的一个内含子区域发现了SINE家族的插入，考虑到这个内含子区域可能是SINE家族序列的一个插入热点，我们还增加了一些胎盘类哺乳动物目对这个内含子区域发生的多次SINE家族插入进行了详尽的进化研究。世界现生食肉目动物共计有11科280种，一般将它们归为两大超科，犬型超科（熊科，犬科，洗熊科，锄科，海狮科，海象科和海豹科）和猫型超科（灵猫科、猫科、鼠狗科和獴科）。犬型超科由于包含的物种种类繁多而且形态差异极"大，因此物种之间的系统发育关系方面争论颇多，难以解决。我们选用四个核基因序列片段和一个线粒体蛋白编码基因（共4417个碱基）对16个大型超科食肉目代表物种进行研究，探讨这一超科中科间的系统发育关系以及两个熊猫（大，小熊猫）的位置。结果表明不同基因在各分枝上表现出不同的解决能力，核基因和线粒体基因不含有冲突的，而是含有互补的系统发育信号，因而当把它们合并在一起进行系统发育分析时得到了一个大部分分枝都有很高支持程度的系统树拓扑结构。系统发育重建支持犬科是犬型超科中最早分歧的谱系，洗熊科和勃科的关系最近。小熊猫是洗熊科和触科的姐妹群，大熊猫是熊科中最早分歧的成员。鳍脚类（海狮科，海象科和海豹科）和熊科依次是由洗熊科，融科和小熊猫组成的进化枝最近的姐妹群。其中，鳍脚类和熊科的系统发育学位置在合并所有基因片段进行的ML和贝叶斯分析方法中都有较高的支持率和后验概率，但是在孵分析中的支持率却很低。因此，鳍脚类，熊科和由洗熊科，融科，小熊猫组成的进化枝三者之间的系统发育关系的解决将是以后食肉目犬型超科科水平系统发育学研究的趋势和重点。食肉目中不仅各科之间的进化关系扑朔迷离，科内的系统发育关系也很不清楚，尤其是熊科和猫科。因为这两个科都是在非常近期才发生物种分化的类群，代表了快速的进化辐射和间隔时间非常短的物种形成事件，因而重建科内各物种之间的系统发育关系对于系统学家来说是一项艰巨，极富挑战性的任务，也是造成熊科和猫科物种系统发育关系一直无法得到完全解决的重要原因。我们首次从两个核基因的角度，并与以前发表的五个线粒体基因数据进行单独和合并分析来探讨所有熊科物种（8个）的系统发育关系（约4kb）。结果不仅证实了目前普遍接受的观点，包括眼镜熊是除大熊猫以外最早分歧的熊科物种，以及棕熊和北极熊的姐妹群关系，而且进一步支持了亚洲黑熊和美洲黑熊之间的紧密关系，但是就在大多数以前的线粒体基因研究暗示懒熊极有可能是Ursus属中分歧最早的熊科物种时，我们的核基因分析提出新的假说，强烈支持懒熊和马来熊之间的姐妹群关系，使得懒熊和马来熊的系统发育位置又要成为将来熊科系统发育学研究中讨论的热点。另外，我们也探讨了核基因和线粒体基因表现出不一致系统发育信号的可能原因。猫科物种一般分成三大谱系：家猫谱系，豹谱系和虎猫谱系。其中由Panthera属和一些中等体型大小的猫类组成的豹谱系分化时间最近而且包含的物种最多，因此围绕它的系统发育学未解决的问题也最多。我们首次使用三个核基因对猫科中豹谱系部分物种系统发育关系进行探讨，同时还测定了两个完整线粒体编码基因，并结合以前发表的其它四个线粒体基因片段进行单独和结合分析，了解猫科豹谱系物种的进化历史。另外，我们还比较了这9个基因序列片段在进化特征和猫科系统发育关系应用价值方面的异同点。通过对14个猫科部分物种，主要为豹谱系物种的多个线粒体和核基因序列片段的综合分析，得到了一些非常有价值的重要结论，包括Panthera属的单源性以及Panthera属内部物种之间新的系统发育关系，云豹与Panthera属关系最近，美洲狮和猎豹是姐妹群，兔孙仍然属于家猫谱系等等。本研究中的核基因DNA在追溯如此近期才分化的猫科类群过程中积累的序列差异较少，因而贡献非常有限，它们可能会更适合用来解决食肉目中更高水平的物种之间系统发育关系。此外，当我们使用FGB基因第七内含子进行食肉目犬型超科各科和猫科部分物种的系统发育关系研究时，发现犬科代表物种和两个猫科物种中的不同位置上都发现了SINE片段的插入。我们又增加了除食肉目以外的部分哺乳动物目代表物种（共30个分类群）来进一步分析FGB基因第七内含子发生的多次SINEs家族插入事件。我们的结果表明：在所有哺乳动物内含子中的直源位置都发现了起源于tRNA的M琅元件，除了啮齿目。研究发现啮齿目小鼠中较高的序列变异速率以及大鼠中随着寄主DNA的大段丢失而发生了罕有的遗失是造成啮齿目中MIR缺失的原因。此外，在我们分析的12个哺乳动物目中，食肉目，偶蹄目和兔形目的FGB基因第七内含子不同位置还发现了至少五次谱系特异性SINE家族的独立插入事件。在食肉目中，三个独立的CANSINEs插入支持了这个SINE家族在食肉目所有类群中都有分布的假说（即"pan-camivores"假说）。研究中最重要的发现就是那些谱系特异的sINE家族有插入到己存在的MIRs内部或MIRs附近的强烈倾向，表明MIR很有可能是其它SINEs连续插入的"热点"区域，因而使这个内含子区域有如此多的逆转座子插入。我们认为SINEs要比以前所意识到的具有更大的插入"灵活性"和区域"特异性"。另外，本论文还重点介绍了现代系统发育学中常用的系统发育重建方法和策．略以及随着基因组时代的到来，"系统发育基因组学（P坤logenomics））'这门崭新的交叉学科在"重建生命之树"方面所具有的巨大优势和潜力。

树突状细胞体外分化成熟的时程、mi/mRNA 表达谱分析和共生菌影响的研究

树突状细胞（dendritic cells, DC）作为机体天然免疫和获得性免疫反应的桥梁和枢纽，发挥着重要的启动和调控作用。随着体外诱导方法的建立和生物学技术的进步，有关DC 的基础生物学研究得到了快速的发展，在诱导方法、个体发生及基因表达和调控等方面，涌现出很多新的、未解的关键问题。同时，随着对粘膜免疫机理研究的深入，DC 在粘膜生态环境中的功能和影响，渐已成为免疫学研究前沿领域中的热点和要点。在本研究中，为了确定DC 体外分化成熟的最短时程，同时为了研究DC 分化成熟相关的基因表达调控，我们建立了快速的DC 体外诱导方法，分析了体外快速诱导 DC 的mi/mRNA 表达谱。此外，在原始分离的女性生殖道共生乳酸杆菌的基础上，以THP-1作为DC 前体细胞的细胞系模型，开展了女性生殖道共生乳酸杆菌刺激活化 THP-1 的研究，希望能够为乳酸杆菌作为生殖道粘膜免疫疫苗的应用提供理论基础。首先，采用外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMC）来源的CD14+细胞为DC 前体，经过GM-CSF 和IL-4 的刺激，1-6 天后得到未成熟DC （immature dendritic cells, iDC），并经成熟因子（TNF-α, IL-1β, IL-6 与PGE2）诱导 1-2 天后，获得成熟DC（mature dendritic cells, mDC）。经过比较和分析，明确了完全分化和成熟各2 天，即“2+2”，为DC 诱导分化的最佳和最短时程，从而证实和建立了DC 体外快速诱导的体系和方法。该方法获得的iDC 与mDC，具有与传统的“6+2” 方法获得的DC 相同的形态与表型，而且，利用该方法获得的DC 总数高于“1+1”， “1+2”与“6+2”的方法，为DC 的生物学研究提供了基础数据。我们进而采用芯片技术，对体外快速分化成熟的DC 进行了mi/mRNA 表达谱分析，确定了DC 不同分化发育阶段特征性的mi/mRNA 表达差异。结果发现，与CD14+ 单核细胞即DC 前体相比，iDC 与mDC 之间具有更加相近的mi/mRNA 表达方式。 miRNA 表达谱分析则表明，不同的miRNA 表达与DC 的不同分化和发育阶段相关。而且，位于同一基因簇内的miRNA，呈现协同表达的情况。特别值得注意的是，本研究发现了在DC 的某些发育阶段特异表达的miRNA，它们在DC 发育过程中的功能，还未得到诠释，它们在DC 某些分化阶段的特异表达，提示了DC 各分化阶段的相关性与特异性。结合mRNA 表达谱分析，我们发现miRNA 的表达与其目的基因的表达在mRNA 水平呈现负相关的特性。同时，免疫相关mRNA 与miRNA 在DC 体外不同发育阶段的表达亦呈现差异，其中，miRNA（如hsa-miR-181a, hsa-miR-223, hsa-miR-155, hsa-miR-146, hsa-miR-106a 与hsa-miR-20a 等）与mRNA（如ALM1 等）参与了特定的与免疫相关的GO（Gene Ontology）与通路（Pathway），提示这些miRNA 与mRNA 可能通过不同的方式调节控制着DC 的体外诱导过程。在有关粘膜生态环境中DC 的分化、成熟及其功能影响的研究中，我们首先通过各种乳酸杆菌鉴定方法的综合应用，确定了6 种原始分离的女性生殖道主要共生乳酸杆菌：发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）、约氏乳酸杆菌（L.Johnsonni）、卷曲乳酸杆菌（L.Crispatus）、革氏乳酸杆菌（L.Gasseri）、詹氏乳酸杆菌（L.Jensenii）与德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii ）。其中，德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii）和发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）具有较高的产H2O2 的能力。在此基础上，我们在与THP-1 的共同培养体系中，将乳酸杆菌对DC 前体的作用和影响进行了比较和研究。结果发现，L.Crispatus 在分离的各原始菌株中，具有最强的刺激THP-1 活化的能力，而且，在相同刺激比例下，L.Crispatus 活菌具有比死菌更强的免疫刺激能力，表现为明显上调THP-1 细胞表面标志CD40、CD80、CD86、 CD1a、CCR6 与CD324 的表达水平，同时可诱导活化THP-1 上调表达Th1 型细胞因子。通过FITC-Dextran 吞噬实验，我们发现，经过L.Crispatus 刺激的THP-1 细胞，其吞噬外来抗原的能力明显下降，但尚未检测到经过活化的THP-1 细胞刺激T 细胞增殖的能力。通过流式细胞术分析的方法，我们检测了TLR1、TLR2、TLR4 与TLR6 在不同的刺激分化阶段的表达水平，结果表明，THP-1 主要通过TLR2 与TLR6 识别女性生殖道L.Crispatus。综上所述，本研究首先通过对DC 体外分化成熟的最短时程的分析，确立了快速诱导DC 的最佳方法，进而利用芯片技术，研究了快速诱导DC 的mi/mRNA 表达谱，揭示了DC 体外分化发育过程中可能的调控途径，为进一步研究DC 的基础生物学提供了恰当的模型和具有指向性的线索。同时，通过与DC 前体THP-1 的共同培养体系，证实了生殖道共生乳酸杆菌的免疫调节作用，为以乳酸杆菌为载体的生殖道粘膜免疫疫苗的研究和应用提供了实验依据

贾第虫microRNA 及其靶基因的预测与验证

MicroRNAs (miRNAs)是一类长约21-25nt 的非编码小分子RNAs，通过与靶基因的互补结合在转录水平及转录后水平来负调控基因表达。人们已在众多高等多细胞生物中如人、果蝇、线虫、拟南芥等鉴定出众多microRNAs 分子。近来报道单细胞原生生物衣藻中也存在大量microRNAs。然而到目前为止，在被很多证据证实是最原始的单细胞真核生物贾第虫中却仍未有microRNAs 的报道。那么到底贾第虫这种具有特殊进化地位的单细胞原生动物是否存在有microRNAs 呢？如果存在的话，其microRNAs 的特点是什么？与高等多细胞生物及单细胞衣藻的 microRNA 相比又有何异同点呢？贾第虫的microRNAs 是否与其致病性相关呢？已有研究表明，贾第虫基因组中存在与RNAi 相关的Argonaute（AGO）家族蛋白和Dicer 酶。有意思的是，这些与siRNA 引起RNAi 作用关键的蛋白AGO 和Dicer 同样也是miRNA 系统的关键成份，这就提示我们在贾第虫中很有可能也存在有miRNA 并发挥功能。有研究发现在贾第虫基因组中存在大量的非编码转录物，这些大量的非编码转录物中，是否都是后来所认为的为双向启动子转录有用基因时的副产物，还是也存在一些起调控作用的RNA 分子（如miRNAs 等），需要进一步的研究。本文利用生物信息学的手段，依据miRNAs 的生物学特征，结合多种计算机预测的方法，在贾第虫基因组中筛选可能的microRNAs 分子，结果共鉴定出50 个miRNAs 候选分子，这50 个可能的贾第虫miRNAs 不具有保守性，在已知的其他物种的miRNAs 中找不到同源物。用这50 个microRNAs BLASTN 贾第虫的蛋白质编码序列及其相邻5’端和3’端各200bp 的序列，来寻找这些microRNAs 所调控的靶基因。结果表明，寻找到的贾第虫miRNA 的靶基因除很大一部分未知功能的蛋白外，还包括了很多涉及不同功能的蛋白，如VSP 蛋白（various surface proteins）这样一类表面抗原蛋白，提示我们贾第虫miRNA 可能与其致病性相关。接下来我们对其中14 个预测的贾第虫microRNAs 进行了RT-PCR 检测并克隆测序，结果表明gla-mir-6, gla-mir-35 在贾第虫滋养体细胞中稳定表达。我们的研究第一次用生物信息学结合实验的方法在贾第虫寻找到了microRNAs，为下一步深入研究这些microRNAs 在贾第虫中的功能提供了可能。

马雪山黑白仰鼻猴Rhinopithecus bieti的生境垂直利用、过夜处选择、社会组织和笼养性行为及出生季节性

在黑白仰鼻猴（Rhinopithecus bieti）分布区北端的南仁（99o04’E, 28o34’N）, 野外工作分别于2001年4月10日 － 6月30 日（代表冬末和春季），9月14日 － 12月20日（夏秋季）进行。我们分别用粪便取样法、录像带记录和直接观察法收集了猴群生境的垂直利用、过夜处选择和社会组织数据。此外，我们于1998年8月20日到12月31日在中科院昆明动物研究所老所利用全发生取样法（All-Occurence sampling）收集了一个单雄多雌单元（One-male, multi-female unit: OMU）的性行为数据。另外，我们利用昆明动物所1994 - 2003年和昆明动物园1991 - 2003年笼养黑白仰鼻猴群的出生记录来说明出生季节和出生间隔。 黑白仰鼻猴群全年在3500 - 4300 m的林带上活动，集中利用的海拔带为3900 - 4200 m，这可能与猴群的主食（松萝）主要分布于高海拔有关。冬季, 山沟中的粪便密度高于山脊，这可能是猴群在沟中过夜的缘故。猴群喜欢在树高（27.5 ± 3.2 m）较高、胸径（57.9 ± 16.9 cm）和树冠（6.3 ± 1.4 m）大的针叶树（云冷杉）上过夜。猴群冬季喜欢在阳坡中部的针叶树上过夜，这样既安全又可以接受适量的阳光照射。这是猴群在选择最安全和最暖和过夜处的一种折衷策略。 1994年猴群OMUs大小为7.8 ± 1.7（n = 17），成年性比（M/F）是1.0: 3.8。2001年OMUs大小为10.1 ± 3.7 （n = 15），成年性比是1.0: 4.9。1994-2001年，OMUs中每个成年雌性每年的平均增长率是0.04。这种OMU-band两层社会组织与Kirkpatrick（1996）的报道一致。 雌性以匍匐地面或栖木上，同时面部和视线左右摆动，或者坐着上下移动头部的动作邀配；雄性则以伴有特别的叫声、露齿动颌表情邀配。在有射精记录的观察日中，平均每5.2次爬跨有1次射精，而单次爬跨就射精的仅占4.4％。雌性邀配了18次射精爬跨的大多数（72%），但163次非射精爬跨中她们邀配的仅为45%。雄性在射精交配中叫声多于非射精交配。该种交配模式与其它疣猴亚科动物相似，而性内交配竞争可能与这种模式的进化有关。 笼养黑白仰鼻猴群的出生日期为12 - 6月份，出生高峰期为3 - 5月份。猴群的平均出生日期为4月18日（标准差为43天），中位出生日期为4月10日。猴群的出生间隔平均为624 ± 150天（n = 15，范围：332 - 787天）。幼猴可活到1岁后的出生间隔（706 ± 71, n = 12, 498 - 787天）显著长于1岁内死亡或流产后的出生间隔（428 ± 87, n = 5, 332 - 568天）。婴猴性比（M/F）显著偏离1: 1。

带有锥形增益区14xxnm量子阱激光器的研制

利用MOCVD生长了14xxnm AlGaInAs/AlInAs/InP应变量子阱外延片.采用带有锥形增益区脊型波导结构和普通条形脊型波导结构在相同的实验条件下制作800μm腔长激光器管芯,在相同的驱动电流下前者可以获得更高的输出光功率,而且P-Ⅰ曲线线性度较好、饱和电流高.1200μm腔长带有锥形增益区脊型波导结构管芯功率达到500mW,饱和电流3A以上,峰值波长1460nm,远场发散角为39°×11°.

火焰水解法制备硅基二氧化硅材料的析晶研究

用火焰水解法在硅基片上制备了掺杂GeO2和B2O2的SiO2光波导材料.用X射线物相衍射法(XRD)分析了掺杂和烧结工艺对材料的析晶现象的影响.结果表明,当烧结时采取自然降温,GeO2-SiO2材料由于严重析晶而完全碎裂;而当烧结后期采取快速降温,析晶过程受到很大抑制,但仍有析晶.在此GeO2-SiO2材料中掺入适量的B2O3后,得到了完全非晶态的GeO2-B2O3-SiO2材料,但B2O3掺入量过多时,又会导致析晶.

铁磁／半导体异质结材料MnSb／Si的物理气相沉积生长

采用一种新的生长铁磁／半导体异质结材料的方法——物理气相沉积方法生长了一种铁磁／半导体异质结材料MnSb／Si．对所获得的样品进行特征X射线能谱分析表明Mn和Sb在Si衬底上的沉积速率相近，它们的原子百分数之比接近1

GaN压电效应对载流子浓度的影响

在NH_3源GSMBE生长的GaN中观察到较大的双轴张应变。随着张应变的增加光致发光谱带边峰展宽，Hall测试得到的背景电子浓度增大。该文应用GaN的压电效应对此进行了解释。