为合成代谢途径选择宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应确定外源酶是合成生物学和代谢工程的两大挑战问题.自然界中存在成千上万种微生物和生物合成反应,仅通过生物实验来确定这些目标既昂贵又耗时.本文设计开发了一种名为RPS(recommend metabolic pathway's species)的新型生物推理软件系统,以辅助合成代谢途径的设计.RPS软件可根据竞争性内源反应的比例和途径末端代谢物的数量为合成代谢途径推荐合适的宿主生物,并通过酶的系统发育距离和反应动力学信息为宿主生物中的外源反应识别合适的外源酶.有别于已有的以宿主为中心的合成代谢途径设计工具,RPS软件以代谢途径为中心的特点可帮助研究人员以不同视角评估合成代谢途径设计.实验结果表明,RPS软件工具可准确识别合成代谢途径潜在的宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应发现合适的外源酶.用户可通过https://biolab.gxu.edu.cn/RPS在线使用RPS软件工具.

ROS是机体重要的信号分子,对机体的代谢过程中起着重要的作用.研究发现,在癌症、炎症和神经退行性疾病等疾病组织出现了ROS异常升高的现象.这一现象为治疗以上相关疾病提供了靶点,ROS型敏感型前药应运而生,近年来将苯硼酸基团作为载体引入原药中设计ROS敏感型前药成为基于ROS开发新药的有效途径.本文作者对近年来开发出含苯硼酸结构的前药的设计思路及药效进行综述,所涉及的药物包括传统的化疗药物,生物小分子以及光动力疗法的光敏剂.以上药物均有良好的疗效,但此类前药也面临一些问题.本文作者探讨了这类前药连接臂的选择、合成方法以及释放效果等相关问题.希望为设计更好更合理含苯硼酸结构的前药和提出新的思路.

非酒精性脂肪性肝病( NAFLD)的诊断是一个排除性诊断，未能反映疾病的本质和发生机制。近3年来，国际上相继提出将其更名为MAFLD和MASLD（均为代谢相关脂肪性肝病），这反映了疾病的始动因素、疾病发生和发展过程，并与临床结局显著相关联。本期执行主编魏来教授为本刊组织了NAFLD更名的重点号。魏来教授等从代谢角度剖析脂肪性肝病，包括疾病本源与新药终点的思考（薛峰等，第785~788页）。范建高教授等介绍了NAFLD、MAFLD、MASLD命名的背景、3个术语的异同以及存在的争议和我国的应对策略（范建高等，第789~792页）。饶慧瑛教授等总结了现有非酒精性脂肪性肝炎（NASH）药物临床试验的入选、排除标准与终点设计，并分析了本次更名对脂肪性肝病药物临床试验的设计和目标人群选择带来的新挑战和机遇（黄睿等，第793~797页）。NAFLD并非良性疾病，尤其是NASH合并肝纤维化F2~4患者发生肝脏相关事件和死亡的风险较高。宓余强教授等结合近年来无创诊断方法的研究进展及NAFLD国内外防治指南，梳理了NAFLD患者肝纤维化筛查、评估路径及管理建议（徐亮等，第798~804页）。随着全球范围内肥胖和代谢综合征发病率的增加，脂肪肝重叠其他肝病愈加常见，多病因重叠与较差的疾病预后相关。赵景民教授等总结了脂肪肝更名对脂肪肝合并其他肝病（包括慢性乙型和丙型肝炎、酒精性肝病、自身免疫性肝炎、药物性肝损伤、遗传代谢性疾病等）诊治的影响（陈林等，第805~809页）。多学科诊疗（MDT）管理是提高NAFLD防治效率的有效途径，虞朝辉教授探讨了NAFLD患者MDT管理的理论依据、实施路径、困境挑战等问题（虞朝辉，第810~812页）。

目的:探讨血管内皮细胞中铁调素(HAMP)变化对成骨细胞的影响及其作用机制。方法:设计铁调素敲降和过表达的慢病毒，对血管内皮细胞进行转染72 h。实验组分为4组：血管内皮细胞分为铁调素过表达组(HAMP+组)及其对照组(Cont+组)，铁调素敲降组(HAMP-组)和其对照组(Cont-组)。间接共培养的成骨细胞分组同血管内皮细胞分组。蛋白质印迹法(Western blot)检测血管内皮细胞铁调素蛋白(HAMP)、外泌体表面标记蛋白肿瘤易感基因101蛋白(TSG101)和CD63、成骨细胞蛋白碱性磷酸酶(ALP)，骨钙蛋白(OCN)，RUNT相关转录因子2(RUNX2)，荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测成骨相关基因的转录组表达。组间比较采用 t检验分析。 结果:检测转染的血管内皮细胞中，HAMP+组铁调素蛋白表达(1.21±0.02， t＝5.80， P<0.05)高于对照Cont+组。HAMP-组铁调素HAMP-组蛋白表达(0.76±0.02， t＝6.56， P<0.05)低于对照Cont-组。共培养后成骨细胞成骨蛋白ALP、OCN、RUNX2表达，在HAMP+组成骨细胞中(1.07±0.01、1.61±0.03、1.94±0.01， t＝313.40、184.30、309.50， P<0.05)高于Cont+组；在HAMP-组中蛋白表达低于对照Cont-组(0.70±0.05、0.74±0.01、0.75±0.01， t＝3.52、15.90、17.67， P<0.05)。 结论:血管内皮细胞内铁调素表达量改变会对成骨细胞产生影响，机制可由"铁调素-血管内皮细胞-成骨细胞"途径驱动，提示了铁调素对骨代谢的重要作用。

目的:分析女性孕前口腔菌群与胎儿过度生长的关联及可能机制。方法:基于孕前队列，采取巢式病例对照研究设计，选取队列自2016年10月至2021年12月于上海市嘉定区妇幼保健院招募的人群中分娩巨大儿和/或大于胎龄儿（large for gestational age，LGA）的51例产妇作为病例组，按1∶4选取同期分娩正常出生体重儿、适于胎龄儿的204例产妇作为对照组。以总人群中分娩LGA的48例产妇作为LGA亚组，并从其余分娩非LGA的产妇中按1∶4随机抽取192例作为其相应对照组，展开LGA亚组分析。采用16S rRNA基因测序技术检测孕前唾液样本，比较组间口腔菌群特征、差异菌群与差异功能通路。采用非参数Wilcoxon秩和检验、两独立样本 t检验，或 χ 2检验（或Fisher精确概率法）进行统计学分析。对女性孕前膳食数据进行因子分析，以膳食模式因子得分的最大取值确定每个研究对象的主要膳食模式。对菌群计数数据，采用R和QIIME2软件计算α和β多样性指标，并通过PICRUSt2获得相应菌群功能计数数据。 结果:（1）一般资料：2组对象从孕前采样至妊娠及采样至分娩的时间间隔差异无统计学意义。病例组51例中，单纯巨大儿3例，LGA 48例（94.1%）。LGA亚组的相应对照为192例。病例组与对照组膳食模式差异无统计学意义。（2）α多样性分析：病例组物种丰富度指数低于对照组［（367.27±84.57）与（408.71±93.08），多因素分析 P=0.009］，而2组间Shannon指数和Simpson指数的差异则无统计学意义；LGA亚组的物种丰富度指数亦低于相应对照组［（371.04±83.92）与（408.04±94.21），多因素分析 P=0.033］，而Shannon指数和Simpson指数差异则无统计学意义。（3）β多样性分析：①病例组与对照组口腔菌群非加权UniFrac距离差异有统计学意义（ R 2=0.006， F=1.479， P=0.048）。LGA亚组与相应对照组口腔菌群β多样性指标差异无统计学意义。（4）差异菌群分析：①病例组与对照组从门到属共有14个差异菌群。在属水平，消化链球菌科G1菌属在病例组富集，而劳特罗普氏菌属、小杆菌属、纤毛菌属和罗斯氏菌属则在对照组富集。②LGA亚组与相应对照组从门到属共有14个差异菌群；在属水平，罗斯氏菌属、纤毛菌属、单糖菌门G6菌属和月形单胞菌属在对照组富集（LDA值均>2， P值均<0.05）。（5）差异功能分析：病例组女性口腔菌群中烟酸降解［log 2差异倍数（fold change， FC）=3.510， q=0.005］、嘧啶核苷酸从头合成途径（log 2FC=0.078， q=0.005）及L-酪氨酸降解通路（log 2FC=0.710， q=0.034）等相关代谢功能通路富集。LGA亚组与相应对照组比较发现，LGA亚组口腔菌群中烟酸降解相关代谢功能通路富集（log 2FC=3.660， q=0.012）。 结论:过度生长胎儿的母亲孕前口腔菌群结构较正常生长胎儿的母亲存在差异，且正常生长胎儿的母亲孕前口腔菌群多样性更高。孕前口腔菌群中部分致病菌富集与共生菌减少与胎儿过度生长有关，这种关联可能通过烟酸降解等功能通路实现。

OA是一种发病机制复杂的多因素疾病，其病理改变以关节软骨损害为主，最终发生关节软骨退变、纤维化、断裂、溃疡及整个关节面的损害。然而骨关节炎的发病机制尚不清楚，难以避免其发展至末期行关节置换，因此亟需在其早期控制甚至逆转病情的治疗方案而非仅传统的姑息疗法。沉默信息调节因子1（SIRT1）是抗衰老基因Sirtuins家族中目前研究最为广泛的成员，具有抑制细胞凋亡、延缓衰老、抵抗应激反应、参与新陈代谢等重要作用，成为近年来热门的药物设计靶标之一。本文综述SIRT1在骨关节炎中维持软骨稳态的研究进展，以期提升对SIRT1在骨关节炎发病机制中的作用的认识，更好地指导日后开辟治疗骨关节炎的新途径。

骨质疏松性骨折是在骨质疏松症基础上发生的骨折，又称脆性骨折。随着我国快速进入老龄化社会，骨质疏松症发病率骤升，随之而来的骨质疏松性骨折患者增加，骨创伤疾病谱发生了显著变化。骨质疏松性骨折具有一般骨折的共性和自身特殊性，治疗充满挑战。与此同时，交叉学科的兴起与骨代谢基础研究的深入为提升骨质疏松性骨折的疗效带来诸多机遇。笔者从疾病认知、骨折评估、药物研发、内置物设计、术后康复及再骨折预防等方面系统阐述和分析我国在骨质疏松性骨折治疗领域面临的挑战和解决途径，为骨质疏松性骨折的诊疗提供参考。

目的 探索草珊瑚 Sarcandra glabra 叶片活性成分生物合成分子基础,合理的开发利用草珊瑚资源.方法 采用BGISEQ-500 测序平台测定草珊瑚叶片的转录组,对经过滤和Trinity组装得到的unigene进行生物信息学分析.结果 共获得了75 862个unigenes,平均长度980 bp,其中42 369个unigenes在7大公共数据库中得到成功注释,占总基因数的55.85%.21 801个unigenes被注释于细胞组分、分子功能和生物学过程3大类共55个GO条目京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集到2条可能与药效物质形成密切相关的通路,分别是萜类和聚酮化合物的代谢和其他次生代谢物生物合成.通过进一步挖掘发现,其中47 个unigenes可能参与萜类化合物骨架生物合成,14个unigenes可能参与倍半萜类化合物生物合成,62个unigenes可能参与黄酮类化合物生物合成.另外,转录组序列中共检测到19 690个SSR位点,其中二核苷酸重复类型所占比例最高,达到了46.63%;针对所有的SSR位点,共设计出11 209对引物.结论 很好地扩展了草珊瑚的转录组信息,为进一步解析草珊瑚活性成分生物合成途径提供了基因资源,促进草珊瑚分子育种的研究.

目的 分析大果沙棘Hippophae rhamnoides vat.sp L.与中华沙棘H.rhamnoides初生/次生代谢物的差异,并对其生物合成途径变化进行分析.方法 采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)法对2个种属的沙棘进行初生及次生代谢产物表征,基于二水平析因-星点设计法(plackett burman-central composite design,PB-CCD)设计对沙棘UPLC-DAD指纹图谱进行研究,优化液相方法,指认共有峰;以偏最小二乘-判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)、聚类分析及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析对大果沙棘、中华沙棘进行差异初生代谢物筛选及相关代谢通路富集;进一步采用质谱多反应检测(multiple reaction monitoring,MRM)对筛选得到具有差异的初生代谢物和次生代谢物进行定量分析;最后,对2个品种沙棘的差异性成分进行分析并对其进行生物合成途径的关联和阐释.结果 基于成分表征和PLS-DA初步鉴定出中华、大果沙棘含量差异较大的成分有11个,其中包括2个氨基酸类初生代谢物和9个黄酮类次生代谢物.结论 建立的方法能鉴定出中华沙棘、大果沙棘中的差异性成分.分析结果显示,总黄酮在中华沙棘中含量较高,说明中华沙棘在药用功效上可能强于大果沙棘;其次异鼠李素在大果沙棘中含量较高,说明其对临床的质控和应用可能不太适用.

氨基酸是蛋白质的基本组成单元,对人和动物的营养健康十分重要,广泛应用于饲料、食品、医药和日化等领域.目前,氨基酸主要通过微生物发酵可再生原料生产,氨基酸产业是我国生物制造的重要支柱产业之一.氨基酸菌株主要通过随机诱变和代谢工程改造结合筛选获得.菌株生产水平进一步提高的核心限制之一是缺乏高效、快速和准确的筛选方法,因此,发展氨基酸菌株的高通量筛选方法对关键功能元件挖掘及高产菌株的创制筛选至关重要.本文综述了氨基酸生物传感器的设计,及其在功能元件、高产菌株的高通量进化筛选和代谢途径动态调控中的应用研究进展,讨论了现有氨基酸生物传感器存在的问题和性能提升改造策略,并展望了开发氨基酸衍生物生物传感器的重要性.