材料科学的进步促进了疾病的诊断与治疗。近年来，利用细胞膜包被技术赋予目的材料生物活性为医用材料的发展提供了一个崭新的平台，在此基础上发展起来的细胞膜展示技术也得到更广泛的应用。细胞膜展示技术通过展示细胞膜表面特定成分，增强或赋予细胞膜特定功能，再将其与生物材料结合，精准地增强和赋予材料特定的生物功能。本文提出细胞膜展示技术的概念，对其定义、分类、理论基础及具体实施方式进行系统阐述，并分析该技术在医药领域的具体应用场景和未来发展趋势。

G蛋白偶联受体(GPCR)是生物体内一类庞大而又多样的细胞膜蛋白.GPCR可以应细胞外信号发生构象变化,进而结合不同效应蛋白激活下游多种信号转导通路,调控众多生命活动过程,参与几乎所有病理过程的发生和发展.近年来,冷冻电镜技术在研究生物大分子结构方面取得了突飞猛进的发展,基于冷冻电镜的GPCR信号转导复合物的高分辨率三维结构不断出现.本文阐述了GPCR和G蛋白复合物相互作用的共性结构特征——受体第六个跨膜螺旋的构象变化,也展示了GPCR识别不同G蛋白亚型选择性的结构基础.单颗粒冷冻电镜提供了更加高效地鉴定受体与配体相互作用分子机制的方法,为GPCR信号通路的机制研究以及基于结构的药物理性设计提供了重要信息.

目的 运用计算机网络药理学技术预测桃核承气汤治疗脓毒症心肌功能障碍的作用靶点和信号通路,进一步分析其防治脓毒症心肌功能障碍的基础和作用机制.方法 运用中药系统药理学成分分析平台Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform(TCMSP)数据库获取桃核承气汤的有效成分及作用靶标基因,从GeneCards数据库收集脓毒症心肌功能障碍的靶标基因,将两者取交集后得到疾病-药物蛋白靶基因,运用STRING构建蛋白质间相互作用网络,并通过Cytoscape软件将结果进行网络可视化展示,通过网络结构和节点间加权重联系的计算分析算法筛选出作用的关键基因.借助Webgestalt在线工具进行疾病-药物交集靶基因的基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,并可视化展示.最后利用CTD数据库并结合文献学习,获取关键基因于脓毒症心肌功能障碍的疾病治疗作用.结果 桃核承气汤的135个化合物中有64成分通过20个靶点与脓毒症心肌功能障碍相互关联.其中AKT1、HMOX1、JUN、TNF、IL1B、MAPK14、NOS3、PPARG、ICAM1、NOS2、VCAM1、STAT1等关键基因主要通过调控炎症反应、促进细胞存活、抗细胞凋亡、参与能量代谢、病原识别、毒物代谢等路径,在质膜、细胞膜、吞噬细胞、线粒体自噬等分子反应中发挥作用.结论 网络药理学方法科学预测桃核承气汤防治脓毒症心肌功能障碍的关键靶标及其参与的相关通路,提示该方剂对脓毒症心肌功能障碍的防治作用为多靶点、多通路、多选择的复杂机制,并且多与抗炎、抗细胞凋亡、促进细胞存活等机制相关.

背景:缺血性心脏病是严重威胁人类生命健康的疾病类型之一,而干细胞分泌的外泌体已经在缺血性心脏病的治疗中展示出良好的效果和应用前景,并取得了重要研究进展.目的:就间充质干细胞外泌体移植治疗缺血性心脏病的疗效、作用机制、优化方案和移植策略分别予以阐述.方法:第一作者于2021年2月应用计算机在PubMed数据库检索1973年1月至2022年3月相关文献,以"mesenchymal stem cell,exosomes,Ischemic heart disease"为英文检索词,最终纳入英文文献88篇文献进行分析.结果 与结论:①干细胞分泌的外泌体为细胞外囊泡的重要组分之一,是干细胞发挥功能调节的关键组分,且已经在缺血性心脏病方面展示出良好的治疗效果和应用前景.②间充质干细胞分泌的外泌体可促进缺血损伤心肌组织的血管生成和心肌保护作用、抑制心脏纤维化和改善免疫调节等,进而促进心肌修复和心功能改善.③通过基因工程修饰、miRNA修饰、药物或物理条件预处理以及提高外泌体产量等手段可对干细胞外泌体的产量或功能特性等进行优化,以提高其对缺血性心脏病的治疗效果.④利用生物材料运载外泌体、两步递送法、外泌体喷雾技术或细胞膜修饰外泌体等外泌体移植优化策略,可有效提高间充质干细胞外泌体在损伤心肌组织的滞留率,从而增强其对缺血性心脏病的治疗效果.

目的 分析MNS血型相关基因GYPA、GYPBmRNA剪接体多态性,探讨各种剪接体编码的GPA和GPB蛋白异构体的亚细胞定位与MNS血型抗原表达的相关机理.方法 随机选取无偿献血者10份血液,提取外周血总mRNA,反转录为cDNA后,以巢式PCR方法扩增GYPA、GYPB基因的开放阅读框并进行Sanger测序,碱基序列与GYPA(NCBI:NM_002099)、GYPB(NCBI:NM_002100.5)比对.得到的GYPA、GYPB开放阅读框的野生型及各种剪接异构体编码序列后,通过融合PCR技术分别与绿色荧光蛋白(GFP)编码基因融合并克隆后转染到HEK293细胞进行过表达,通过聚焦激光扫描显微镜监测GPA-GFP和GPB-GFP融合荧光蛋白的亚细胞定位.结果 2例标本的GYPA mRNA中缺失外显子1与外显子2,预测的GPA蛋白异构体缺失2～26位氨基酸,GYPB mRNA全长序列完整.6例标本的GYPA mRNA完整,GYPB mRNA中缺失外显子2,预测的GPB蛋白异构体缺失13～45位氨基酸,其他外显子序列完整.1例标本的GYPA mRNA完整,GYPB mRNA的外显子5中364～385位碱基被AG替换,显示氨基酸信号肽截短.其他标本的GYPmRNA全长序列完整.GP-GFP融合蛋白的荧光信号的观察结果表明,根据各RNA剪接体克隆表达的GPA、GPB糖蛋白异构体均可表现出细胞膜表面定位分布,其中的一些可变剪接导致蛋白异构体发生不同程度的细胞内弥散,影响蛋白在细胞表面分布的速度和比例,可能构成MNS抗原强弱的原因之一.结论 GYP mRNA剪接体有明显多态性特征,但GYP mRNA的部分片段缺失不影响其编码的蛋白异构体在细胞表面的定位分布,能够确保其展示MNS抗原特性.

拟除虫菊酯类农药由于其高疏水性和高分子质量,难以被微生物吸附、摄取和降解,如何提高此类底物的生物可及性是环境生物修复的关键之一.利用细胞表面展示技术将拟除虫菊酯降解酶展示到大肠杆菌细胞表面,构建新型全细胞催化剂,克服拟除虫菊酯类农药的吸附-摄取限制.将丁香假单胞菌冰核蛋白InaK的N-末端作为锚定基序与来自铜绿假单胞菌GF31的拟除虫菊酯降解酶基因融合,转化大肠杆菌Rosetta-gami,构建全细胞催化剂.结果表明在0.05 mmol/L的IPTG条件下诱导培养12 h后,该全细胞催化剂的氨基肽酶活性达到0.25 U/OD600/mL,对高效氯氰菊酯农药底物的降解速率达到35.9 μmol L-1 d-1,且对5种常用拟除虫菊酯类农药均具有降解能力.通过细胞的分级分离和免疫荧光分析确定了功能蛋白在细胞膜上的正确位置.该全细胞催化剂经过10次重复反应,残余活性仍能保持在70％以上,具有较好的稳定性.本研究实现了拟除虫菊酯降解酶在大肠杆菌细胞表面上的功能性展示,为高疏水性有机农药的环境修复提供了一种方法.