彭 齊, 謝麗玲, 謝 俊

汕頭大學(xué)理學(xué)院生物系, 廣東 汕頭 515063

技術(shù)與方法

中藥抑菌機(jī)制的研究方法

彭 齊, 謝麗玲*, 謝 俊

汕頭大學(xué)理學(xué)院生物系, 廣東 汕頭 515063

由于抗生素的濫用，使得細(xì)菌耐藥性和食品中藥物殘留的問題日益嚴(yán)重，迫切需要尋找新的抗菌藥物來應(yīng)對上述問題。新抗生素開發(fā)周期長、費用高，并且易產(chǎn)生耐藥性和藥物殘留等，而中藥在我國已經(jīng)有幾千年的應(yīng)用歷史，多種中藥具有的抗菌消炎作用也已被現(xiàn)代科學(xué)研究所證明。中藥還具有低價、無毒、無殘留和不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點。從細(xì)胞壁和細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)及呼吸代謝三個方面總結(jié)了中藥抑菌機(jī)制的作用原理、研究方法和已取得的成果，以期為開展此類研究提供參考。

中藥；抑菌機(jī)制；研究方法

近年來，在世界范圍內(nèi)的食品安全事故頻發(fā)，其中由微生物引起的食品安全事件占46.1%，是目前造成食品污染的重要原因之一。食品安全事故嚴(yán)重影響著人類健康，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致死亡[1]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，根據(jù)10多年的監(jiān)測結(jié)果推測，每年由于病害造成的經(jīng)濟(jì)損失都在100億元以上，由于細(xì)菌感染造成的損失達(dá)70%[2]。而由微生物引起的人類疾病更是不勝枚舉。在面對這些病害時，目前最主要的應(yīng)對手段是使用抗生素。但是，抗生素的濫用在醫(yī)療[3]、食品安全[4]、動物養(yǎng)殖[5]和環(huán)境[6]等方面引起的問題日趨嚴(yán)重。因此，尋找并應(yīng)用其他抗菌物質(zhì)控制多重耐藥性細(xì)菌或用于食品防腐逐漸引起關(guān)注[7]。我國中草藥價格低廉、藥源豐富，且具有毒副作用小、不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點。幾千年來，清熱解毒類中藥在抗感染性疾病中發(fā)揮著重要作用，因此從中藥中尋找抗菌資源，篩選抗菌藥物越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視[8]。從20世紀(jì)50年代起，就有很多學(xué)者開始中藥的抑菌研究，并且也逐步證明具有抗菌活性的主要化學(xué)成分是揮發(fā)油、黃酮、生物堿、有機(jī)酸和蒽醌等物質(zhì)[9]。進(jìn)而研究發(fā)現(xiàn)中藥的抑菌機(jī)制主要是通過對細(xì)胞壁和細(xì)胞膜通透性和完整性、對蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)以及呼吸代謝的影響而達(dá)到抑菌的作用，但是由于中藥的成分復(fù)雜，抑制機(jī)制很可能是在多個水平共同作用，在確定其抑菌機(jī)制時會出現(xiàn)考慮不全等問題。本文從研究中藥抑菌機(jī)制方法的角度進(jìn)行綜述，為開展相關(guān)研究提供參考。

1 分析中藥對細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的影響

細(xì)胞壁是位于細(xì)胞最外的一層厚實、堅韌的外被，有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞等多種生理功能。當(dāng)細(xì)胞壁受到損傷時，就可能引起菌體的形變和內(nèi)容物的釋放，最后導(dǎo)致菌體的裂解死亡。由于人和動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，所以作用靶點在細(xì)胞壁的藥物抗菌能力強(qiáng)而且毒性較低[10]。在研究細(xì)胞壁是否受到損傷時，可以通過檢測特定酶活力作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)是存在于細(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間的一種酶，正常情況下在胞外不能檢測到活性。當(dāng)細(xì)胞壁遭到破壞后，透性增加將其泄漏到細(xì)胞外，通過檢測細(xì)胞外酶活力的變化可以反映細(xì)胞壁的透性變化[11]。孫京新等[12]研究茶多酚對假單胞菌抑菌機(jī)理時，通過測定菌液AKP的含量，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過0.3%茶多酚處理4.5 h后，試驗組的AKP含量上升到 0.9金氏單位/mL ，而對照組僅為0.2金氏單位/mL。如果要準(zhǔn)確的反映出AKP的變化，不僅要求細(xì)胞壁的破壞達(dá)到一定的程度，而且對菌數(shù)量也有一定的要求。這樣才能保證酶能夠釋放到胞外并能夠被準(zhǔn)確的檢測。

細(xì)胞膜是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，生物體內(nèi)許多代謝過程都與膜功能有關(guān)。細(xì)胞膜組分的正常和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是其發(fā)揮生理功能的前提[13]。當(dāng)細(xì)胞膜受到損傷時，選擇透過性能力變?nèi)?，因此可以以?xì)胞膜受到損傷時所引起的蛋白質(zhì)或帶電離子的釋放以及形態(tài)的變化作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

在正常情況下，蛋白質(zhì)等大分子無法通過細(xì)胞膜屏障，但是當(dāng)細(xì)胞膜的完整性受到破壞時，胞內(nèi)的大分子物質(zhì)會外溢。郭媛等[14]在研究八角茴香精油及其主要單體成分對大腸桿菌的抑制機(jī)理時發(fā)現(xiàn)，100 mg/mL的檸檬烯和八角茴香精油作用于大腸桿菌4 h后，菌液中蛋白質(zhì)含量分別達(dá)到19.64%和20.44%。說明細(xì)胞膜的完整性受到了破壞。取細(xì)菌的上清液用Bradford試劑測蛋白質(zhì)的溶度，此方法的靈敏度很高，而且重復(fù)性好，根據(jù)所測結(jié)果的變化，能夠很好的反應(yīng)細(xì)胞膜的完整性。

在細(xì)胞膜沒有受到損傷時，細(xì)胞內(nèi)的帶電離子不能自由通過細(xì)胞膜，胞內(nèi)胞外的離子保持一定的平衡濃度。但是一旦細(xì)胞膜受到損傷，會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的離子大量外流，從而菌液的電導(dǎo)率會升高。Wu等[15]在研究柑橘中提取的聚甲氧基黃酮對黑曲霉的抑制機(jī)制時發(fā)現(xiàn)，在加入樣品處理后，菌液的電導(dǎo)率明顯增加，說明細(xì)胞膜受到了損傷。但本實驗室用同樣的方法進(jìn)行實驗時，發(fā)現(xiàn)存在一個明顯的問題，即將所有的細(xì)胞煮沸，使其所有的電解質(zhì)釋放到胞外，菌液電導(dǎo)率的變化僅有40～80 μs/cm，而在實驗時，有時處理組的變化相對空白組只多5 μs/cm左右，這很難判斷是否為實驗誤差。

電子顯微鏡可以觀察到細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，因此可以直接觀察經(jīng)藥物處理后細(xì)胞的形態(tài)變化來判斷作用靶點是否在細(xì)胞膜。Lee等[16]用氯仿提取馬尾藻時，用溶度為0.5 mg/mL的提取物處理李斯特菌12 h后，用電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞包膜均有孔形成并且有大范圍的損傷，最后造成細(xì)胞裂解死亡。用電鏡直接觀察細(xì)胞的形態(tài)變化結(jié)果直觀可靠，并且重復(fù)性較好。

2 分析中藥對蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)的影響

蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)最重要的一類大分子，是生物功能的載體，每種細(xì)胞的生理活性都依賴于蛋白質(zhì)的正常功能。蛋白質(zhì)的合成依賴于遺傳物質(zhì)。如果它們的合成或表達(dá)受到影響，就會導(dǎo)致細(xì)胞的功能異常，甚至死亡。在進(jìn)行研究時，可以通過檢測細(xì)胞內(nèi)各個時期蛋白質(zhì)和核酸的含量作為判斷的依據(jù)。

在細(xì)胞群體中，有處于不同細(xì)胞周期的各種細(xì)胞，處于I期細(xì)胞的數(shù)目與整個細(xì)胞群體數(shù)目的比率反映細(xì)胞分裂程度[17]，而且處于不同時期的細(xì)胞其DNA含量和狀態(tài)是不一樣的。因此通過流式細(xì)胞儀分析單個細(xì)胞內(nèi)的DNA含量，就能夠推算出細(xì)胞所處細(xì)胞周期的不同時期[18]。王關(guān)林等[19]研究苦參對雞大腸桿菌的抑菌機(jī)理時，通過用流式細(xì)胞儀觀察發(fā)現(xiàn)，在藥物作用4.5 h后，菌體的蛋白質(zhì)表達(dá)受阻，而導(dǎo)致在Ι期的細(xì)胞增多，R期的細(xì)胞減少，最終菌體因為不能正常分裂而死亡。流式細(xì)胞儀也有其缺陷，在反映核酸的含量時受到很多因素的影響，有些實驗的重復(fù)性很差，因此在實驗時應(yīng)保證每次的前處理和對照一致，盡量減少誤差。

細(xì)胞的正常生理代謝需要一定量的蛋白質(zhì)協(xié)同工作，通過破碎細(xì)胞提取可溶性蛋白，再測定出蛋白的含量可以反映細(xì)胞的代謝情況。吳華彰等[20]研究蘿卜硫素對大腸桿菌抑菌機(jī)制時，用Bradford法測可溶性蛋白含量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)蘿卜硫素作用16 h后，菌體的蛋白總量減少了42.5%，從而導(dǎo)致菌體不能正常代謝而死亡。用此法進(jìn)行研究時，雖然需要在不同的處理時間取樣，破碎細(xì)胞比較繁瑣，但是靈敏度和重復(fù)性很好。

3 分析中藥對呼吸代謝的影響

呼吸作用是生命存在的基本特征，主要是糖類和脂類的氧化作用。一旦這些物質(zhì)的代謝受到影響，那么供給生物活動的能量和其他中間代謝產(chǎn)物就無法正常的合成，生物體的新陳代謝就會紊亂，甚至造成生物死亡。在進(jìn)行抑菌效果研究時可以將耗氧量和某些代謝酶的活性作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

對于需氧細(xì)胞而言，正常的生長過程中進(jìn)行呼吸作用需要消耗氧氣，而且在不同的生長階段對氧氣有不同的需求，因此可以通過測定培養(yǎng)液溶氧量的變化來反應(yīng)耗氧量的變化。耿曉玲[21]在研究楊梅果實提取物的抑菌作用時，通過測定菌液的溶氧量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過提取物處理后，金黃色葡萄球菌在整個生長期呼吸作用幾乎沒有變化，耗氧量很少，培養(yǎng)液中溶氧量保持在96%以上，最終因得不到能量而死亡。用液相氧電極法測定細(xì)菌氧呼吸速率簡單可行，能夠十分直觀的反應(yīng)出細(xì)菌的呼吸狀態(tài)，但是在實驗時要選擇對數(shù)期的細(xì)菌，并且菌的數(shù)量也要控制好，108左右的數(shù)量較合適。

蘋果酸脫氫酶(malate dehydrogenase，MDH)存在于所有的生物體中，是生物糖代謝的關(guān)鍵酶之一，能催化蘋果酸與草酰乙酸之間的可逆轉(zhuǎn)換[22]。因此可以通過測定MDH的活性來判斷細(xì)胞的呼吸代謝是否正常。楊睿等[23]在研究苦丁茶等10味中草藥抑菌作用研究時發(fā)現(xiàn)苦丁茶有很好的抑菌活性。并且經(jīng)苦丁茶處理16 h后，與對照組相比，大腸桿菌的MDH活性降低了32.02%，經(jīng)苦丁茶處理20 h后，金黃色葡萄球菌的MDH活性降低了39.88%，推測細(xì)菌MDH活性的降低影響能量代謝導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在用此類方法時，一定要注意應(yīng)在低溫及溫和的條件下進(jìn)行酶的提取以防止酶的活性受到影響。也可以選擇其他與呼吸代謝有關(guān)的酶作為判斷依據(jù)。

4 展望

中藥是中國的傳統(tǒng)資源，它具有西藥不具備的優(yōu)勢，可以作用于抗菌的多個環(huán)節(jié)[24]，以防止耐藥性的產(chǎn)生，例如王海濤[25]在研究大豆異黃酮的抑菌活性及其機(jī)制時，發(fā)現(xiàn)大豆異黃酮對金黃色葡萄球菌有較強(qiáng)的抑菌活性，而其抑菌機(jī)制可能是通過破壞細(xì)菌細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的完整性、抑制細(xì)菌的呼吸代謝，同時抑制TOPOⅠ和TOPOⅡ活性來進(jìn)一步抑制菌體DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成。但是關(guān)于中藥在生物體內(nèi)具體的抑菌機(jī)制、代謝途徑以及作用靶點的研究很少。本實驗室為了研究金銀花對嗜水氣單胞菌(A.hydrophila)的具體抑菌機(jī)理，通過二維電泳和質(zhì)譜聯(lián)用的方法，確定了其作用的靶蛋白，為進(jìn)一步了解抑菌機(jī)制提供參考[26]。從中草藥里提取出的物質(zhì)，由于特有化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和活性的多樣性，奠定了其作為藥物先導(dǎo)物的基礎(chǔ)。在多種中藥中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有較強(qiáng)抗菌活性化合物的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有抗生素的結(jié)構(gòu)沒有相似性，這為尋找開發(fā)新藥帶來巨大空間。我國近50年來研究成功的新藥90%以上與天然產(chǎn)物有關(guān)[27]。但是中藥的開發(fā)利用還面臨著諸多問題，如質(zhì)量不穩(wěn)定、提取及分離技術(shù)尚須提高、藥效成分不清楚和療效不確切等。如何判斷中藥的作用機(jī)制和靶點的方法還需要更加深入的研究，以加快未來中藥抑菌機(jī)制、新抗菌藥物開發(fā)等的研究。

[1] 封 莉，黃繼超，劉 欣，等.食源性致病菌快速檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2012，33(21)：332-339.

[2] 王玉堂，陳昌福，呂永輝.水產(chǎn)養(yǎng)殖動物致病菌耐藥性檢測數(shù)據(jù)實際作用[J]. 中國水產(chǎn)，2013，10：57-61.

[3] Garaua J，Nicolaub D P，Bj?rn W，etal.. Antibiotic stewardship challenges in the management of community-acquired infections for prevention of escalating antibiotic resistance[J]. J. Global Antimicrob. Resist.，2014，8(2)：1-9.

[4] Donkor E S， Newman M J，Sammy C K T，etal.. Investigation into the risk of exposure to antibiotic residues contaminating meat and egg in Ghana[J]. Food Control，2011，22：869-873.

[5] Lai J，Wu C M，Wu C B，etal.. Serotype distribution and antibiotic resistance ofSalmonellain food-producing animals in Shandong province of China，2009 and 2012[J]. Int. J. Food Microbiol.，2014，180：30-38.

[6] Chen C Q，Li J，Chen P P.Occurrence of antibiotics and antibiotic resistances in soils from wastewater irrigation areas in Beijing and Tianjin，China[J]. Environ. Pollut.，2014，193：94-101.

[7] Radji M，Agustama R A， Elya B，etal.. Antimicrobial activity of green tea extract against isolates of methicillin-resistantStaphylococcusaureusand multi-drug resistantPseudomonasaeruginosa[J]. Asian Pac. J. Trop. Biomed.，2013，3(8)：663-667.

[8] 王紅霞. 抗真菌中藥研發(fā)新進(jìn)展[J]. 黑龍江醫(yī)藥，2009，19(4)：310-31.

[9] 肖莉春，孔祥峰，郭小權(quán).中藥抑菌成分及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用前景[J]. 動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24(12)：2311-2318.

[10] 劉克明，趙香蘭. 細(xì)菌細(xì)胞壁成分與藥物抗菌作用機(jī)制問題[J]. 廣東醫(yī)學(xué)，1964，(S1)：34-35.

[11] Hara S，Yamakawa M. Moricin，a novel type of antibacterial peptide isolated from the silkworm，Bombyxmori[J]. J. Biol. Chem.，1995，270 ：29923-29927.

[12] 孫京新，王文娟. 茶多酚對假單胞菌抑菌機(jī)理研究[J]. 肉類研究，2010，1：36-39.

[13] 李喜艷，王加啟，卜登攀，等. 多不飽和脂肪酸對細(xì)胞膜功能影響的研究進(jìn)展[J]. 生物技術(shù)通報，2009，12：22-25.

[14] 張赟彬，郭 媛，江 娟，等. 八角茴香精油及其主要單體成分抑菌機(jī)理的研究[J]. 中國調(diào)味品，2011，2(36)：28-33.

[15] Wu T，Cheng D，He M Y，etal.. Antifungal action and inhibitory mechanism of polymethoxylated flavones fromCitrusreticulataBlanco peel againstAspergillusniger[J]. Food Control，2014，35：354-359.

[16] Lee S Y， Kim K B W R，Lim S I，etal.. Antibacterial mechanism ofMyagropsismyagroidesextract onListeriamnocytogenes[J]. Food Control，2014，42：23-29.

[17] 張玉靜. 分子遺傳學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2000，27.

[18] 耿慧霞，王 來，王 強(qiáng). 流式細(xì)胞儀在生物學(xué)中的應(yīng)用[J]. 生物學(xué)雜志，2005，22(8)：44-46.

[19] 王關(guān)林，唐金花，蔣 丹，等. 苦參對雞大腸桿菌的抑菌作用及其機(jī)理研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39(5)：1018-1024.

[20] 吳華彰，費鴻君，趙云利，等. 蘿卜硫素對大腸桿菌抑菌機(jī)制的研究[J]. 四川大學(xué)學(xué)報，2012，43(3)：386-390.

[21] 耿曉玲. 楊梅果實提取物的抑菌作用研究[D]. 江蘇無錫：江南大學(xué)，碩士學(xué)位論文，2007.

[22] 汪新穎，王波，候松濤，等. 蘋果酸脫氫酶的結(jié)構(gòu)及功能[J]. 生物學(xué)雜志，2009，26(4)：69-72.

[23] 楊 睿，王 倩，王海濤，等. 苦丁茶等10味中草藥抑菌作用研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2009，15(6)：34-36.

[24] 李亞娜. 中藥抑菌的研究現(xiàn)狀及思考[J]. 國際檢醫(yī)學(xué)雜志，2014，35(2)：198-201.

[25] 王海濤.大豆異黃酮的抑菌活性及其機(jī)制的研究[D]. 遼寧大連：遼寧師范大學(xué)，碩士學(xué)位論文，2009.

[26] Xie L L，Tang W，Li P P，etal.. Antibacterial effects of the ethanol-extracts from three traditional Chinese medicines inAeromonashydrophila[J]. J. Biochem. Mol. Biol., 2014，30(10)：1007-1016.

[27] 于德泉. 天然產(chǎn)物與創(chuàng)新藥物研究開發(fā)[J]. 中國天然藥物，2005，3(6)：321.

·Nature導(dǎo)讀·

催化反應(yīng)中釋放的熱量對酶的影響

傳統(tǒng)上假設(shè)，酶催化反應(yīng)的一次催化事件中所釋放的熱量不會以任何方式對酶產(chǎn)生擾動。利用“單分子熒光關(guān)聯(lián)光譜”研究顯示，對于催化具有大反應(yīng)焓值的化學(xué)反應(yīng)的酶(如過氧化氫酶或堿性磷酸酶)來說，催化過程中在蛋白活性位點上所釋放出的熱量會瞬時轉(zhuǎn)移蛋白的質(zhì)量中心，實質(zhì)上相當(dāng)于產(chǎn)生一個推動酶前進(jìn)的反沖效應(yīng)。這項研究可幫助解釋酶的擴(kuò)散性在催化過程中會以依賴于基質(zhì)的方式提高。

論文鏈接: Riedel C，etal..The heat released during catalytic turnover enhances the diffusion of an enzyme. Nature，2015，517(7533)：227-230.doi:10.1038/nature14043.

Abstract: Recent studies have shown that the diffusivity of enzymes increases in a substrate-dependent manner during catalysis. Although this observation has been reported and characterized for several different systems，the precise origin of this phenomenon is unknown. Calorimetric methods are often used to determine enthalpies from enzyme-catalysed reactions and can therefore provide important insight into their reaction mechanisms. The ensemble averages involved in traditional bulk calorimetry cannot probe the transient effects that the energy exchanged in a reaction may have on the catalyst. Here we obtain single-molecule fluorescence correlation spectroscopy data and analyse them within the framework of a stochastic theory to demonstrate a mechanistic link between the enhanced diffusion of a single enzyme molecule and the heat released in the reaction. We propose that the heat released during catalysis generates an asymmetric pressure wave that results in a differential stress at the protein-solvent interface that transiently displaces the centre-of-mass of the enzyme (chemoacoustic effect). This novel perspective on how enzymes respond to the energy released during catalysis suggests a possible effect of the heat of reaction on the structural integrity and internal degrees of freedom of the enzyme.

酵母α-甘露糖的代謝模式

多形擬桿菌(Bacteroidesthetaiotaomicron)能將來自宿主糖蛋白和來自飲食中源于酵母多糖的含α-甘露糖的復(fù)雜碳水化合物作為食物來源。該研究識別出了多形擬桿菌通過大型寡糖代謝α-甘露糖作用機(jī)制的基因位點。共培養(yǎng)研究顯示了α-甘露糖代謝的一個“自私”模式，該模式與腸道微生物群的多個成員參加并受益于多糖分解代謝的普遍假設(shè)是相反的。

論文鏈接: Cuskin F，etal..Human gutBacteroidetescan utilize yeast mannan through a selfish mechanism. Nature，2015，517(7533)：165-169.doi：10.1038/nature13995.

Abstract: Yeasts, which have been a component of the human diet for at least 7 000 years， possess an elaborate cell wall α-mannan. The influence of yeast mannan on the ecology of the human microbiota is unknown. Here we show that yeast α-mannan is a viable food source for the Gram-negative bacteriumBacteroidesthetaiotaomicron, a dominant member of the microbiota. Detailed biochemical analysis and targeted gene disruption studies support a model whereby limited cleavage of α-mannan on the surface generates large oligosaccharides that are subsequently depolymerized to mannose by the action of periplasmic enzymes. Co-culturing studies showed that metabolism of yeast mannan byB.thetaiotaomicronpresents a ‘selfish’ model for the catabolism of this difficult to breakdown polysaccharide. Genomic comparison withB.thetaiotaomicronin conjunction with cell culture studies show that a cohort of highly successful members of the microbiota has evolved to consume sterically-restricted yeast glycans，an adaptation that may reflect the incorporation of eukaryotic microorganisms into the human diet.

ICOL在T/B細(xì)胞相互作用中起作用

ICOSL (inducible T-cell co-stimulator ligand)由B淋巴細(xì)胞大量表達(dá)，對增殖中心的形成及高親和性抗體的生成(其機(jī)制尚未完全了解)至關(guān)重要。該研究采用成像技術(shù)(各個細(xì)胞之間怎樣彼此發(fā)生相互作用)顯示，B細(xì)胞對ICOSL的表達(dá)調(diào)控了增殖中心內(nèi)的T-B細(xì)胞信號交換，促使合適的B細(xì)胞成為骨髓漿細(xì)胞腔中的長期抗體生產(chǎn)者。這解釋了保護(hù)性抗體是怎樣產(chǎn)生的，對于疫苗設(shè)計可能會有意義。

論文鏈接: Liu D,etal.. T-B-cell entanglement and ICOSL-driven feed-forward regulation of germinal centre reaction. Nature，2015，517(7533)：214-218. doi：10.1038/nature13803.

Abstract: The germinal centre (GC) reaction supports affinity-based B-cell competition and generates high-affinity bone-marrow plasma cells (BMPCs). How follicular T-helper (TFH) cells regulate GC selection is not clear. Using competitive mixed chimaera，we show here that， beyond the role in promoting TFHdevelopment， ICOSL (inducible T-cell co-stimulator ligand， also known as ICOSLG) is important for individual B cells to competitively participate in the GC reaction and to develop into BMPCs. Using intravital imaging aided by a calcium reporter，we further show that ICOSL promotes an ‘entangled’ mode of TFH-B-cell interactions，characterized by brief but extensive surface engagement，productive T-cell calcium spikes，and B-cell acquisition of CD40 signals. Reiterated entanglement promotes outer-zone co-localization of outcompeting GC B cells together with TFHcells，affording the former increased access to T-cell help. ICOSL on GC B cells is upregulated by CD40 signals. Such an intercellular positive feedback between contact-dependent help and ICOSL-controlled entanglement promotes positive selection and BMPC development，as evidenced by observations that higher-affinity B-cell receptor variants are enriched in the ICOSLhighfraction，that numerically disadvantaged ICOSL-deficient GC B cells or BMPCs exhibit strong affinity compensation in competitive chimaera， and that when GC competition proceeds without ICOSL，selection of high-affinity variants in otherwise normal GC reactions is impaired. By demonstrating entanglement as the basic form of GC TFH-B-cell interactions，identifying ICOSL as a molecular linkage between T-B interactional dynamics and positive selection for high-affinity BMPC formation，our study reveals a pathway by which TFHcells control the quality of long-lived humoral immunity.

谷胱甘肽信號促進(jìn)李斯特菌的致病性

當(dāng)“單核細(xì)胞增生性李斯特菌”感染宿主細(xì)胞時，它會通過對主調(diào)控因子PrfA的激活來重塑其轉(zhuǎn)錄程序，以在其宿主上成功定植。PrfA是被宿主細(xì)胞內(nèi)環(huán)境一個特定的小分子活化劑變構(gòu)調(diào)控的，但這一小分子的身份卻一直難以確定。該項研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌的和來自宿主的谷胱甘肽是單核細(xì)胞增生性李斯特菌致病所必需的，谷胱甘肽通過充當(dāng)以前所預(yù)測出的變構(gòu)調(diào)控因子來激活PrfA。

論文鏈接: Reniere M L，etal..Glutathione activates virulence gene expression of an intracellular pathogen. Nature，2015，517(7533)：170-173.doi：10.1038/nature14029.

Abstract: Intracellular pathogens are responsible for much of the world-wide morbidity and mortality due to infectious diseases. To colonize their hosts successfully，pathogens must sense their environment and regulate virulence gene expression appropriately. Accordingly, on entry into mammalian cells，the facultative intracellular bacterial pathogenListeriamonocytogenesremodels its transcriptional program by activating the master virulence regulator PrfA. Here we show that bacterial and host-derived glutathione are required to activate PrfA. In this study a genetic selection led to the identification of a bacterial mutant in glutathione synthase that exhibited reduced virulence gene expression and was attenuated 150-fold in mice. Genome sequencing of suppressor mutants that arose spontaneouslyinvivorevealed a single nucleotide change inprfAthat locks the protein in the active conformation (PrfA*) and completely bypassed the requirement for glutathione during infection. Biochemical and genetic studies support a model in which glutathione-dependent PrfA activation is mediated by allosteric binding of glutathione to PrfA. Whereas glutathione and other low-molecular-weight thiols have important roles in redox homeostasis in all forms of life， here we demonstrate that glutathione represents a critical signalling molecule that activates the virulence of an intracellular pathogen.

HIV-1病毒庫的分析

抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法不能治愈HIV-1感染，盡管接受了藥物治療，但大部分患者體內(nèi)仍有大量處于休眠狀態(tài)的病毒，即存在病毒庫。對從30位被HIV-1感染的患者(持續(xù)接受抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療并且血漿中的HIV-1 RNA一直保持在檢測不到的水平)分離出的免疫細(xì)胞所做的這項研究顯示，病毒庫以具有“細(xì)胞毒性T-淋巴細(xì)胞逃避突變”的病毒為主導(dǎo)。治療性疫苗設(shè)計的未來方向也許需要關(guān)注怎樣提升大范圍的“細(xì)胞毒性T-淋巴細(xì)胞反應(yīng)”。

論文鏈接: Kai Deng，etal.. Broad CTL response is required to clear latent HIV-1 due to dominance of escape mutations. Nature，2015，517：381-385.doi:10.1038/nature14053.

Abstract: Despite antiretroviral therapy (ART)，human immunodeficiency virus (HIV)-1 persists in a stable latent reservoir，primarily in resting memory CD4+T cells. This reservoir presents a major barrier to the cure of HIV-1 infection. To purge the reservoir，pharmacological reactivation of latent HIV-1 has been proposed and tested bothinvitroandinvivo. A key remaining question is whether virus-specific immune mechanisms，including cytotoxic T lymphocytes (CTLs)，can clear infected cells in ART-treated patients after latency is reversed. Here we show that there is a striking all or none pattern for CTL escape mutations in HIV-1 Gag epitopes. Unless ART is started early，the vast majority (>98%) of latent viruses carry CTL escape mutations that render infected cells insensitive to CTLs directed at common epitopes. To solve this problem，we identified CTLs that could recognize epitopes from latent HIV-1 that were unmutated in every chronically infected patient tested. Upon stimulation，these CTLs eliminated target cells infected with autologous virus derived from the latent reservoir，bothinvitroand in patient-derived humanized mice. The predominance of CTL-resistant viruses in the latent reservoir poses a major challenge to viral eradication. Our results demonstrate that chronically infected patients retain a broad-spectrum viral-specific CTL response and that appropriate boosting of this response may be required for the elimination of the latent reservoir.

一種ABC運輸?shù)鞍椎?.2 ?分辨率的結(jié)構(gòu)

“ATP-binding cassette” (ABC)運輸?shù)鞍咨婕叭舾煞N人類疾病，是一個重要藥物目標(biāo)。它是一種小型異寡聚蛋白，對結(jié)構(gòu)生物學(xué)家構(gòu)成挑戰(zhàn)。新研究報告了處在一個無核苷酸、面朝里的構(gòu)型中的TmrAB(異二聚ABC運輸?shù)鞍?的8.2 ?分辨率的電子低溫顯微鏡結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)顯示，這一ABC運輸?shù)鞍椎陌|(zhì)核苷酸結(jié)合域是相互接觸的。與處于各種不同狀態(tài)的其他ABC運輸?shù)鞍椎慕Y(jié)構(gòu)比較顯示，胞質(zhì)核苷酸結(jié)合域在從面朝里構(gòu)型向面朝外構(gòu)型轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生滑移和轉(zhuǎn)動。

論文鏈接: Kim J M，etal.. Subnanometre-resolution electron cryomicroscopy structure of a heterodimeric ABC exporter. Nature，2015，517：396-400.doi:10.1038/nature13872.

Abstract: ATP-binding cassette (ABC) transporters translocate substrates across cell membranes， using energy harnessed from ATP binding and hydrolysis at their nucleotide-binding domains. ABC exporters are present both in prokaryotes and eukaryotes，with examples implicated in multidrug resistance of pathogens and cancer cells，as well as in many human diseases. TmrAB is a heterodimeric ABC exporter from the thermophilic Gram-negative eubacteriumThermusthermophilus；it is homologous to various multidrug transporters and contains one degenerate site with a non-catalytic residue next to the Walker B motif. Here we report a subnanometre-resolution structure of detergent-solubilized TmrAB in a nucleotide-free，inward-facing conformation by single-particle electron cryomicroscopy. The reconstructions clearly resolve characteristic features of ABC transporters，including helices in the transmembrane domain and nucleotide-binding domains. A cavity in the transmembrane domain is accessible laterally from the cytoplasmic side of the membrane as well as from the cytoplasm，indicating that the transporter lies in an inward-facing open conformation. The two nucleotide-binding domains remain in contact via their carboxy-terminal helices. Furthermore，comparison between our structure and the crystal structures of other ABC transporters suggests a possible trajectory of conformational changes that involves a sliding and rotating motion between the two nucleotide-binding domains during the transition from the inward-facing to outward-facing conformations.

CEACAM1是TIM-3介導(dǎo)抗藥性的配體

“T-細(xì)胞免疫球蛋白域和粘蛋白域-3”(TIM-3)參與免疫耐受和T細(xì)胞衰竭，然而，TIM-3誘導(dǎo)抗藥性的配體此前尚未被發(fā)現(xiàn)。該項研究發(fā)現(xiàn)，“癌胚抗原細(xì)胞粘附分子1”(CAECAM1)是鼠科動物TIM-3的異嗜性配體，是TIM-3介導(dǎo)抗藥性和確保其達(dá)到最佳成熟度以及確保其細(xì)胞表面表達(dá)和調(diào)控功能等所需的。CEACAM1和TIM-3的同時阻斷導(dǎo)致抗腫瘤免疫反應(yīng)增強(qiáng)，在小鼠結(jié)腸直腸癌模型中腫瘤的消除效果得到提高。

論文鏈接: Huang Y H，etal..CEACAM1 regulates TIM-3-mediated tolerance and exhaustion. Nature，2015，517：386-390. doi：10.1038/nature13848.

Abstract: T-cell immunoglobulin domain and mucin domain-3 (TIM-3，also known as HAVCR2) is an activation-induced inhibitory molecule involved in tolerance and shown to induce T-cell exhaustion in chronic viral infection and cancers. Under some conditions，TIM-3 expression has also been shown to be stimulatory. Considering that TIM-3，like cytotoxic T lymphocyte antigen 4 (CTLA-4) and programmed death 1 (PD-1)，is being targeted for cancer immunotherapy，it is important to identify the circumstances under which TIM-3 can inhibit and activate T-cell responses. Here we show that TIM-3 is co-expressed and forms a heterodimer with carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1 (CEACAM1)，another well-known molecule expressed on activated T cells and involved in T-cell inhibition. Biochemical，biophysical and X-ray crystallography studies show that the membrane-distal immunoglobulin-variable (IgV)-like amino-terminal domain of each is crucial to these interactions. The presence of CEACAM1 endows TIM-3 with inhibitory function. CEACAM1 facilitates the maturation and cell surface expression of TIM-3 by forming a heterodimeric interaction incisthrough the highly related membrane-distal N-terminal domains of each molecule. CEACAM1 and TIM-3 also bind intransthrough their N-terminal domains. Bothcisandtransinteractions between CEACAM1 and TIM-3 determine the tolerance-inducing function of TIM-3. In a mouse adoptive transfer colitis model，CEACAM1-deficient T cells are hyper-inflammatory with reduced cell surface expression of TIM-3 and regulatory cytokines，and this is restored by T-cell-specific CEACAM1 expression. During chronic viral infection and in a tumour environment，CEACAM1 and TIM-3 mark exhausted T cells. Co-blockade of CEACAM1 and TIM-3 leads to enhancement of anti-tumour immune responses with improved elimination of tumours in mouse colorectal cancer models. Thus，CEACAM1 serves as a heterophilic ligand for TIM-3 that is required for its ability to mediate T-cell inhibition，and this interaction has a crucial role in regulating autoimmunity and anti-tumour immunity.

癌癥干細(xì)胞在化療抵抗力中的作用

癌癥干細(xì)胞(CSCs)或許能響應(yīng)于由化療誘導(dǎo)的損傷積極增殖，其方式與組織修復(fù)過程中在傷口處所看到的干細(xì)胞動員(stem cell mobilization)方式相似。通過膀胱癌的小鼠模型顯示，在連續(xù)的化療周期中，類似干細(xì)胞的CK14+細(xì)胞發(fā)生富集，并在治療周期之間重新占據(jù)腫瘤。這是由PGE2從正在死亡的腫瘤細(xì)胞釋放而驅(qū)動的，其方式與由PGE2誘導(dǎo)的傷口修復(fù)相似。

論文鏈接: Kurtova A V，etal.. Blocking PGE2-induced tumour repopulation abrogates bladder cancer chemoresistance. Nature，2015，517(7533)：209-213. doi：10.1038/nature14034.

Abstract: Cytotoxic chemotherapy is effective in debulking tumour masses initially；however， in some patients tumours become progressively unresponsive after multiple treatment cycles. Previous studies have demonstrated that cancer stem cells (CSCs) are selectively enriched after chemotherapy through enhanced survival. Here we reveal a new mechanism by which bladder CSCs actively contribute to therapeutic resistance via an unexpected proliferative response to repopulate residual tumours between chemotherapy cycles，using human bladder cancer xenografts. Further analyses demonstrate the recruitment of a quiescent label-retaining pool of CSCs into cell division in response to chemotherapy-induced damages， similar to mobilization of normal stem cells during wound repair While chemotherapy effectively induces apoptosis， associated prostaglandin E2(PGE2) release paradoxically promotes neighbouring CSC repopulation. This repopulation can be abrogated by a PGE2-neutralizing antibody and celecoxib drug-mediated blockade of PGE2signalling.Invivoadministration of the cyclooxygenase-2 (COX2) inhibitor celecoxib effectively abolishes a PGE2- and COX2-mediated wound response gene signature，and attenuates progressive manifestation of chemoresistance in xenograft tumours， including primary xenografts derived from a patient who was resistant to chemotherapy. Collectively，these findings uncover a new underlying mechanism that models the progressive development of clinical chemoresistance，and implicate an adjunctive therapy to enhance chemotherapeutic response of bladder urothelial carcinomas by abrogating early tumour repopulation.

神經(jīng)系統(tǒng)受傷后的再生機(jī)制

線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)受傷后，一個軸突會朝向其脫離的部分長出新芽，這個再生方式被稱為“軸突融合”，即分離的軸突各部分能夠自發(fā)地重新連接和融合以恢復(fù)最初的線路連接。其分子機(jī)制是從軸突膜的磷脂組成的改變起始，然后從重新生長的軸突中以及從周圍組織中吸引特定的分子。引人矚目的是，這一過程中的分子機(jī)制與吞噬細(xì)胞對凋亡細(xì)胞的識別和吞噬中所涉及的分子和機(jī)制相似。

論文鏈接: Neumann B,etal.. EFF-1-mediated regenerative axonal fusion requires components of the apoptotic pathway. Nature，2015，517(7533)：219-222. doi：10.1038/nature14102.

Abstract: Functional regeneration after nervous system injury requires transected axons to reconnect with their original target tissue. Axonal fusion，a spontaneous regenerative mechanism identified in several species，provides an efficient means of achieving target reconnection as a regrowing axon is able to contact and fuse with its own separated axon fragment，thereby re-establishing the original axonal tract. Here we report a molecular characterization of this process inCaenorhabditiselegans，revealing dynamic changes in the subcellular localization of the EFF-1 fusogen after axotomy，and establishing phosphatidylserine (PS) and the PS receptor (PSR-1) as critical components for axonal fusion. PSR-1 functions cell-autonomously in the regrowing neuron and， instead of acting in its canonical signalling pathway，acts in a parallel phagocytic pathway that includes the transthyretin protein TTR-52，as well as CED-7，NRF-5 and CED-6. We show that TTR-52 binds to PS exposed on the injured axon，and can restore fusion several hours after injury. We propose that PS functions as a ‘save-me’ signal for the distal fragment，allowing conserved apoptotic cell clearance molecules to function in re-establishing axonal integrity during regeneration of the nervous system.

·科技圖書·

病毒學(xué)原理(Ⅰ)——分子生物學(xué)

[美]弗林特，等 著 化學(xué)工業(yè)出版社 2015年1月出版

原著Principles of Virology為國際上微生物、病毒學(xué)領(lǐng)域銷售得最好的經(jīng)典巨著，是一部進(jìn)行理論創(chuàng)新和技術(shù)革新的原典，備受學(xué)界推崇，被指定為國際知名高校的教材。譯著由國內(nèi)病毒與病毒性疾病研究領(lǐng)域最權(quán)威機(jī)構(gòu)和知名專家聯(lián)合翻譯，確保了譯著的內(nèi)容精準(zhǔn)和學(xué)術(shù)水平，以便為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供理論支持。本書主要介紹病毒學(xué)基礎(chǔ)及病毒分子生物學(xué)知識，強(qiáng)調(diào)了病毒在感染宿主細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的分子過程；書中設(shè)置了豐富的參考文獻(xiàn)和附錄信息，總結(jié)了代表性病毒在細(xì)胞中的增殖周期，可方便讀者就具體章節(jié)和某一專題深入查閱與學(xué)習(xí)。本書概念精確、內(nèi)容權(quán)威、圖文并茂、實用性居上，適合作為高等院校生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)及相關(guān)專業(yè)師生的病毒學(xué)教材。對于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的科研與技術(shù)人員來講，也是一部難得的工具書。

益生芽胞桿菌生產(chǎn)與應(yīng)用

本書參照國內(nèi)外近幾十年來的理論研究成果、先進(jìn)工藝和實用技術(shù)，結(jié)合作者在多種益生芽孢桿菌生產(chǎn)方面的理論研究、實驗成果和實踐體會撰寫而成。本書共分七章，分別為：緒論；芽孢桿菌分類與鑒定；益生芽孢桿菌的培養(yǎng)特性及發(fā)酵方法；益生芽孢桿菌的代謝；益生芽孢桿菌生理功能及生物防治機(jī)制；益生芽孢桿菌系列產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用。本書可供從事芽孢桿菌乃至微生態(tài)制劑生產(chǎn)、科研和教學(xué)的同行們參考。

天然產(chǎn)物多糖結(jié)構(gòu)和功能研究

——基于大粒車前子多糖和黑靈芝多糖的深入研究

謝明勇，聶少平 編著 科學(xué)出版社 2014年12月出版

本書以具有江西特色的吉安大粒車前子和贛南黑靈芝為例，詳細(xì)介紹了天然產(chǎn)物活性多糖結(jié)構(gòu)和功能的最新研究進(jìn)展；系統(tǒng)闡述有關(guān)大粒車前子多糖結(jié)構(gòu)和功能活性最新研究成果，包括大粒車前子多糖的結(jié)構(gòu)特征、高粘性特征內(nèi)在機(jī)理、腸道功能活性和免疫功能活性；系統(tǒng)闡述有關(guān)黑靈芝多糖結(jié)構(gòu)和功能最新研究成果，包括黑靈芝多糖的結(jié)構(gòu)特征、抗氧化活性、免疫活性、抗腫瘤等作用。本身為糖化學(xué)和糖生物學(xué)專著，內(nèi)容深入淺出，相關(guān)結(jié)論以大量實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)。

細(xì)胞工程實驗指導(dǎo)(高等院校生命科學(xué)與技術(shù)實驗教材)

(配光盤)

錢 潔，房健民 主編 清華大學(xué)出版社 2014年12月出版

本書由動物細(xì)胞工程與植物細(xì)胞工程兩大部分組成，全書分為7章，共設(shè)置基礎(chǔ)性和綜合性實驗項目23個。內(nèi)容包括動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、單克隆抗體制備、哺乳動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)、動物細(xì)胞工程應(yīng)用技術(shù)、植物組織與細(xì)胞培養(yǎng)基本技術(shù)及其應(yīng)用等，適合作為普通高等院校生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的細(xì)胞工程實驗教材，也適合相關(guān)技術(shù)與研究人員參考。

發(fā)酵工程設(shè)備

池永紅，范文斌 主編 重慶大學(xué)出版社 2014年12月出版

本書主要介紹了發(fā)酵工程設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，以及在此基礎(chǔ)上對典型發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行的實踐操作，從而促進(jìn)了理論與實踐更好地結(jié)合。本書共10個項目，內(nèi)容包括原料的預(yù)處理及輸送設(shè)備、培養(yǎng)基制備設(shè)備、空氣除菌及調(diào)節(jié)設(shè)備、種子制備及擴(kuò)大培養(yǎng)設(shè)備、發(fā)酵罐及附屬設(shè)備、液固分離設(shè)備、萃取及離子交換設(shè)備、 蒸餾設(shè)備、蒸發(fā)結(jié)晶干燥設(shè)備，并對設(shè)備操作安全作了相應(yīng)介紹。可作為生物工程、發(fā)酵工程、食品、生物技術(shù)等專業(yè)的教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域科研單位技術(shù)人員參考使用。

生物信息學(xué)中的機(jī)器學(xué)習(xí)分析方法

王雪松，程玉虎，張 林 著 科學(xué)出版社 2014年11月出版

本書針對生物信息學(xué)領(lǐng)域中海量的生物數(shù)據(jù)，分別從微陣列數(shù)據(jù)的分析和處理、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分析和構(gòu)建以及蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的分析等角度，系統(tǒng)介紹機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)習(xí)及各種智能算法在生物信息學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。機(jī)器學(xué)習(xí)在生物信息學(xué)領(lǐng)域的研究重心集中在觀測和探索生物現(xiàn)象，以及建立統(tǒng)一的形式化的模型對生物學(xué)現(xiàn)象加以闡釋。針對生物信息學(xué)領(lǐng)域典型的癌癥診斷模型、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析3 個研究方向展開機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)挖掘方法的分析與研究，為生物信息學(xué)方向的初學(xué)者提供了入門知識，也為相關(guān)研究人員在相關(guān)方向提供了參考信息。

2014中國生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告

科學(xué)技術(shù)部社會發(fā)展科技司，中國生物技術(shù)發(fā)展中心 編著

科學(xué)出版社 2014年11月出版

本書介紹了2013-2014年期間我國生命科學(xué)基礎(chǔ)研究、生物技術(shù)應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及生物領(lǐng)域投融資等方面的情況，闡述了干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)、腦成像技術(shù)、基因組編輯技術(shù)、癌癥免疫療法等國際生物領(lǐng)域熱點與前沿，預(yù)測了分子育種、生物大數(shù)據(jù)、3D打印等未來有望成為新型生物產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)展和潛力。對2013年的生命科學(xué)論文和生物技術(shù)專利情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析。本書分為總論、基礎(chǔ)研究、國際熱點與前沿、應(yīng)用研究、生物產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展投融資和文獻(xiàn)專利等8章，以翔實的數(shù)據(jù)、豐富的圖表和充實的文字，全面展示了我國生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本情況?？蔀樯锛夹g(shù)領(lǐng)域的科學(xué)家、企業(yè)家、管理人員和關(guān)心支持生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各界人士提供參考。

生物信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、使用與管理指南

張 勇，等 主編 科學(xué)出版社 2014年10月出版

本書以“生物信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)”為中心，全面地介紹了國內(nèi)外常見的生物信息數(shù)據(jù)庫，并就生物“大數(shù)據(jù)”時代生物信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中存在的問題進(jìn)行了探討。從數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)類型、生物數(shù)據(jù)分析方法、生物信息分析平臺等方面探討如何對生物數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、備份和恢復(fù)等。并介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計的方法、原則及常見生物信息數(shù)據(jù)庫的特點，以NCBI為例介紹了生物信息數(shù)據(jù)庫如何進(jìn)行數(shù)據(jù)提交和檢索等。闡述在生物信息數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程中，應(yīng)結(jié)合生物數(shù)據(jù)本身的特點，不僅要考慮到生物數(shù)據(jù)的重要性、安全性和準(zhǔn)確性，還從倫理學(xué)和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的角度進(jìn)行探討，而這是生物領(lǐng)域研究工作者容易忽略但十分重要的部分，應(yīng)當(dāng)予以重視?？晒氖律镄畔?、生物相關(guān)基礎(chǔ)研究和生物信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)等行業(yè)的科研工作者參考。

征稿啟事

Notice for Author

《生物技術(shù)進(jìn)展》是由農(nóng)業(yè)部主管,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所和生物技術(shù)研究所聯(lián)合主辦的學(xué)術(shù)期刊,于2011年7月創(chuàng)刊,雙月刊，單月出版，國內(nèi)外公開發(fā)行。本刊立足國內(nèi),面向國際,圍繞分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、生物信息學(xué)、基因組學(xué)等基礎(chǔ)研究,關(guān)注生物技術(shù)領(lǐng)域最新發(fā)展動態(tài)和成果,促進(jìn)相關(guān)學(xué)科學(xué)術(shù)交流與發(fā)展,及時刊載生物技術(shù)在農(nóng)、林、畜牧、獸醫(yī)、食品、工業(yè)、醫(yī)藥、生態(tài)與生物安全等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展和研究成果,注重理論、技術(shù)和方法的新穎性和創(chuàng)新性。同時發(fā)布國家相關(guān)政策及導(dǎo)向、生物技術(shù)研究成果信息、技術(shù)推廣信息、生物技術(shù)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品信息等。歡迎廣大科研工作者踴躍投稿！

欄目設(shè)置

主要包括:熱點·觀點；進(jìn)展評述;研究論文;技術(shù)與方法;權(quán)威期刊;資訊傳遞；產(chǎn)業(yè)動態(tài)等。

進(jìn)展評述 刊載生物技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展、國內(nèi)外最新的研究進(jìn)展和動態(tài)、科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用等方面內(nèi)容的分析和評述,須提出獨到見解和指導(dǎo)性意見(4～6個印刷頁面)。

研究論文 應(yīng)反映生物技術(shù)領(lǐng)域熱點的、前沿的、重要的科研課題,是從未公開發(fā)表和出版的原創(chuàng)性研究論文(5～8個印刷頁面,附有約400字摘要,圖表不少于3個)。

技術(shù)與方法 對實驗技術(shù)與方法的創(chuàng)新或改進(jìn)的報道(3～5個印刷頁面,附有300字摘要)。

國際追蹤 刊載介紹國外生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的論文、報告等。

權(quán)威期刊 國際國內(nèi)權(quán)威生物技術(shù)類期刊的學(xué)術(shù)論文的導(dǎo)讀，由編輯部采編。

資訊傳遞 提供科技圖書、學(xué)術(shù)會議、科研職位等信息，由編輯部采編。

產(chǎn)業(yè)動態(tài) 發(fā)布國內(nèi)外生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)新聞和產(chǎn)品推廣廣告。

寫作要求

來稿要求內(nèi)容充實、立意創(chuàng)新。寫作上要重點突出,條理分明,論據(jù)充分,數(shù)據(jù)可靠,文字簡練。書寫要工整,用字要規(guī)范,標(biāo)點要正確,計量單位和符號要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。外文字母、數(shù)學(xué)符號、拉丁學(xué)名要分清大、小寫,正、斜體;上、下角的字母、數(shù)碼和符號,其位置也應(yīng)標(biāo)示清楚。

來稿須包括:中文題目,作者姓名,單位、地址、郵政編碼,摘要、關(guān)鍵詞;英文題目,作者英文姓名,單位、地址、郵政編碼,英文摘要Abstract、關(guān)鍵詞Key words;正文部分;參考文獻(xiàn)。 正文部分區(qū)分綜述性文體和研究論文文體,對內(nèi)容和格式要求有所差別。綜述類文體須包括:引言、展開論述部分、結(jié)論及展望。研究論文須包括:引言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論4部分。

1.標(biāo)題 文章標(biāo)題務(wù)求簡明扼要,以反映論文主題,一般不超過20字,避免使用副標(biāo)題,避免在標(biāo)題中出現(xiàn)縮略語、字符、代號和公式等。英文標(biāo)題與中文相吻合,除連詞、介詞及冠詞外,詞的首字母大寫。正文中各級標(biāo)題應(yīng)精煉明確,以不超過15字為宜。用阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)編號,可用至3級標(biāo)題,不同級別的數(shù)字之間用實心圓點“.”相隔,最末數(shù)字不加標(biāo)點,如:“2”“2.1”“2.1.1”,以此類推,一律左頂格,后空一字距寫標(biāo)題。正文引言部分不立標(biāo)題,不加編號。

2.作者與單位 文章作者的署名人數(shù)及順序由作者自定,但要求文稿無知識產(chǎn)權(quán)爭議問題,所有署名作者對文稿署名認(rèn)可。多位作者的署名之間用逗號隔開,并分別注明所有作者的單位、城市和郵政編碼。

3.摘要與關(guān)鍵詞 正文前須有300～400字摘要,包括目的、方法、結(jié)果和結(jié)論,能夠簡明確切地反映論文的主要信息,并重點提示出論文的創(chuàng)新之處。英文摘要應(yīng)與中文摘要一致。在中、英文摘要下方分別列出中、英文一致的關(guān)鍵詞3～8個。

4.腳注 來稿首頁注腳處注明論文資助的基金項目和作者簡介(第一作者或/和通信作者)。基金項目包括課題來源、名稱及基金代號;作者簡介包括姓名、職稱或?qū)W位、所從事專業(yè)方向及聯(lián)系方式(包括電話、E-mail)。

5.圖與表 文中通常含有圖與表3～5個用以概括文章的相關(guān)內(nèi)容,且精煉、完整;表格一律采用三線表。在文字中概括歸納圖表內(nèi)容時,避免逐項重述數(shù)據(jù)及圖表的重復(fù)使用。圖表的標(biāo)題一律用中英文對照標(biāo)示。請作者同時提供圖片的原始文件,以保證圖片的清晰。

6.參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)只列入近期的、主要的、已公開出版的引用文獻(xiàn);按在論文中出現(xiàn)的順序掛角于文末;內(nèi)容、書寫順序應(yīng)規(guī)范。參考文獻(xiàn)的著作者少于3人時全部列出,超過3人時,只列前3人,后加“等”字(英文為“etal.”)。

本刊聯(lián)系方式: 《生物技術(shù)進(jìn)展》編輯部

電 話: 010-82106118;010-82109848； 網(wǎng) 址: www.swjsjz.cn

E-mail: curr_biotech@163.com

《生物技術(shù)進(jìn)展》編委會

Editorial Board of Current Biotechnology

主 編

Editor-in-Chief

林 敏 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 研究員

LIN Min Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

副主編

Vice Editor-in-Chief

成 浩 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所 研究員

CHENG Hao Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

張春義 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 研究員

ZHANG Chun-yi Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

編 委(按姓氏筆劃順序)

Editorial Member

馬雪梅 北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院 教授

MA Xue-mei College of Life Science and Bio-engineering, Beijing University of Technology

王占武 河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所 研究員

WANG Zhan-wu Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences

王俊平 天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院 教授

WANG Jun-ping Institute of Food Engineering and Biotechnology, Tianjing University of Science and Technology

伍寧豐 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 研究員

WU Ning-feng Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

劉 波 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究員

LIU Bo Fujian Academy of Agricultural Sciences

孫 毅 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心 研究員

SUN Yi Biotechnology Research Center, Shanxi Academy of Agricultural Sciences

閆培生 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)海洋學(xué)院 教授

YAN Pei-sheng School of the Ocean, Harbin Institute of Technology at Weihai

何晨陽 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 研究員

HE Chen-yang Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences

宋 淵 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院 教授

SONG Yuan College of Biological Science, China Agricultural University

張曉東 北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中心 研究員

ZHANG Xiao-dong Agricultural Biotechnology Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences

李 寅 中國科學(xué)院微生物研究所 研究員

LI Yin Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences

李 穎 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院 教授

LI Ying College of Biological Science, China Agricultural University

汪世華 福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 教授

WANG Shi-hua College of Life Science, Fujian Agriculture and Forestry University

姚 斌 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所 研究員

YAO Bin Feed Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

昝林森 西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院國家肉牛改良中心 教授

ZAN Lin-sen National Beef Cattle Improvement Center, College of Animal Science and Technology, Northwest A & F University

趙黎明 華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院食品科學(xué)與工程系 教授

ZHAO Li-ming Department of Food Science and Technology, School of Biotechnology, East China University of Science and Technology

郜海燕 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所 研究員

GAO Hai-yan Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences

郝東云 吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心 研究員

HAO Dong-yun Biotechnology Research Center, Jilin Academy of Agricultural Sciences

涂巨民 浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 教授

TU Ju-min College of Agriculture & Biotechnology, Zhejiang University

郭三堆 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 研究員

GUO San-dui Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

路鐵剛 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 研究員

LU Tie-gang Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences

Research Methods for Antibacterial Mechanism of Traditional Chinese Medicine

PENG Qi, XIE Li-ling*, XIE Jun

DepartmentofBiology,FacultyofScience,ShantouUniversity,GuangdongShantou515063,China

As a result of antibiotics’ abuse, bacterial resistance and antibiotics’ residues in food have become growing problems. It is urgent to find new antibacterial drugs to deal with these problems. However, It takes long cycle and high cost to develop new antibiotics, besides, resistance and residues are inevitable when using antibiotics. Traditional Chinese medicine (TCM) has thousands years’ application history in our country, anti-bacterial anti-inflammatory effect of some TCM have been proved by modern science. In addition, TCM has many merits, such as, cheap, non-toxic, non-residues, non-resistance and so on. However, current studies focused on separation and extraction of active ingredients, or preliminary antibacterial effect. This paper summarized the main principles, research methods and achievements of TCM antibacterial mechanisms from cell wall and cell membrane, protein and genetic material, and respiratory metabolism in order to provide a reference for conducting relative studies.

traditional Chinese medicine; antibacterial mechanism; research methods

2014-12-31; 接受日期：2015-01-09

廣東省自然科學(xué)基金項目(s2013010015919)；汕頭大學(xué)校內(nèi)科研基金項目(NFC14003)資助。

彭齊，碩士研究生，研究方向為活性物質(zhì)提取。E-mail：644599905@qq.com。*通信作者：謝麗玲，副教授,碩士，主要從事生物活性物質(zhì)研究。Tel：0754-88562072； E-mail:llxie@stu.edu.cn

10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.10