骨形成蛋白10成熟肽在大肠杆菌中的表达纯化及活性分析

目的:以生物制备骨形成蛋白10(BMP10)为目标,研究BMP10成熟肽在大肠杆菌中的表达及活性。方法:以人源BMP10成熟肽基因为模板,PCR获得N端带有组氨酸标签(6×His)的融合基因6×His-m BMP10,构建p ET28a/m BMP10表达载体;热击转染大肠杆菌BL21(DE3)菌株,卡那霉素抗性筛选获得重组表达菌株BL21/p ET28a-6×His-m BMP10,IPTG诱导表达后利用SDS-PAGE电泳、Western印迹对蛋白进行分析;超声波破碎菌体,收集包涵体,镍柱亲和层析纯化获得电泳纯目的蛋白;透析复性后,非还原SDS-PAGE检验目标蛋白的二聚体形成;通过体外细胞实验检测蛋白活性。结果:纯化得到纯度90%以上的m BMP10,复性后二聚体得率约为40%;活性实验测得P19细胞的Smad6蛋白表达上调3倍左右。结论:通过大肠杆菌表达体系获得具有生物活性的BMP10,为后续作用机理研究奠定了实验基础。     

Lipopolysaccharide enhances the production of nicotine-induced prostaglandin E2 by an increase in cyclooxygenase-2 expression in osteoblasts

Previous studies have indicated that lipopolysaccharide(LPS)from Gram-negative bacteria inplaque induces the release of prostaglandin E_2(PGE_2),which promotes alveolar bone resorption in periodontitis,and that tobacco smoking might be an important risk factor for the development and severity of periodontitis.We determined the effect of nicotine and LPS on alkaline phosphatase(ALPase)activity,PGE_2 production,and the expression of cyclooxygenase(COX-1,COX-2),PGE_2 receptors Ep1-4,and macrophage colonystimulating factor(M-CSF)in human osteoblastic Saos-2 cells.The cells were cultured with 10~(-3)M nicotinein the presence of 0,1,or 10μg/ml LPS,or with LPS alone.ALPase activity decreased in cells cultured withnicotine or LPS alone,and decreased further in those cultured with both nicotine and LPS,whereas PGE_2production significantly increased in the former and increased further in the latter.By itself,nicotine did notaffect expression of COX-1,COX-2,any of the PGE_2 receptors,or M-CSF,but when both nicotine and LPSwere present,expression of COX-2,Ep3,Ep4,and M-CSF increased significantly.Simultaneous addition of10~(-4)M indomethacin eliminated the effects of nicotine and LPS on ALPase activity,PGE_2 production,and M-CSF expression.Phosphorylation of protein kinase A was high in cells cultured with nicotine and LPS.Theseresults suggest that LPS enhances the production of nicotine-induced PGE_2 by an increase in COX-2 expres-sion in osteoblasts,that nicotine-LPS-induced PGE_2 interacts with the osteoblast Ep4 receptor primarily inautocrine or paracrine mode,and that the nicotine-LPS-induced PGE_2 then decreases ALPase activity andincreases M-CSF expression.     

氧化应激下角质形成细胞中YTHDC1升高促进IL-1β表达

摘要 目的：探讨氧化应激下角质形成细胞内m6A甲基化修饰酶YTHDC1异常对促炎因子的调控机制。方法：通过Western blot和qRT-PCR实验检测氧化应激下角质形成细胞中YTHDC1蛋白和mRNA表达水平。siRNA转染至角质形成细胞以干涉YTHDC1表达,随后继续给予300 μM过氧化氢处理,通过Western blot和qRT-PCR实验检测角质形成细胞中促炎因子IL-1β蛋白和mRNA表达,进一步通过ELISA检测细胞上清中IL-1β分泌,通过CCK8法检测细胞存活水平。结果：1）过氧化氢刺激后人角质形成细胞系HaCaT细胞中YTHDC1表达水平较未处理组明显升高;2）干涉YTHDC1可以显著降低HaCaT细胞中IL-1β表达和上清中分泌;3）干涉YTHDC1后IL-1β mRNA稳定性下降,并且细胞存活率下降。结论：氧化应激下角质形成细胞中m6A甲基化修饰酶YTHDC1表达水平升高,通过提高mRNA稳定性促进IL-1β表达,可能是外界环境应激引起各种免疫性皮肤病的重要机制。     

综述与专论: 机械敏感性离子通道TMEM63A在髓鞘形成障碍相关疾病中的作用

跨膜蛋白63A（transmembrane protein 63,TMEM63A）是一种机械敏感性离子通道（mechanosensitive ion channel,MSC）,在髓鞘形成过程中发挥重要作用。TMEM63A于2019年与髓鞘形成低下性脑白质营养不良19型（hypomyelinating leukodystrophy 19,HLD19）相关联,确定为HLD19的致病基因。髓鞘是神经系统中由少突胶质细胞形成的兼具营养轴突和加速动作电位传导的结构,髓鞘形成障碍可表现为髓鞘形成低下、髓鞘囊性化和髓鞘变性。髓鞘中脂质含量丰富,不同脂质参与髓鞘形成、修复和胶质细胞与轴突识别等重要过程。TMEM63A变异导致的HLD19为髓鞘形成低下性疾病。TMEM63A变异可引起渗透压改变,细胞上TMEM63A跨膜蛋白受机械刺激产生电流,从而影响少突胶质细胞分化、成熟,导致髓鞘形成异常;同时,TMEM63A变异也可引起细胞膜脂质的分布异常,影响脂质正常功能,异常的脂质通过参与不同的髓鞘形成环节最终导致了髓鞘形成障碍。     

海南自然保护区尺蛾科昆虫β多样性的研究

β多样性研究主要集中在植物群落上,对动物群落并联系系统发育β多样性的研究却较少。鉴于此,本研究以海南省5个自然保护区的尺蛾科昆虫为例,探究这些保护区的昆虫群落之间的β多样性及其形成机制。通过分子和形态学方法,将采集的尺蛾科昆虫成虫样本鉴定到种,并建立它们的系统发育树。分别选取了两个类型的β多样性指数：传统的Jaccard指数、Bray-Curtis指数和系统发育β多样性指数Dpw,用于比较不同样点间β多样性的变化。结合地理距离、飞行能力以及环境因子,运用mantel检验、RDA及偏RDA分析等方法探究海南尺蛾科昆虫β多样性的形成机制。结果表明,Jaccard指数和Dpw指数与19个环境因子中的等温性（bio_6）、最冷月最低温度（bio_9）和最湿季度平均温度（bio_11）这3个环境因子存在显著相关,与地理距离和飞行能力无显著相关,而Bray-Curtis指数与上述因子均无显著相关关系。3个环境因子对各β多样性指数的综合解释力都达到了79%以上,各自的解释力均在19%以上。分析表明,在海南5个自然保护区中,尺蛾科昆虫β多样性的形成主要受环境因子尤其是温度的影响。     

桑椹肥大性菌核病菌(Ciboria shiraiana)分生孢子的形成和致病性

[目的] 研究桑椹肥大性菌核病菌分生孢子的生物学特性,诱导菌丝产生分生孢子的方法及产生途径,为桑椹肥大性菌核病的防治提供依据。[方法] 显微镜下面观察病果形成不同阶段以及人工诱导产生的分生孢子形态特征;测定不同温度和湿度对菌丝产生分生孢子的影响;分别用病果和人工诱导产生的分生孢子悬浮液接种健康的桑椹,统计其发病率;以不同发病阶段的病椹在PDA、诱导培养基上产生的菌丝和菌核为材料,通过qPCR方法检测相关基因的表达水平,研究cAMP途径对于分生孢子形成的影响。[结果] C.shiraiana在温度为20℃-30℃,相对湿度为50%-80%条件下可以产生大量的分生孢子。人工诱导产生的分生孢子和病果中的分生孢子形态差异较大;病果中分生孢子悬浮液侵染健康的桑椹,其发病率为37%,而人工诱导产生的分生孢子对桑椹不具有侵染能力;分生孢子梗和分生孢子可在马铃薯片上被诱导产生;外源添加的cAMP影响菌丝的形态和分生孢子的形成,但不影响菌核的形成。AC含量在桑椹发病的第2阶段增长迅速,在发病的第3阶段和第4阶段迅速下降,PKA在发病的桑椹中始终没有表达。[结论] 桑椹肥大性菌核病病果可通过分生孢子造成再次侵染。分生孢子的形成对cAMP途径中的AC和PKA表达量起负调控作用。研究结果能够进一步增加我们对病原菌侵染桑果所需外界环境条件的理解,同时也进一步完善了C.shiraiana的侵染循环和分生孢子形成途径。     

活性污泥微生物胞外多聚物生物合成途径与菌胶团形成的调控机制

活性污泥法是借助活性污泥微生物菌胶团形成来实现泥水重力分离和部分污泥回用,辅以曝气供氧,在曝气池中高密度的微生物细胞可将溶解性有机污染物迅速降解、转化后为己所用,外排的剩余污泥带走大量有机质和氮磷,水质得以净化。活性污泥微生物所合成的胶质状胞外多聚物(Extracellular polymeric substances,EPS)是污泥菌胶团形成必不可少的"黏合剂",吸水性极高,这也造成剩余污泥难以处置和利用。我们初步总结了活性污泥微生物宏基因组研究概况,利用分子遗传学和基因组学手段,对活性污泥优势种动胶菌(Zoogloea)和其他菌胶团形成菌的EPS生物合成途径和菌胶团形成与调控机制加以研究,鉴定出一个约40 kb的胞外多糖生物合成大型基因簇和一个由7个基因组成的小型基因簇,该基因簇中除胞外多糖合成相关基因外,还编码组氨酸激酶Prs K和反应调节蛋白Prs R双组分系统,可激活RpoNσ因子共同调控一类称之为PEP-CTERM的新型胞外蛋白质的表达,参与菌胶团的形成。PEP-CTERM富含天冬酰胺(缩写为Asn或者N)残基,可能与胞外多糖通过N-连锁的糖基化形成复合物,包裹微生物细胞群体来介导菌胶团的形成。类似的PEP-CTERM基因和胞外多糖合成基因簇在许多重要的活性污泥细菌如聚磷菌和全程氨氧化菌中存在,说明这些细菌也是菌胶团形成菌,可通过污泥沉淀和回用在活性污泥中得以富集。这些研究结果可供活性污泥膨胀控制、污泥减量和剩余污泥资源和能源回收利用参考。     

东方蝾螈原肠形成期瓶状细胞的结构及其对胚胎发育的影响

以１００只东方蝾螈早期胚胎为材料,用ＳＥＭ和ＴＥＭ对瓶状细胞形态结构和除去瓶状细胞的胚胎进行观察,去除瓶状细胞后,胚胎的原肠形成不会中断,外包和内卷仍能正常进行,并可以发育成幼螈,但有部分胚胎原肠前端缺失,长期培养的蝾螈胚对针刺激有反应,幼虫阶段中自由活动,我们的结论是：１）东方蝾螈原肠胚的瓶状细胞除了原肠前端存在外,还有部分瓶状细胞与原肠长轴垂直,从力学角度推断瓶状细胞在原肠形成过程中不起主要作     

荷斯坦奶牛红毛性状的基因检测及红毛形成机制的探讨

荷斯坦奶牛黑素皮质素受体1(MC1R)基因310G缺失突变产生e等位基因,导致红白花毛色。实验利用PCR-RFLP和DNA测序技术建立了荷斯坦奶牛红毛性状的基因检测方法,并在4个荷斯坦奶牛全同胞家系中得到了证实,可见其可用于鉴定携带e等位基因的种公牛,以指导奶牛育种。通过分析黑素皮质素(MC)受体蛋白家族序列,找到了MC1R蛋白结构与功能的区域(TM3、TM6、TM7和EL3)。利用VHMPT软件预测MC1R突变蛋白的结构,结果显示其丢失了TM3、TM6、TM7和EL3区,也失去了与α-促黑素(α-MSH)结合的区域,最终导致红毛的产生。     

Uterine receptivity and the plasma membrane transformation

This review begins with a brief commentary on the diversity of placentation mechanisms, and then goes on to examine the extensive alterations which occur in the plasma membrane of uterine epithelial cells during early pregnancy across species. Ultrastructural, biochemical and more general morphological data reveal that strikingly common phenomena occur in this plasma membrane during early pregnancy despite the diversity of placental types--from epitheliochorial to hemochorial, which ultimately form in different species. To encapsulate the concept that common morphological and molecular alterations occur across species, that they are found basolaterally as well as apically, and that moreover they are an ongoing process during much of early pregnancy, not just an event at the time attachment, the term ‘plasma membrane transformation‘ is suggested which also emphasises that alterations in this plasma membrane during early pregnancy are key to uterine receptivity.