纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。     

基于新型发光材料的荧光免疫吸附检测技术研究进展

摘要：荧光免疫吸附检测技术利用荧光物质标记识别分子,基于待测物与识别分子的特异性结合对待测物进行定性定量分析,具有操作简单、耗时少、成本低、稳定性好等优点。随着纳米材料的飞速发展及其在荧光免疫吸附检测技术中的广泛应用,该技术在生物检测的领域具有更加广阔的应用前景。本文介绍了量子点、碳点、稀土上转换纳米粒子、聚集诱导发光材料等新型发光材料的光学性能特点以及将其构建新型荧光免疫吸附检测平台,综述了近年来基于这些新型发光材料构建荧光免疫吸附检测平台对蛋白、核酸、病毒、细菌和小分子霉菌毒素等物质检测的研究进展,并讨论了该技术在未来的发展过程中需要解决的问题,包括进一步提高自动化水平争取实现实时检测,以及加快检测技术在诊断领域的临床转化等,希望本文的系统介绍可以助力高性能荧光免疫吸附检测技术的发展。     

体外转录的自我复制型mRNA疫苗研究进展*

自我复制型mRNA是一种灵活的疫苗平台,该平台的开发基于甲病毒表达载体,其中复制必需基因得以完整保留,而结构蛋白基因则被来自病原的抗原基因替换。由于避免了病原培养、毒力返强和现存免疫的干扰,使其成为疫苗快速设计的理想平台。大量研究数据显示,此类疫苗可应用在人、小鼠、兔、猪、禽甚至鱼类体内诱导体液免疫和细胞免疫。过去,自我复制mRNA疫苗的研究采用重组单载体的模式,基因组骨架来源于辛德毕斯病毒、塞姆利基森林病毒和委内瑞拉马脑炎病毒。现在,反式复制型RNA和核酸修饰的反式复制型RNA作为下一代技术平台被寄予厚望。对基于甲病毒表达载体的mRNA疫苗技术的研究进展进行概述,重点介绍针对以流感病毒、新型冠状病毒和寨卡病毒等为代表的自我复制型mRNA疫苗研究现状,并探讨了该技术平台的未来发展方向。     

基因治疗慢病毒载体的转导增强策略*

基于慢病毒载体的体外基因治疗已在临床试验中取得良好的效果,有望治愈一些造血系统的单基因遗传病。通过提高靶细胞转导效率和减少转导中病毒载体量,基因治疗有效性、安全性和成本都可以得到改善。不同包膜糖蛋白伪型慢病毒载体通过与细胞膜表面的不同受体结合,促进病毒黏附和入胞,增强不同靶细胞的病毒转导效率。此外病毒转导增强剂可以在病毒进入细胞过程或进入后发挥作用,在提高转导效率的同时使靶转导基因在体内长期稳定表达。通过对这两类方法的总结回顾,旨在为慢病毒载体的转导效率提供新的优化策略,使基因治疗得到更广泛的应用。     

miR-92a-3p和miR-25-3p海绵上调Kiss1并影响雌性小鼠的青春期启动及动情周期

下丘脑Kiss1神经元产生的神经肽kisspeptin通过影响促性腺激素释放激素的分泌,参与青春期的启动、生殖系统的成熟以及排卵等过程的神经内分泌调节。Kiss1基因的表达受到包括多种反式调控因子及表观遗传的调控。预测与前期研究表明,miR-92a-3p、miR-25-3p的种子序列能够与Kiss1的3′-UTR直接结合,抑制Kiss1的表达。为进一步研究miR-92a-3p、miR-25-3p在Kiss1表达调控中的作用,本研究分别构建了对miR-92a-3p、miR-25-3p具有抑制作用的特异性吸附海绵载体：sponge-miR-92a和sponge-miR-25,以实现miRNA的功能缺失。流式细胞术和双荧光素酶报告基因系统分别证实,这2个海绵载体均能够非常有效地吸附外源性或内源性靶miRNA。sponge-miR-92a和sponge-miR-25载体被进一步包装成慢病毒LV-sponge-miR-92a和LV-sponge-miR-25。实时荧光定量PCR结果显示,经LV-sponge-miR-92a和LV-sponge-miR-25感染的下丘脑原代神经元细胞中,Kiss1表达水平均显著上调（P<0.05）;将LV-sponge-miR-92a注射到下丘脑后,雌性小鼠阴门开启时间明显提前（P<0.05）;下丘脑注射LV-sponge-miR-92a和LV-sponge-miR-25扰乱了雌性小鼠的正常动情周期。综上所述,成功构建了能够有效吸附miR-92a-3p、miR-25-3p的海绵载体,证明它们在解除miR-92a-3p、miR-25-3p对Kiss1的抑制中的作用,下丘脑注射海绵对雌性小鼠的阴门开启时间和动情周期均产生一定程度的影响,提示miR-92a-3p、miR-25-3p可能在青春期的启动和生殖成熟过程中发挥重要的作用。     

有机磷水解酶纳米胶囊的调控及其对酶活性和稳定性的影响

纳米胶囊化是提高有机磷水解酶（organic phosphorus hydrolase,OPH）稳定性,进而实现其实用化的最具前景的解决方案。纳米胶囊一方面能够有效保护有机磷水解酶免于失活,但另一方面胶囊的存在也会阻碍底物与酶活性中心的接近。因此,通过调节纳米胶囊的结构来调控有机磷水解酶纳米胶囊活性和稳定性是十分值得研究的课题。本文用N-羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯（N-succinimidyl acrylate,NAS）将有机磷水解酶表面丙烯酰化,以丙烯酰胺（acrylamide,AAM）和N-（3-氨丙基）甲基丙烯酰胺盐酸盐（N-(3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride,APM）为单体,在有机磷水解酶蛋白表面进行原位自由基聚合反应,制备了单分散的有机磷水解酶纳米胶囊（OPH nanocapsule,nOPH）。用透射电镜和傅里叶红外光谱对nOPH结构进行了表征。研究了不同NAS投料量在37℃下对有机磷水解酶纳米胶囊活性,及其热稳定性和有机溶剂稳定性的影响规律。当NAS投料量在75∶1以下时,纳米胶囊的存在对有机磷水解酶活性未见影响,而当大于这一投料比时,酶活性会因胶囊致密程度的上升而下降。在加热下或有机溶剂中,有机磷水解酶纳米胶囊的酶活性呈现出随着NAS投料比的增加先增加而后下降的趋势。以上结果表明,酶活性可以通过在由有机磷水解酶制得有机磷水解酶纳米胶囊的过程中,调节纳米胶囊至合适的致密程度来最大程度的保留。合适的致密程度还能显著提高有机磷水解酶纳米胶囊热稳定性和有机溶剂稳定性。这对进一步实现有机磷水解酶的实用化具有重要意义。     

西方马脑炎核酸疫苗表达载体构建及免疫原性研究

为构建西方马脑炎病毒(western equine encephalomyelitis virus,WEEV)结构基因C-E3-E2-6k-E1重组真核表达载体,并研究其作为核酸疫苗的免疫原性.采用PCR方法扩增目的基因,酶切之后连接到pcDNA3.1上构建真核表达载体pcDNA3.1-C-E,用酶切和测序分析方法鉴定正确后,重组质粒被转染到293T细胞,经电镜检测和间接免疫荧光方法证明基因可以表达后,用该重组质粒免疫小鼠,免疫后检测实验组小鼠外周血中CD4+T细胞/CD8+T细胞比例和血清中细胞因子IL-2、IL-4及IFN-γ浓度,以上实验组各项免疫指标与对照组相比差异均显著(P＜ 0.05);ELISA方法检测实验组小鼠血清中WEEV的IgG抗体效价是1∶16.研究结果表明重组质粒pcDNA3.1-C-E可在细胞中获得瞬时表达,并且重组质粒作为核酸疫苗能够刺激小鼠产生免疫反应,具有较强免疫原性,为今后WEEV核酸疫苗研制奠定了良好基础.     

4E-BP1、4E-BP1-4A 重组慢病毒载体的构建及对胃癌细胞 HGC27生长的影响

目的:构建4E-BP1及其 T37A、T46A、S65A、T70A 突变体4E-BP1-4A 基表达的重组慢病毒载体,研究其对胃癌 HGC27细胞生长的影响.方法:PCR 扩增4E-BP1基及其突变体4E-BP1-4A 基并克隆到 pCDH 载体,构建成 pCDH-4E-BP1、pCDH-4E-BP1-4A,将其与包装载体共转染293T 细胞,包装成 Lenti-4E-BP1及 Lenti-4E-BP1-4A重组慢病毒载体,将此慢病毒感染胃癌 HGC27细胞,Western 印迹鉴定病毒载体介导的4E-BP1、4E-BP1-4A 蛋白的表达,MTT、克隆形成和软琼脂方法研究过量表达4E-BP1、4E-BP1-4A 对胃癌 HGC27细胞生长的影响.结果:包装成 Lenti-4E-BP1及 Lenti-4E-BP1-4A 重组慢病毒载体,并将此慢病毒载体感染胃癌 HGC27细胞;MTT、克隆形成、软琼脂实验表明过量表达4E-BP1可抑制胃癌 HGC27细胞的生长,过量表达4E-BP1-4A 时抑制效果更明显.结论:构建了4E-BP1、4E-BP1-4A 的重组慢病毒表达载体,在胃癌 HGC27细胞中过量表达4E-BP1可抑制细胞生长,过量表达4E-BP1-4A 的抑制效果更明显.     

人转铁蛋白偶联交联聚乙烯亚胺体外靶向转染肿瘤细胞

为了提高聚乙烯亚胺(Polythylenimine,PEI)类载体对肿瘤细胞的靶向性同时降低其细胞毒性,先用1800DaPEI制备了交联低分子量PEI,然后将人转铁蛋白与之偶联,得到了新型肿瘤靶向性人转铁蛋白偶联交联聚乙烯亚胺基因载体(TCP)。对所得的TCP的理化特性经行了表征,并检测了其细胞毒性。采用TCP介导pGL-3和pEGFP分别对293T、HepG2和Hela细胞系进行体外转染实验。结果表明:TCP是一种低毒高效的基因载体,在肿瘤细胞中的转染效率显著增强,因为其二硫键可在细胞内还原降解,而且通过偶联的转铁蛋白配体与肿瘤细胞表达的转铁蛋白受体间的相互作用,可增强该载体对肿瘤细胞的转染效率和靶向性。     

一种新型蛋白类药物口服载体的海藻酸钠/巯基化果糖-壳聚糖复合水凝胶

壳聚糖经果糖修饰以改善其水溶性,再经半胱氨酸修饰得到巯基化果糖-壳聚糖。海藻酸钠与巯基化果糖-壳聚糖混合溶液经氯化钙及硫酸钠双重交联制得复合水凝胶珠。溶胀试验结果表明:该凝胶珠在pH值6.8及7.4时的溶胀率分别是pH值1.2时的7倍和10倍左右。牛血清白蛋白(BSA)包载试验结果表明:BSA重量为凝胶珠质量的20%时,包载率可达94%以上,随着巯基化果糖-壳聚糖在凝胶珠中比例增加,BSA包载率上升。BSA释放试验表明:pH值1.2时BSA的释放率很低,只有6%～10%的BSA从凝胶珠中释放出来,随后累积释放量基本不变;pH值6.8和pH值7.4时BSA的释放率迅速提高,因此这种复合水凝胶珠可作为一种潜在的口服蛋白类药物载体。