重组GIP蛋白的原核优化表达及其生物活性的研究

葡萄糖依赖性促胰岛素多肽或抑胃肽(glucose-dependentinsulinotropicpolypeptideorgastricinhibitorypeptide,GIP)是由42个氨基酸组成的胃肠调节肽,在高血糖背景下能够刺激胰岛素释放,能够抑制胃酸分泌、促进神经细胞增生,具有广泛的临床应用价值.化学提取或人工合成GIP,成本过高,不宜规模化生产,故应用基因工程技术研制重组人GIP(rhGIP)并探讨其生物活性有积极的现实意义.人工合成具有大肠杆菌偏爱密码子的编码GIP成熟肽的cDNA序列,利用pET32a( )系统进行原核表达;在小规模发酵条件下,进行优化诱导表达和目的蛋白的亲和纯化;通过检测SD大鼠胃酸分泌和血糖浓度,对纯化后的rhGIP进行生理活性研究;通过形态学观察和培养基中NO含量测定,检测rhGIP对PC12细胞NO自由基生成量的影响;应用Aβ25-35加入培养基造成PC12细胞神经损伤模型,分别以高、中、低剂量rhGIP作用于此模型,通过MTT(2-(4,5-dimethylthia-zol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide)法测定PC12细胞的活性.结果显示,成功克隆了人GIP基因,诱导表达的rhGIP占细胞总蛋白质的35%,部分可溶,部分以包涵体形式存在.经过诱导表达的重组蛋白质分子质量约为26ku,与理论值相符.纯化后的rhGIP具有免疫活性.优化诱导表达条件为表达菌生长密度A600值0.50,IPTG浓度0.5mmol/L,温度37℃,诱导表达时间4h.裂解上清液经固定化金属亲和层析一步法层析后,表达的水溶性rhGIP融合蛋白的最后得率为1.2mg/L菌液,纯度为85%.纯化后的rhGIP能够使SD大鼠胃液pH值增高,其抑制胃酸分泌作用与生理盐水对照组比较差异有显著性(P<0.05),而rhGIP组和标准品GIP组比较差异无显著性.在高血糖背景下,注射rhGIP15min后,大鼠血浆血糖浓度较基础血糖显著降低(P<0.05),30min时与单独注射葡萄糖的模型对照组比较,差异无显著性,而rhGIP组和标准品GIP组其差异不显著.在rhGIP对神经细胞的营养和对PC12细胞免受神经损伤和缺氧损伤影响的研究中发现,用rhGIP培养PC12细胞32h后,rhGIP组NO含量极显著低于正常对照组(P<0.01),细胞存活较多,神经突起延伸较好,中、高剂量rhGIP组均较神经损伤和缺氧损伤组活性显著升高(P<0.05),且细胞活性呈剂量依赖关系,rhGIP组与标准品GIP组差异不显著,与正常对照组亦无显著差异.研究结果表明,已得到高效表达的rhGIP融合蛋白,该蛋白质具有免疫活性,具有抑制胃酸分泌和降低大鼠血浆血糖浓度的生理活性,并且对神经细胞有营养和保护作用.     

利用FRET技术在活细胞内研究红景天甙对Aβ25-35诱导PCI2细胞凋亡的抑制作用

为研究红景天甙（salidroside）对β淀粉样肽25-35（β amyloid peptide25-35,Aβ25-35）诱导PC12细胞凋亡的抑制作用,采用Cell Counting Kit-8（CCK-8）分析细胞的存活率,通过光镜检测细胞形态并配以Hoechst染色检测细胞核固缩,利用荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer,FRET）技术在单个活细胞中检测caspase-3和caspase-8活性的动态变化。结果表明,红景天甙可剂量依赖性抑制Aβ25-35引起的细胞凋亡,提高细胞的存活率;红景天甙对caspase-3的活性有明显的抑制作用,而且Aβ25-35诱导细胞凋亡不依赖于caspase-8的激活。这些结果提示抑制caspase-3的活性是红景天甙抑制Aβ25-35诱导PC12细胞凋亡的机制之一。     

2023年脑机接口领域发展态势

脑机接口是人脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接交流与控制通道。由于其战略重要性,脑机接口已经成为各国战略布局的重点。本文简要介绍了脑机接口领域的发展历程,重点从战略布局、科研进展与产业应用等角度系统梳理了2023年该领域的最新进展,并展望未来发展趋势。2023年,神经编解码算法、神经探针与芯片等脑机接口领域核心技术取得重要进展,功能性超声脑机接口等新型脑机接口不断涌现,应用领域已经从医疗扩展到科研、娱乐等领域,重要企业取得多项里程碑进展。未来,脑机接口硬件将向小型化、高通量、柔性化发展,编解码效率和质量将大幅度提升,促进脑机接口功能从替换和恢复向改善、补充和增强转变,应用领域将进一步拓展。随着脑机接口的广泛应用,其伦理安全问题将受到重视。     

人参皂甙Rd预处理可减轻谷氨酸所致的PC12细胞损伤

目的:研究人参皂甙Rd(Ginsenoside Rd)预处理对谷氨酸所致PC12细胞损伤的影响。方法:将体外培养的PC12细胞分为3组,分别为对照组(Control)、谷氨酸损伤组(Glu)和人参皂甙Rd预处理组(Rd)。Control组细胞正常培养;Glu组细胞暴露于含10mM谷氨酸的DMEM培养基中损伤24 h;Rd组细胞经50μM的人参皂甙Rd预处理30 min后,在谷氨酸浓度为10 mM的DMEM培养基中损伤24 h。采用MTT检测细胞活力和乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒检测LDH释放量;流式细胞仪检测胞内活性氧(ROS)水平;Western blot检测还原型谷胱甘肽蛋白(GSH)表达;专用试剂盒检测细胞内过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)含量,相差显微镜观测细胞形态。结果:50μM的人参皂甙Rd预处理30 min,可明显提高谷氨酸诱导的PC12细胞的活力,降低其LDH释放量、胞内ROS含量,并提高胞内GSH蛋白表达,增加CAT、SOD含量并改善细胞形态。结论:人参皂甙Rd预处理可减轻谷氨酸引起的PC12细胞损伤。     

Sim2基因对PC12细胞分化的影响

[摘要] 目的 探讨位于Down综合征关键位点的Sim2基因对PC12细胞分化的影响及其机制。 方法 以pcDNA3-mSim2真核表达载体稳定转染PC12细胞,以倒置相差显微镜镜观察PC12细胞神经突起的变化;以RT-PCR方法检测神经元分化相关基因GAP43和Synapsin I mRNA表达水平的变化;流式细胞仪检测GAP43蛋白的表达。 结果 RT-PCR结果显示, pcDNA3-mSim2转染后,mSim2 mRNA表达明显上调;与对照组相比,转染mSim2的PC12细胞突起数量显著减少,长度明显变短;GAP43和Synapsin I mRNA表达水平明显降低（P<0.05）;流式细胞仪检测发现,转染mSim2的PC12细胞GAP43蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。 结论 Sim2基因可通过影响神经元的分化参与Down综合征的发生。     

脑机接口专利情报研究

脑机接口是在无外周神经系统和肌肉组织参与的条件下,通过计算机等电子设备输出控制信号,进而与外界环境进行交流的全新通讯和控制技术。它的发展依赖于神经科学、心理学、工程学、康复医学和计算机等学科专家间的密切合作,具有非常重要的学术价值、科学意义和广阔的应用前景,是当今世界研究的热点。本文利用新一代专利分析平台和工具Innography,结合专利情报分析理论,在对世界范围内脑机接口技术的专利进行申请趋势分析、区域分析、IPC分析、专利权人分析、诉讼专利和核心专利分析以及重点技术文本聚类分析的基础上,了解国内该技术发展态势,并尝试为脑机接口领域的发展提供有用的竞争情报参考。     

替米沙坦调控miR-495-3p/心肌细胞增强因子2A通路减轻缺氧诱导的神经细胞PC12损伤

目的探讨替米沙坦（TM）调控miR-495-3p/心肌细胞增强因子2A （MEF2A）通路对缺氧诱导PC12细胞损伤的影响和机制。 方法将PC12细胞进行正常培养（对照）,缺氧（缺氧24 h）,缺氧+ 0.1、1、10 μg/mL TM、缺氧+ miR-NC （转染miR-NC）,缺氧+miR-495-3p （转染miR-495-3p模拟物）,缺氧+TM+anti-miR-NC （转染anti-miR-NC,10 μg/mL TM）和缺氧+ TM+anti-miR-495-3p （转染anti-miR-495-3p,10 μg/mL TM）处理。酶联免疫吸附实验（ELISA）检测乳酸脱氢酶（LDH）漏出量和超氧化物歧化酶（SOD）的活性,流式细胞术检测细胞凋亡,实时荧光定量PCR （RT-qPCR）和Western blot检测miR-495-3p、心肌细胞增强因子2A （MEF2A）表达水平。两组间比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。 结果与对照比较,缺氧处理的PC12细胞LDH漏出率[（9.46±0.97）﹪比（45.69±4.31）﹪]、细胞凋亡率[（5.36±0.54）﹪比（28.36±2.41）﹪]、MEF2A mRNA（1.00±0.08比2.74±0.26）和MEF2A蛋白表达水平（0.39±0.03比0.87±0.06）均升高;SOD活性[（12.24 ±1.13）比（5.13±0.52 ）U/mL）]和miR-495-3p表达水平（1.00±0.08比0.35±0.03）均降低,差异有统计学意义（P均< 0.05）。与缺氧处理比较,缺氧+0.1、1、10 μg/mL TM干预的PC12细胞LDH漏出率[（45.69±4.31）﹪比（32.14±3.84）﹪、（23.54±3.17）﹪、（16.87±1.46）﹪]、细胞凋亡率[（28.36±2.41）﹪比（22.46±2.31）﹪、（17.14±1.65）﹪、（10.23±1.12）﹪]、MEF2A mRNA（2.74±0.26比2.26±0.23、1.87±0.19、1.34±0.18）和MEF2A蛋白表达水平（0.87±0.06比0.75±0.05、0.63±0.04、0.46±0.03）均降低;SOD活性[（5.13±0.52）比（6.87±0.69 ）、（8.01±0.81）、（10.12±1.02）U/mL]、miR-495-3p表达水平（0.35±0.03比0.49±0.04、0.61±0.06、0.83±0.07）均升高,差异有统计学意义（P均< 0.05）。与缺氧+ miR-NC比较,缺氧+ miR-495-3p的PC12细胞LDH漏出率[（46.87±4.28）﹪比（19.65±1.87）﹪]和细胞凋亡率[（28.38±2.44）﹪比（12.36±1.25）﹪]均降低,SOD活性[（5.15±0.51）比（9.67±0.97）U/mL]升高,差异有统计学意义（P均< 0.05）。与缺氧+TM+anti-miR-NC比较,缺氧+TM+anti-miR-495-3p的PC12细胞LDH漏出率[（17.64±1.79）﹪比（32.69±3.57）﹪]和细胞凋亡率[（10.98±1.75）﹪比（22.64±2.13）﹪]均升高,SOD活性[（12.63±1.27）比（7.32±0.71）U/mL]降低,差异有统计学意义（P均< 0.05）。 结论TM通过上调miR-495-3p/MEF2A通路对缺氧诱导的PC12细胞损伤具有保护作用。     

甘薯提取物对谷氨酸所致PC12细胞损伤的保护作用初探

观察甘薯提取物对谷氨酸诱导的PC12细胞损伤的保护作用.将大鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12)分为空白对照组、模型组、甘薯提取物0.1、1.0、10.0 μg/mL低、中、高剂量组和1.0 μmol/L尼莫地平阳性药物对照组,用2.0 mmol/L谷氨酸造成PC12细胞损伤,MTT法测定损伤细胞的存活率,观察其细胞损伤的形态学变化,考察甘薯提取物对谷氨酸所致PC12细胞损伤的保护作用.结果表明甘薯提取物可明显提高谷氨酸诱导的PC12损伤细胞存活率,同时能够明显改善谷氨酸诱导的PC12损伤细胞的细胞形态变化,并呈现剂量相关性,具有一定的神经营养及保护作用.     

山东师范大学生命科学学院动物生理研究室简介

本研究室主要运用免疫细胞化学技术、电生理技术、大鼠脑立体定位技术、脑机接口等技术进行应激状态下胃肠机能的中枢调控机制(参与调控的中枢核团、神经元放电、神经通路、神经递质及受体等)、     

脑机接口中脑电信号提取方法和技术的研究进展

脑机接口(BCI)系统可以把大脑发出的信息直接转换成能够驱动外部设备的命令,并代替人的肢体或感觉器官实现人与外界的交流以及对外部环境的控制。BCI技术的发展目前还存在着很多问题,其中最关键的问题是必须有一个安全的、可长时间持续探测或者注射信号的方法。该文综述了当前BCI研究中不同脑电信号的提取方式特征以及信号记录装置,通过分析总结了其优缺点。对于各种不同信号方式的BCI,都有待于更多的科技工作者深入研究。