基于转录组学的白扁豆总皂苷抑制前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的机制研究

目的 白扁豆总皂苷是中药白扁豆经过提取分离纯化步骤制备得到,关于白扁豆的总皂苷成分如何影响前列腺癌细胞系PC-3细胞的生长情况缺少研究。因此,有必要探讨白扁豆总皂苷对前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的机制研究。方法 本研究采用CCK8方法检测不同浓度的白扁豆总皂苷对前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的影响。利用转录组学分析白扁豆总皂苷抑制前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的分子机制,并且进一步通过实时定量PCR（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western blot）实验对相关差异基因的表达进行验证。利用Western blot和CCK8检测白扁豆总皂苷处理过表达醛脱氢酶7家族成员A1（ALDH7A1）的PC-3细胞存活率。结果 随着白扁豆总皂苷浓度升高,前列腺癌细胞PC-3的存活率显著下降,白扁豆总皂苷的IC₅₀值为1 086 mg/L。转录组学测序结果显示,与对照组相比,白扁豆总皂苷处理的细胞中有2 360个差异表达基因,其中1 982个基因上调,378个基因下调。基因功能注释（GO）结果显示,差异表达基因显著富集到与有丝分裂纺锤体检查点（mitotic spindle checkpoint）、纺锤体组装检查点（spindle assembly checkpoint）等一系列跟癌症的发生发展密切相关的生物学过程。此外,基因组京都百科全书（KEGG）分析结果也显示,差异表达基因富集在肿瘤代谢等信号通路。进一步对其中的差异基因进行验证,结果显示,与对照组相比,白扁豆总皂苷处理的前列腺癌细胞中ALDH7A1、甘氨酸C-乙酰转移酶（GCAT）和磷酸甘油酸变位酶家族成员4（PGAM4）的蛋白质表达水平明显降低（P<0.05）,而二甲基甘氨酸脱氢酶（DMGDH）和胱硫醚β合成酶样（CBSL）的蛋白质表达水平显著升高（P<0.001）。体外细胞实验结果表明,白扁豆总皂苷通过下调前列腺癌细胞中ALDH7A1的表达抑制PC-3细胞生长。结论 白扁豆总皂苷可能通过下调ALDH7A1表达从而在体外抑制前列腺癌细胞的生长。     

鲁氏接合酵母盐胁迫适应机制及组学研究方法进展

鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)是一种耐渗透酵母,被广泛应用于食品酿造生产领域。然而,其耐高渗和耐高盐特性通常会导致食品腐败,给企业造成了极大的经济损失。该文以鲁氏接合酵母盐胁迫适应响应机制为出发点,系统地阐述了高盐胁迫条件对鲁氏接合酵母表型特性的影响,概括了鲁氏接合酵母不同层次上的高盐胁迫响应机制。同时,探究了基因组、转录组和蛋白质组等技术在酵母耐盐机制上的应用,以期为后续研究提供新思路,有助于企业解决食品腐败问题,减少经济损失。     

肠道噬菌体组生物信息学分析方法的研究进展

噬菌体是感染细菌的病毒,广泛存在于各类环境中。由于传统实验研究的局限性及噬菌体基因的特异性,导致对肠道噬菌体的研究很少。随着宏基因组测序技术的发展和各种生物信息分析软件的开发,可以通过噬菌体组学,加深对肠道噬菌体的认识。噬菌体组分析流程主要包括原始数据质量控制和预处理,病毒基因组序列的拼接组装,类病毒颗粒的筛选和系统分类注释以及进化分析和预测相应宿主细菌。本文对噬菌体组分析流程和其中所需要的常用生物信息分析工具和数据库进行详细的介绍,可以为肠道噬菌体研究以及相关的研究人员提供参考。     

RNA-seq用于获得共轭亚油酸对贵妃鸡肌内脂肪代谢调控的关键基因

通过转录物组测序获得在贵妃鸡基础日粮中添加共轭亚油酸(CLA)对肌内脂肪代谢的差异表达基因,经生物信息学分析获得相关的信号通路及可能发挥重要作用的候选基因,为CLA对肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。本研究选用55日龄健康的贵妃鸡为试验动物,在基础日粮中添加CLA 0%、1%和2%,预饲期1周,正饲期6周。屠宰采集胸肌组织进行转录物组测序,对测序数据进行差异表达分析,差异表达基因GO功能和差异表达基因KEGG通路富集分析,筛选出与胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,利用qRT-PCR对差异表达基因进行验证。结果显示,共获得1 065个差异表达基因,其中上调基因703个,下调基因362个。GO富集结果显示,差异表达基因主要富集在生物过程的细胞过程、单一生物过程、生物调节和代谢过程。KEGG信号通路富集显示,差异表达基因显著富集在黏着斑、不饱和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和类固醇生物合成等信号通路中,发现11个主要与肌内脂肪代谢相关的候选基因,分别是FADS1、FADS2、ELOVL5、ACOX2、SLC27A1、FABP5、LPL、LOC107050163、ENSGALG00000030996、ENSGALG00000005043和ENSGALG00000048882。并随机选取6个基因进行qRT-PCR验证,其相对表达量变化趋势与测序结果一致。本研究筛选到CLA影响贵妃鸡胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,并对11个主要参与脂肪代谢相关的基因进行分析,为揭示CLA调控肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。     

柯萨奇病毒A组4型生物化学特性及免疫原性分析

对引起手足口病的肠道病毒A组4型进行生物化学特性及免疫原性的研究。利用大肠杆菌表达结构蛋白全长或部分片段的GST融合蛋白,纯化CV-A4病毒颗粒,制备兔抗CV-A4 VP1～VP4蛋白及抗CV-A4病毒颗粒抗血清。以免疫印迹法（Western blotting,WB）,结合SDS-PAGE电泳法,对CsCl密度梯度纯化的CV-A4的空心颗粒（EP）与实心颗粒（FP）的蛋白组分、纯度、多聚蛋白酶剪切进行分析。以微量中和法测定以上6种抗原免疫的兔或小鼠血清中和抗体效价,评估免疫原性。WB和间接免疫荧光法证明了抗体特异性。EP由VP0、VP1和VP3构成,而FP的VP0被剪切,故由VP1-VP4构成。EP和FP比例分别为41%和59%。CsCl密度分别为1.26 g/cm3和1.34 g/cm3,纯度分别为70.5%和96.3%。中和试验显示,兔抗全病毒抗体具有中和作用,而兔抗CV-A4VP1～VP4结构蛋白抗体不具有中和作用。免疫原性强弱为：FP>EP>VP1-VP4。本研究建立了CV-A4纯化病毒结构蛋白的分析方法,研究了重组病毒蛋白及2种病毒颗粒的免疫原性及免疫持久性。对包...     

柯萨奇病毒A组9型的基因分型方法的建立

血清型别鉴定及基因分型分析是开展肠道病毒（Enterovirus,EV）分子进化特征研究的重要内容。目前为止,国内外对柯萨奇病毒A组9型（Coxsackievirus A9,CVA9）的研究主要集中在衣壳蛋白区的细胞受体结合位点及其基因特性分析,而基于全长VP1序列的基因型划分结果尚未明确。本研究依托国家手足口病监测网络,对2010-2019年全国31个省级行政区（省、自治区、直辖市）上送的18 238份手足口病样本中分离出的24株CVA9进行全长VP1区序列测定,并与GenBank中所有全长VP1区序列一起进行基因型划分研究。测序结果显示24株CVA9分离株VP1全长为906bp,编码302个氨基酸,与CVA9原型株（Griggs）核苷酸和氨基酸相似性分别为80.5%～97.6%和92.3%～99.6%。结合系统进化树和同一血清型内不同基因型的核苷酸差异界值为15%～25%,将全球CVA9划分为A-H八个基因型。进化树显示B、C和D基因型在病毒进化过程中已消失,而E、F和G基因型呈现共循环的趋势,其中G基因型包含了亚洲、北美洲、大洋洲和欧洲等9个国家的毒株,是CVA9的优势基因型。大...     

核磁共振技术在药物检测中的应用进展CSCD

核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)技术已发展成为新化合物结构鉴定和天然产物药物分析不可缺少的工具。因其具有非破坏性和无侵入性等特点,广泛应用于药物领域,从合成产物的表征到生物系统分子结构和构象的测定以及分析分子间相互作用等研究都离不开这个工具。核磁共振能提供丰富且精确的结构信息,如拉莫尔频率、化学位移、自旋-自旋偶合、偶极偶合和弛豫时间等参数,成为结构解析的“金标准”。本文总结了核磁共振技术在药物发现、药物相互作用、药物代谢组学以及固态核磁共振技术在固态药物分析中的应用进展。     

高茶氨酸茶树新品系‘福黄2号’黄化变异机理

为了探讨茶树黄化变异和高茶氨酸形成机理,文中选用‘福云6号’和高茶氨酸茶树新品系‘福黄2号’为试验材料,利用超微电镜、广泛靶向代谢组学、靶向代谢组学和转录组学联合分析了茶树黄化变异的相关色素、代谢组及转录组数据。结果表明,通过靶向测定主要生化成分,共鉴定到5种儿茶素、可可碱和咖啡碱,以及20种游离氨基酸,包括茶氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和谷氨酸等,其中,‘福黄2号’的氨基酸含量显著高于‘福云6号’,茶氨酸含量高达57.37 mg/g。叶片的超微结构显示,‘福黄2号’叶绿体细胞结构模糊,基粒片层大部分排列散乱、间隙大,类囊体呈丝状。色素测定显示,叶绿素a和叶绿素b、类胡萝卜素、类黄酮等色素含量显著下降,叶绿素酶（chlorophyllase,CLH）、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED）、类黄酮3β-羟化酶（flavonoid 3β-hydroxylase,F3H）和类黄酮3'',5''-羟化酶（flavonoid 3'',5''-hydroxylase,F3''5''H）等相关关键调控基因发生显著变化。与‘福云6号’相比,‘福黄2号’中共鉴定出138个差异代谢物（significantly changed metabolites,SCMs）和658个差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,KEGG富集分析表明,SCMs和DEGs显著富集到与氨基酸生物合成、谷胱甘肽代谢以及三羧酸循环等途径。‘福黄2号’黄化表型可能是光合作用蛋白、叶绿素代谢基因和叶绿素含量的缺乏所致。高茶氨酸的积累可能由于黄化叶中低氮消耗,以及碳骨架的缺乏,氨基和氮资源被更有效地储存,使得氨基酸合成通路中的代谢物及相关基因表达上调,茶氨酸成为黄化叶中显著积累的含氮化合物。     

基于单细胞转录组的视网膜母细胞瘤进展特征分析

视网膜母细胞瘤（retinoblastoma,RB）是婴幼儿最常见的眼内恶性肿瘤。在RB进展过程中的关键致病因素目前尚不十分清楚。因此,识别与RB进展密切相关的基因能为病情诊断及基因治疗提供重要信息。然而,肿瘤组织具有很强的细胞异质性,不同病理状态下的细胞,其功能及基因表达都可能呈现显著的差异。本研究从公共基因表达数据库（gene expression omnibus,GEO）下载了1例4个月肿瘤患者和1例2年患者的肿瘤及癌旁组织的单细胞转录组测序数据,从单细胞水平解析不同患病时长的RB肿瘤转录图谱,鉴定与RB进展有潜在关联的细胞亚群及基因集。结果显示,肿瘤组织与癌旁组织在单细胞转录图谱上具有整体的一致性,但视锥前体G1期细胞群、G2期细胞群以及小胶质细胞群在肿瘤与癌旁组织中的分布比例存在明显差异。进一步分析了这3种细胞群在RB肿瘤进展过程中的作用。研究发现,在RB肿瘤的早期阶段,视锥前体细胞在G1期异常增殖,随着RB肿瘤的进展,视锥前体G2期细胞比例显著增加。同时,RB进展过程的小胶质细胞群差异分析结果显示,主要参与免疫应答的关键基因包括RPL23、B2M、HLA家族基因。本研究可为RB发病机制及进展研究提供更多新视角和数据资源。     

西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。