CRISPR/Cas9系统在疾病研究和治疗中的应用

基因组编辑技术(Genomeeditingtechnology)是一种通过人工手段在基因组水平对DNA序列进行改造的遗传操作技术,包括特定DNA片段的插入、敲除、替换和点突变。其中,依赖核酸酶的基因组编辑技术的基本原理是在基因组的特定位置产生双链DNA断裂(Double-strandedbreak,DSB)后通过非同源末端连接(Non-homologous end joining,NHEJ)或同源重组(Homologous recombination,HR)的方式进行修复。随着对核酸酶更深入的研究,基因组编辑技术也得到了快速发展,其中最常使用的核酸酶主要包括巨型核酸酶、锌指核酸酶、转录激活因子样效应物核酸酶以及成簇的规律间隔的短回文重复序列相关蛋白(Clusteredregularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated proteins (Cas)。文中在介绍上述基因组编辑技术的发展及作用原理的基础上,主要综述了CRISPR/Cas9系统在基因功能鉴定、疾病模型建立、基因治疗和免疫治疗等应用领域的研究进展,并对其未来发展进行了展望。     

肿瘤浸润淋巴细胞在实体肿瘤中作用的研究进展

肿瘤是21世纪威胁人类健康的主要疾患之一。临床上,实体瘤治疗仍以手术切除、放化疗和靶向治疗为主,但这些方法往往不能根除肿瘤病灶,易导致肿瘤复发和进展。肿瘤免疫治疗是利用人体的免疫系统,通过增强或恢复抗肿瘤免疫力实现控制和杀伤肿瘤的一种新的治疗模式。肿瘤免疫治疗能够在众多患者中产生持久反应,过继性免疫治疗和免疫检查点阻断剂治疗均可产生显著的抗原特异性免疫反应。肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)是一种存在于肿瘤组织内部具有高度异质性的淋巴细胞,在宿主抗原特异性肿瘤免疫应答中发挥关键作用。最新研究表明,在肿瘤发生和治疗过程中,TILs的亚群组成和数量与患者预后密切相关;抗肿瘤的TILs介导的过继性免疫治疗方法已在多种实体瘤中取得了良好的疗效。文中就实体肿瘤中TILs的研究进展作一综述。     

雷公藤红素抑制Cd2+诱导的神经毒性北大核心CSCD

镉(cadmium,Cd)是环境中常见的一种重金属,Cd^(2+)可以通过穿透血脑屏障,产生神经毒性,从而诱发各种神经退行性疾病,雷公藤红素是雷公藤的一种有效成分,具有抗癌、抗炎等一系列药理作用,本文探究雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响作用。通过细胞增殖实验、细胞膜完整性实验、细胞形态实验探索了Cd^(2+)对小胶质细胞HMC3活力的影响;通过一氧化氮(NO)检测实验、脂质过氧化(malondialdehyde,MDA)检测实验、蛋白免疫印迹实验分析了Cd^(2+)的神经毒性以及雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响。结果表明:与对照组相比,当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L时,对HMC3细胞增殖抑制率为(57.17±8.23)%(P<0.01,n=5),继续增大Cd^(2+)浓度,细胞活性将进一步降低;当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L以上时,HMC3的细胞膜明显受到破坏,并且破坏作用与浓度呈剂量依赖性关系;随着Cd^(2+)浓度的增加,细胞形态开始变化,贴壁效果变差。Cd^(2+)使HMC3细胞释放的NO量显著增加,而雷公藤红素能够有效地抑制Cd^(2+)诱导的HMC3细胞NO的释放;Cd^(2+)使HMC3细胞脂质过氧化水平显著增加,加入10^(-7) mol/L雷公藤红素后,MDA的释放量显著减少;Cd^(2+)会使p-PI3K蛋白含量增加,而加入了雷公藤红素(10^(-7)、10^(-6) mol/L)后,p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白的激活均被抑制,从而抑制了细胞凋亡。综上所述,雷公藤红素能够抑制Cd^(2+)诱导的小胶质细胞毒性,从而起到神经保护作用。     

在cDNA文库构建中探究癌症病人血浆外泌体miRNA的特异性扩增

血浆外泌体微小核糖核酸(microRNAs,miRNAs)与癌症的发生、诊断和治疗密切相关,但其分子机制尚不明晰。本研究探讨了癌症病人血浆外泌体miRNAs在cDNA文库构建中非特异性扩增的解决方案。在酶切法中,采用核酸外切酶T (exonuclease T, EXOT)和phi29 DNA聚合酶降解引物;在磁珠法中,利用DNA结合磁珠分离模板和引物。随后,采取琼脂糖凝胶电泳和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测磁珠分离情况,运用RT-qPCR检测癌症病人血浆外泌体miRNA和不同连接物的含量变化。结果显示,非特异性扩增来源于miRNA的连接物USR5SR;核酸外切酶T (EXOT)和phi29 DNA聚合酶虽可降解USR5SR,但模板链也会发生降解;磁珠分离法中以9%PEG沉淀引物片段、15%PEG沉淀模板链效果最佳。综上所述,磁珠分离法能够高效解决cDNA文库构建中的非特异性扩增,从而实现293T细胞和癌症病人血浆外泌体miRNA cDNA文库的成功构建。     

神经胶质瘤生物标志物研究进展

神经胶质瘤(glioma)是最常见的原发性脑肿瘤,占颅内肿瘤的81%。神经胶质瘤的诊断手段与预后评估主要以影像学为主,但因神经胶质瘤的浸润性生长特点,影像学不能完全作为诊断及预后评估依据。因此,发现和鉴定全新生物标志物对神经胶质瘤的诊断、治疗和预后评估显得尤为重要。最新研究结果表明,在神经胶质瘤患者组织和血液中,多种生物标志物可用于神经胶质瘤的辅助诊断和预后评估。其中,诊断标志物包括IDH1/2基因突变、BRAF基因突变与融合、p53基因突变、端粒酶活性增加、循环肿瘤细胞和非编码RNA等。预后标志物包括1p/19p共缺失、MGMT基因启动子甲基化及基质金属蛋白酶-28、胰岛素样生长因子结合蛋白-2和CD26的表达上调和Smad4的表达下调。本文重点介绍了上述神经胶质瘤生物标志物在诊断和预后评估方面的最新研究进展。     

具有自噬抑制作用的卟啉金属有机框架的制备及其光动力癌症治疗的研究*

光动力疗法(PDT)具有微创、可控、低毒、可重复治疗等优点,已成为临床医学中不可缺少的治疗手段。但由于肿瘤细胞的自我保护机制,大大降低了PDT疗效。使用PDT治疗方法的同时实施药理自噬抑制策略,切断因光动力治疗下严重氧化损伤下的保护性自噬。通过油浴加热法合成卟啉金属有机框架PCN-224,并在PCN-224上负载自噬抑制剂硫酸羟氯喹(HCQ),通过扫描电子显微镜(SEM)、粒径测试(DLS)、紫外可见光谱测试等方法检测,结果表明成功地合成了该材料,增强了卟啉光敏剂的水溶性,并且光照后对4T1小鼠乳腺癌细胞毒性明显增强,且装载了HCQ后进一步提高了肿瘤杀伤能力。     

三维基因组学研究进展

三维基因组学是一门研究基因组三维空间结构与功能的新兴学科,主要研究基因组序列在细胞核内的三维空间构象,及其对DNA复制、DNA重组、基因表达调控等生物过程的生物学效应。自染色质构象捕获技术 (3C)出现后,三维基因组学相关研究领域飞速发展。借助于3C及其衍生技术、Hi-C和ChIA-PET等技术,科学家能对各类物种的三维基因组进行更为深入的研究,从而揭示微生物、植物和动物基因组的空间构象、染色质的相互作用模式、转录调控以及不同生物学性状的形成机制;挖掘与生命活动和疾病相关的关键基因和信号通路;推动农业科学、生命科学和医学等领域的快速发展。文中就三维基因组学研究进展作一综述,主要阐述三维基因组学的概念和研究技术的发展及其在农业科学、生命科学和医学等领域的应用,尤其是肿瘤领域所取得的阶段性研究成果。     

双特异性抗体构建在肿瘤临床治疗中的应用

双特异性抗体(Bispecific antibody,BsAb)是具有两个不同抗原结合位点的抗体,可分为含Fc段和不含Fc段的BsAb,不同结构的BsAb具有不同的特点和应用领域。相比于传统的单克隆抗体,BsAb的灵敏度和特异性更高。更重要的是,BsAb具有募集免疫细胞、双重阻断信号通路等功能,在免疫诊断和治疗中扮演重要角色。随着全球环境的恶化以及人们生活习惯的不规律,肿瘤的发病率越来越高,成为仅次于心脑血管疾病的全球第二大致死疾病,全球每年有1200万新发癌症病例。肿瘤的治疗手段包括手术切除、放化疗和靶向治疗等。肿瘤免疫疗法是近几年新兴的治疗方法,其通过激发自身免疫系统的能力来清除肿瘤细胞。传统的单抗药物虽在肿瘤靶向治疗和免疫治疗中取得了一定的疗效,但肿瘤具有高度的异质性和可塑性,常常引发肿瘤耐药性的出现。双特异性抗体能够同时靶向多个靶点,目前已用于肿瘤的临床治疗,并取得了一定的治疗效果。文中就双特异性抗体在肿瘤临床治疗中的研究进展和应用作一综述。     

比较不同血清型AAV携带HBV基因组建立乙肝小鼠模型效果

近年来,用8型腺相关病毒携带1.3拷贝HBV(Hepatitis B virus)基因组建立的HBV持续感染小鼠模型受到越来越多的关注。本研究比较了除AAV8之外的其他4种血清型重组腺相关病毒(Recombinant adeno-associated virus,rAAV)建立乙肝小鼠模型效果。首先,将携带1.3拷贝ayw亚型HBV基因组的1型、2型、5型、8型、9型腺相关病毒分别以1×10~(11) vg/只(Viral genome,vg)的剂量尾静脉注射C57BL/6J小鼠;利用ELISA方法监测小鼠血清中HBeAg和HBsAg表达水平;用定量PCR方法检测小鼠血清和肝脏中HBV DNA拷贝数;用免疫组化方法检测小鼠肝脏中HBc Ag的表达;用HE染色检测小鼠肝脏病理变化。结果显示,在持续8周中,5组小鼠血清中都检测到HBeAg和HBsAg的表达,血清和肝脏中均检测到HBV DNA的存在。HBeAg、HBsAg、HBV DNA表达水平高低依次为AAV8AAV9AAV1AAV5AAV2。5组小鼠用免疫组化方法都检测到肝脏中HBcAg表达,HE染色病理检测均观察到不同程度的肝损伤。本研究扩大了能用于建立乙肝小鼠持续感染模型可选择的AAV载体种类,发现虽然AAV1、2、5、9的建模效果不如AAV8,但它们都可以介导建立持续感染的乙肝小鼠模型,建模效果依次为AAV8AAV9AAV1AAV5AAV2。其中AAV9介导的建模效果与AAV8载体最为接近,可以替代AAV8载体用于有效地建立HBV持续感染的小鼠模型。     

代谢相关酶过表达对CHO细胞瞬时表达anti-hLAG3的影响

为提高CHO细胞重组蛋白表达量,对比研究了过表达代谢相关酶丙酮酸羧化酶 (PYC2)、苹果酸酶Ⅱ (MDH2)、丙氨酸转氨酶1 (ALT1)、鸟氨酸转氨甲酰酶 (OTC)、氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ (CPSⅠ) 和代谢相关蛋白牛磺酸转运蛋白 (TAUT) 及透明颤菌血红蛋白 (VHb) 对ExpiCHO-S瞬时表达anti-hLAG3的影响。结果表明,过表达上述7种蛋白均能不同程度提高抗体产量。其中,过表达OTC、CPSI、MDH2和PYC2分别能够使ExpiCHO-S抗体产量提高29.2%、27.6%、24.1%和20.3%。并且,过表达OTC和MDH2能够明显提高细胞培养初期的抗体生产速率,提前4 d达到与对照组相近的抗体产量。过表达OTC和MDH2对anti-hLAG3对抗原的亲和力基本无影响。大多数情况下,7种蛋白对细胞生长基本无影响。此外,过表达MDH2和ALT1同样能够提高H293T细胞的抗体产量。总的来说,代谢相关蛋白的过表达可以应用于瞬时表达系统,提高哺乳动物细胞的抗体产量。