miR-22心肌特异转基因斑马鱼的构建及心肌肥厚的评估

目的:构建miR-22心肌特异转基因斑马鱼系,在体评估miR-22对于心肌肥厚的作用。方法:构建pTol2-CMLC2-miR-22-IRES-EGFP表达载体。通过显微注射的方法将tol2重组质粒于一细胞期注射入斑马鱼受精卵胚胎中,荧光筛选获得心肌特异表达绿色荧光的斑马鱼胚胎,并稳定表达传代。然后对稳定传代的成年斑马鱼心脏进行心肌肥厚及心功能的检测。结果:成功建立了miR-22心肌特异转基因斑马鱼系,通过定量PCR确定心肌中miR-22表达升高,荧光显微镜观察发现斑马鱼心肌出现绿色荧光。miR-22心脏特异过表达的转基因鱼系的成年鱼与野生对照组相比,出现了心肌肥厚的现象,心肌肥厚分子标志物nppa、myh7明显升高。斑马鱼心脏病理切片结果同样显示出miR-22心肌特异转基因斑马鱼出现了心肌肥厚的现象。结论:成功构建了miR-22心肌特异转基因斑马鱼,为研究心肌中miR-22的生物学功能提供了重要的工具,并证明miR-22心脏特异过表达会引起斑马鱼心肌肥厚。     

Pu同位素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

土壤侵蚀是地球表面物质迁移的重要形式,也是造成土壤肥力下降和生态环境退化的重要诱因之一,对土壤侵蚀速率的定量研究是进行区域土壤侵蚀治理的前提和基础。大气核试验产生的Pu同位素具有较长的半衰期,其沉降到土壤中易被土壤中的黏土矿物和有机质吸附,近年来被认为是定量研究土壤侵蚀速率的重要示踪元素,尤其是质谱技术的发展,缩短了Pu同位素的测量时间并提高了其测量灵敏度,大力推动了土壤侵蚀核素示踪技术的发展。本文在梳理已有相关研究的基础上,总结土壤中Pu同位素的分布特征及吸附与迁移行为,阐述了应用Pu同位素示踪土壤侵蚀的基本原理和应用研究进展,并对Pu同位素和¹³⁷Cs示踪技术在土壤侵蚀研究中的适用性进行比较分析,对未来研究方向提出展望,以期为科学应用Pu同位素示踪技术研究土壤侵蚀提供参考。     

小鼠不同组织及缺氧损伤后的大鼠心肌细胞中RIP3的表达

目的:检测小鼠组织中受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族(RIPs)表达谱,并检测RIP3在大鼠心肌细胞缺氧损伤后的表达。方法:①采用荧光实时定量PCR分别检测RIPs家族基因在小鼠组织(心、肝、肺、肾、脑、小肠、骨骼肌、脾和主动脉)中的mRNA表达谱,并采用Western blot进一步检测RIP3在小鼠组织的蛋白表达谱。②将培养的大鼠心肌细胞分为缺氧组和对照组,缺氧组置于缺氧环境中培养48 h,采用western blot检测其中RIP3的表达变化。结果:①mRNA水平:RIP1 mRNA在脑组织中表达最高,心脏、肺、肾、骨骼肌较低;RIP2在心脏和肺表达量较其他组织高;RIP3在肠中表达较其他组织高出4倍以上,脑组织中未检测到RIP3表达;RIP4的表达以肺最高,而骨骼肌、脑和血管中表达量低。②蛋白水平:在小鼠组织中,RIP3表达以脑、骨骼肌中最高,心脏、肝、肺中表达较低。③培养的大鼠心肌细胞中,缺氧组心肌细胞的RIP3表达量显著高于对照组(P0.05)。结论:RIPs在小鼠组织中呈现差异表达,而在培养的大鼠心肌细胞缺氧损伤后RIP3表达升高。     

鞘鞍醇激酶-1抑制剂PF-543改善1型糖尿病心肌纤维化的实验研究

目的:研究鞘鞍醇激酶-1抑制剂PF-543对1型糖尿病心肌纤维化的影响及其机制。方法:取60只8周龄雄性C57BL6J小鼠,随机分为对照组、对照+PF-543组、1型糖尿病组及1型糖尿病+PF-543组。采用禁食后一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ,150 mg/kg)构建1型糖尿病模型。造模后每天通过腹腔注射给予溶媒或PF-543(1 mg/kg),持续至造模后第16周末。造模第16周末采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测心肌组织1-磷酸鞘鞍醇(S1P)浓度;采用心脏超声评估心脏收缩与舒张功能;Masson三色法染色以评估心肌纤维化情况;Western blot检测心脏转化生长因子-β1(TGF-β1)、I型胶原蛋白(Col I)、Ⅲ型胶原蛋白(Col Ⅲ)表达水平。结果:1型糖尿病+PF-543组小鼠血浆及心肌S1P水平显著低于1型糖尿病组(所有P0.05)。超声结果显示,1型糖尿病+PF-543组小鼠心脏左心室射血分数(LVEF)显著高于1型糖尿病组(65.7±3.3%vs 54.4±3.4%,P0.05),左心室舒张末期内径(LVEDD)显著小于1型糖尿病组(3.81±0.21mm vs 4.52±0.20mm,P0.05)。Masson三色法染色显示1型糖尿病+PF-543组心肌纤维化程度显著低于1型糖尿病组(7.13±0.32%vs 10.21±0.41%,P0.05)。1型糖尿病+PF-543组小鼠心脏TGF-β1、Col I与Col Ⅲ蛋白表达水平均低于1型糖尿病组(所有P0.05)。结论:鞘鞍醇激酶-1抑制剂PF-543可显著降低1型糖尿病小鼠血浆与心脏S1P水平,降低心脏TGF-β1表达与胶原蛋白沉积,改善1型糖尿病小鼠心脏纤维化与心功能。     

PRKAG2-AS1通过AMPK抑制缺氧所致心肌细胞凋亡

目的:探讨PRKAG2-AS1在缺氧所致心肌细胞凋亡中的作用及其可能机制。方法:以人心肌细胞系作为主要研究对象,使用RNA核质分提的方法检测PRKAG2-AS1在细胞中的表达分布模式。将人心肌细胞系分为常氧对照组及低氧组,分别置于常氧环境(21% O2)和低氧环境(1% O2)培养12小时,构建心肌细胞缺氧模型,AnnexinV-FITC/PI流式细胞学检测细胞凋亡,Real-time PCR检测模型中SOD mRNA及PRKAG2-AS1基因表达。对常氧培养条件下心肌细胞通过siRNA及反寡义核苷酸方法分别靶向敲低胞质及胞核内PRKAG2-AS1的表达水平,AnnexinV-FITC/PI流式细胞学检测细胞凋亡,观察PRKAG2-AS1对心肌细胞凋亡的影响;Real-time PCR检测SOD mRNA表达,Western blot检测AMPKγ2亚基蛋白的表达,观察PRKAG2-AS1对SOD mRNA及AMPKγ2蛋白表达的影响。结果:PRKAG2-AS1在心肌细胞胞质及胞核中均有表达,且以胞核为主。PRKAG2-AS1基因表达水平在心肌细胞缺氧模型中明显降低(P<0.05)。对常氧培养条件下心肌细胞,敲低PRKAG2-AS1基因表达,将导致细胞凋亡增加(P<0.05),且敲低胞核中表达细胞凋亡更为明显,同时,敲低PRKAG2-AS1能够引起SOD mRNA表达水平改变(P<0.05),且AMPKγ2蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论:PRKAG2-AS1可能通过AMPK途径影响SOD表达,从而调控心肌缺氧损伤中的细胞凋亡。     

冷冻电子断层成像技术及其在生物研究领域的应用

冷冻电子断层成像可以在纳米级尺度上研究那些结构不具有均一性的分子、病毒、细胞器以及它们之间组成的复合体的三维结构。在过去的十年中,电子显微镜硬件、冷冻制样设备和技术,以及自动化断层数据收集方法的进步使得本研究领域得到快速发展。本文对冷冻电子断层成像的方法,包括基本原理、样品制备、断层数据采集和图像处理、三维重构以及重建信息的理解和展示、近年来在生物样品领域的一些典型应用以及前景作一简单介绍。     

磷酸化修饰在病理性心肌肥大中的作用

心肌肥大与高水平神经-体液因子、血流动力学超负荷、心肌细胞的损伤有关，如果病因持续存在或未及时消除，最终将演变为慢性心力衰竭。在病理性心肌肥大的发生发展过程中，磷酸化修饰可以精确地调节和改善丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)、钙调磷酸酶(calcineurin,CAN)、钙调素依赖性蛋白酶Ⅱ(calmodulin dependent protein kinaseⅡ，CaMKⅡ)、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/AKT)、单磷酸腺苷依赖的蛋白激酶(adenosine 5-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)信号通路以及细胞自噬的稳定性和活性。本文分别总结了磷酸化修饰在病理性心肌肥大中的作用机制以及治疗或预防心肌肥大的潜在靶点，探索病理性心肌肥大中基于质谱的磷酸化蛋白质组学进展，为未来心脏病学转化研究提供参考。