一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

基于人类信号网络和表达谱数据研究静脉血栓复发机制

目的:静脉血栓是一种高复发风险和高致死率的疾病,其形成和复发的分子机制尚不明确。基于人类信号网络和基因表达谱数据可针对静脉血栓经华法令抗凝治疗后的复发机制进行研究。方法:结合表达谱数据和人类信号网络,设计差异模块筛选策略,通过功能分析、差异表达分析和已知血栓相关基因及药物靶基因的互作关联研究,获得与静脉血栓复发相关的显著差异模块。结果:最终获得8个与静脉血栓复发密切相关的显著差异模块,评估了华法令治疗静脉血栓的效能,提出了联合用药的3种可能途径。结论:应用本文提出的整合筛选策略,能识别与静脉血栓复发相关的模块,探究静脉血栓复发的分子机制和评估华法令的治疗效能。还提供了潜在的联合用药途径,这对治愈血栓、防治血栓复发及复发机制的研究具有重要意义。     

嗜线虫致病杆菌抑制灰葡萄孢的效应

[背景] 灰葡萄孢（Botrytis cinerea）是引起葡萄采后病害的主要病原菌之一,严重影响葡萄的贮期和品质,给葡萄产业带来极大损失。利用拮抗微生物抑制采后病原菌生长已逐渐成为防治葡萄采后灰霉病的重要手段。[目的] 利用昆虫病原线虫共生细菌广谱高效的抑菌特性,从现有共生细菌资源中筛选对灰葡萄孢具有高拮抗作用的菌株,为葡萄采后灰霉病的抑制提供新的材料和研究方向。[方法] 通过平板对峙培养法和菌丝生长速率法分离筛选拮抗共生细菌,并对优选的高效拮抗共生细菌进行16S rRNA基因序列进化分析,采用扫描电镜观察其对灰葡萄孢菌丝生长的影响,利用损伤接种法对红地球葡萄防治效果进行验证。[结果] 初步分离筛选共获得9株拮抗菌,复筛与复测得到一株抑菌效果显著的共生细菌（命名为ALL）,经进化分析其为嗜线虫致病杆菌（Xenorhabdus nematophila）,其16S rRNA基因序列的Genbank登录号为MW488402,与菌株Xenorhabdus nematophi la NC116聚于同一分支,相似性达99.79%。扫描电镜观察该菌株导致灰葡萄孢菌丝扭曲变形、表面皱缩、失水塌陷,该菌株发酵（36 h）上清液浓度为1%时对灰葡萄孢菌丝抑制率达44.5%。在葡萄常温防效实验中,与对照组比较,ALL菌株发酵上清液对灰霉菌防治效果较好,3 d后防效为63.50%。[结论] 本研究应用昆虫病原线虫共生细菌生物防治葡萄贮期灰霉病,筛选出一株高效拮抗灰葡萄孢的昆虫病原线虫共生细菌,而且其上清液对灰葡萄孢具有良好的抑制效果,为生物防治贮期葡萄灰霉病提供了新的生物材料和相关研究基础。     

腺病毒介导的uPAR反义核酸转移抑制肿瘤细胞的侵袭

为了观察尿激酶受体(uPAR)反义核酸对肿瘤细胞体外侵袭的抑制作用,用PCR方法扩增uPAR cDNA 5′端－46 bp～＋454 bp一段长500 bp的序列,利用DNA重组技术将其克隆到病毒载体pAdeno-X中, 构建出重组腺病毒载体pAdeno-X-uPAR(－)和pAdeno-X-uPAR(+).线性化后的重组腺病毒载体转染HEK293细胞7天后,可以获得滴度分别为1.5×10⁸ pfu/ml和0.5×10⁸ pfu/ml的uPAR反义和正义核酸表达重组腺病毒,分别命名为Ad-uPAR(－)和Ad-uPAR(+).以不同的病毒感染指数（MOI）感染人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞,3天后用RNA印迹法可以检测肿瘤细胞uPAR正义和反义核酸表达水平,随着MOI的升高,Ad-uPAR(－)感染的肿瘤细胞uPAR蛋白水平逐渐下降,肿瘤细胞的体外侵袭能力也明显下降,而感染Ad-uPAR(+)的肿瘤细胞无明显变化.结果表明,重组腺病毒可以表达uPAR正义和反义核酸,uPAR反义核酸可以明显抑制人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞在体外的侵袭能力.     

速度向量成像技术对肥厚型心肌病左心室扭转功能和收缩功能的影响

摘要 目的：研究速度向量成像技术对肥厚型心肌病（HCM）左心室扭转功能和收缩功能的影响。方法：纳入我院从2018年1月～2019年1月收治的HCM患者30例进行研究,记作病变组,另取同期于我院进行体检的健康志愿者30例作为对照组。比较两组常规左心功能超声心动图指标、左室整体扭转和解旋运动指标、左室局部扭转和解旋运动指标、圆周应变以及应变率。结果：病变组舒张末期容积（EDV）、收缩末期容积（ESV）、每搏量（SV）均较对照组更低（P＜0.05）,而两组左室射血分数（LVEF）比较差异不显著（P＞0.05）。病变组心内膜的左心室扭转角度（LVtw）以及左心室扭矩（LVtor）均显著高于对照组,而心内膜及心外膜解扭转率（UntwR）显著低于对照组（P＜0.05）。病变组基底部心内膜旋转速率、心尖部心外膜旋转速率均显著低于对照组,心尖部心内膜旋转速率显著高于对照组,心尖部心外膜解旋速率显著高于对照组（P＜0.05）。病变组基底部心内膜圆周应变低于对照组,基底部、心尖部心外膜圆周应变高于对照组（P＜0.05）;病变组基底部、心尖部心外膜应变率均高于对照组（P＜0.05）。结论：HCM患者收缩功能降低,且局部心肌圆周方向的形变能力明显下降。     

妊娠晚期腹腔注射酸性磷酸缓冲液对两个近交系小鼠繁育生理影响的对比分析

目的对比分析妊娠晚期腹腔注射缓冲液对近交系SPF级C57BL/6J（B6）和BALB/c（B/c）小鼠繁育生理的影响。方法 B6和B/c小鼠随机、全同胞兄妹2∶1/1∶1（♀/♂）过夜同居交配,观察交配方式、阴栓与受孕率的关系;受孕鼠在妊娠的第17.5天（妊娠0d=交配后当天）接受腹腔注射酸性磷酸缓冲液,观察注射对母鼠及胚胎的作用及子鼠从离乳到8周的早期生长发育情况。结果 B6较B/c雌鼠的受孕率高（29.4%vs.21.1%[2∶1],33.2%vs.29.7%[1∶1]）;交配后10 d～14 d,根据雌鼠增大的腹部、结合体重来判断受孕较观察阴栓更为准确;比较而言,妊娠晚期腹腔注射对B6母鼠及胚胎的影响较大,表现在离乳子鼠数量减少（4.7±3.1 vs.6.1±2.1,P=0.231）,离乳时两性别的子鼠体重（g,雌性：11.7±1.1 vs.12.7±1.5;雄性：12.8±1.3 vs.13.6±1.5）显著降低（P均〈0.05）及两品系子鼠早期生长发育的方式显著不同（P=0.000）。结论近交系小鼠繁殖生理存在品系差异;两品系受孕鼠对妊娠晚期腹腔注射的耐受不同,并可能影响实验动物产后的哺乳过程及子鼠的早期生长发育。     

基于人类信号网络和表达谱数据挖掘动脉粥样硬化相关模块

目的:动脉粥样硬化是一种高致死率的慢性炎症疾病,其发生和发展的机制尚不明确。本文基于人类信号网络和基因表达谱数据对动脉粥样硬化相关模块进行挖掘,以探究其在疾病发生发展中的作用机制。方法:结合人类信号网络和基因表达谱数据,设计显著差异模块筛选策略,通过功能分析,挖掘动脉粥样硬化相关模块,对动脉粥样硬化的致病机制进行研究。结果:基于网络模块的平均表达值改变量,采用两种随机方法,进行显著差异模块筛选,最终获得8个动脉粥样硬化相关的显著差异模块。结论:应用本文提出的整合筛选策略,能识别与动脉粥样硬化相关的模块,获得潜在的致病基因,并从外周血的基因表达改变来探究动脉粥样硬化致病机制,这对动脉粥样硬化的诊断、治疗以及发生发展机制的研究具有重要意义。     

光杆菌(NLK-1) Txp40毒蛋白基因克隆表达及预测

【背景】光杆菌存在于嗜菌异小杆线虫肠道内,并与其互惠共生,其能够产生多种高效、广谱的杀虫蛋白及毒素,是近年来继苏云金芽胞杆菌(Bt)之后挖掘新型杀虫蛋白及杀虫基因的热点研究对象。【目的】克隆Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,分析其与已知其他同属共生菌相似毒蛋白在基因序列、蛋白组成、理化性质及构象的区别,构建原核表达载体并转化大肠杆菌进行诱导表达,初步测定其杀虫活性。【方法】采用侵染的大蜡螟幼虫血腔直接分离初生型共生细菌,根据已报道的序列经比对分析设计引物,扩增目的基因,连接克隆质粒p MD19-T后测序,利用Expasy在线Prot Param tool预测其基本理化特性参数,NPS@-Network Protein Sequence Analysis在线工具进行二级结构预测。通过克隆、酶切、连接目的基因在p ET28a原核表达载体上,转化大肠杆菌BL21中,利用蓝白斑筛选阳性克隆,测序验证后进行IPTG诱导表达;菌体超声破碎离心,以毒蛋白含量较高的上清溶液对大蜡螟幼虫进行饲喂和血腔注射毒性测定。【结果】Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因全长为1 008 bp,与已知相关基因的序列相似性为94%,与已知40 k D相关蛋白的氨基酸相似性达到99%,分子量37.9 k D,p I 8.37,二级结构预测表明其主要由α螺旋35.71%,无规卷曲54.46%,延伸链9.52%组成,跨膜区域与已知蛋白基本相似,克隆构建了原核表达载体p ET28a-(NLK-1)Txp40,SDS-PAGE分析其在38 k D处有特异条带,蛋白分子量与预测值基本一致,且表达相对单一,表达量较高。Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40蛋白对大蜡螟幼虫具有较高的血腔毒性,大蜡螟幼虫注射5μL蛋白粗提液剂量下48 h内致死率达100%,未发现胃毒活性。【结论】获得Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,比对、分析了与已知基因在序列组成、蛋白基本理化性质和二级结构的异同,构建了原核表达载体并成功诱导表达,验证了Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白具有较高的大蜡螟幼虫血腔毒性,为进一步发掘Photorhabdus luminescens(NLK-1)中的杀虫功能基因和蛋白奠定基础。     

小鼠肺腺癌模型的建立及肿瘤病理分析

目的用乙基亚硝脲（ENU）在BABL/c小鼠建立肺腺癌模型并对ENU所诱发的肺腺癌进行病理观察。方法妊娠17d的SPF级母鼠腹腔接受ENU或缓冲液注射,在子代鼠的鼠龄满32周时收获其全肺标本,对肺组织进行常规石蜡半连续切片,HE染色,镜下观察肿瘤病理。结果 ENU经胎盘一次性诱发子代鼠多发性肺肿瘤形成,病理显示这些肿瘤为处于不同发展阶段的腺瘤和腺癌,腺癌的类型有细支气管肺泡癌样腺癌（雌性：5/6,雄性：4/6）和分化不等的腺癌（雌性：4/6,雄性：5/6）,诱癌频率在雌、雄性小鼠均为5/6,癌变频率在雌性16/43,雄性12/31。结论成功建立了小鼠肺腺癌模型,肿瘤病理的多样性提示癌变机制在分子水平的复杂性。     

SOCS家族蛋白在病毒感染中发挥的作用

SOCS(Suppressor of cytokine signaling),是一种细胞因子信号通路抑制蛋白,目前认为该蛋白家族可以调节LIF(Leukemia inhibitory factor)、G-CSF(Granulocyte colony-stimulating factor)、IL-6(Interleukin-6)、IL-10(Interleukin-10)、IFN-λ(interferon-λ)等30多种细胞因子,而这些因子是机体抵抗入侵的外来病原体的主要免疫防御反应。病毒在感染宿主的过程中通过劫持宿主中的SOCS蛋白,从而对细胞中的JAK/STAT、NF-κB等与抗病毒因子调控相关的信号通路以及对T细胞的分化的调控调节病毒感染。近年来,大量的文献证实SOCS蛋白的变化与病毒感染的程度以及愈后的器官损伤具有紧密的联系,使得SOCS蛋白作为抗病毒靶点的研究尤为重要。本文主要讨论SOCS蛋白通过调控JAK-STAT、NF-κB等信号通路,在病毒感染过程中发挥的作用和作用机制。