2022年再生医学领域发展态势

再生医学领域经过多年的发展,在多种疾病治疗中展现出巨大应用潜力。近年来,大数据、学科融合等研究理念的不断渗透,以及一系列通用技术在再生医学领域的广泛应用,推动再生医学研究广度和深度持续拓展,领域范畴也不断拓宽,为该领域带来了全新的发展机遇。本文从科技规划、监管政策、科技及产业进展等角度,对再生医学热点领域2022年的发展趋势进行了分析,并对相关领域未来的发展进行了展望。     

类器官培养方法及家畜类器官研究进展

类器官(organoid)是由干细胞在体外培育而成的一种三维(3D)细胞培养物,其中包含多种细胞类型的自组装。类器官是生物医学领域内近年来的热门前沿技术之一,可用于发育、内稳态、再生、疾病建模和药物研发等领域的相关研究。不同类器官的培养方法存在差异,因此了解相关进展对成功构建合适的类器官模型非常重要。家畜与人类生活息息相关,通过构建类器官的方式以其为研究对象,对人类的饮食安全、医疗保健、精神健康都具有重要意义。本文评述了类器官的培养方式及家畜类器官研究方面的进展,以便为后期相关研究提供参考。     

基于CRISPR/Cas系统的单碱基编辑技术研究进展*

基于CRISPR/Cas系统出现的单碱基编辑技术可以实现高效且简便的单个碱基的替换编辑,其原理是将胞嘧啶脱氨酶(cytosine deaminase)或腺苷脱氨酶(adenosine deaminase)与Cas9n(D10A)形成融合蛋白,通过CRISPR/Cas精准识别和定位DNA上的靶位点后,利用胞嘧啶脱氨酶或腺苷脱氨酶将靶点距离sgRNA位点基序(protospacer adjacent motif,PAM)序列端的4~7位的单个碱基发生单碱基转换或颠换。对基于CRISPR/Cas系统的单碱基编辑技术发现的历史、组成和分类、工作原理进行了概述,并总结了该系统最新进展及应用。     

再生医学发展态势及发展建议

再生医学为一系列无法治愈疾病带来希望,展现出巨大发展前景。近年来,生物技术的快速发展和学科之间不断交叉融合渗透,不仅促进了再生医学的更快发展,同时也拓展了原有的再生医学体系,推动再生医学进入发展新阶段。文章分析了国际再生医学发展新阶段的特征和发展趋势以及我国的发展现状,在此基础上提出了我国未来再生医学发展的政策建议。     

硫化氢减轻同型半胱氨酸诱导大鼠海马CA1区神经元损伤

目的探讨硫化氢(H2S)对同型半胱氨酸(Hcy)诱导大鼠海马CA1区神经元损伤的改善作用。方法以侧脑室注射同型半胱氨酸的SD大鼠为同型半胱氨酸神经毒性动物模型,采用Tunel染色法分析大鼠海马CA1区神经元的凋亡情况,采用Elisa法分析大鼠海马组织MDA含量。结果 0.6μmol和2.0μmol的同型半胱氨酸使大鼠海马CA1区神经元发生大量的凋亡(P0.01),而NaHS(100μmol/kg)显著抑制同型半胱氨酸(0.6μmol)诱导大鼠海马CA1区神经元的凋亡(P0.05);同型半胱氨酸(0.2,0.6μmol)可增加大鼠海马CA1区丙二醛含量(P0.001),而NaHS(100μmol/kg)可抑制同型半胱氨酸(0.6μmol/L)诱导大鼠海马CA1区丙二醛水平的增加(P0.001)。结论硫化氢可减轻同型半胱氨酸诱导大鼠海马CA1区神经元的损伤。     

基因编码3-氯酪氨酸改造荧光蛋白

蛋白质翻译后修饰产生的3-氯酪氨酸 (3-Cl-Tyr)与多种疾病相关,包括帕金森病、哮喘、动脉粥样硬化等． 在动脉粥样硬化患者中发现AopA1 192位酪氨酸有高水平的氯化, 显示此种修饰可能会促进病变．为了研究酪氨酸氯代对蛋白质功能的调控作用,我们发展了将3-Cl-Tyr定点特异插入到蛋白质中的方法． 因为3-Cl-Tyr酚羟基上的质子比酪氨酸(Tyr)更容易解离,具有更低的pKa,在绿色荧光蛋白GFP及其突变体,以及光转化荧光蛋白mEOS2荧光活性中心中分别用3-Cl-Tyr取代Tyr,使得GFP发色基团的pKa降低到4.7,并且具有与EGFP相似的量子产率,使mEOS2 发色基团的pKa降低到4.2.这样使得荧光蛋白的发色基团在酸性条件下仍然能以去质子化形式存在,在500 nm以上仍然具有较强吸收,避免了用400 nm左右激光激发及其对细胞及细胞器造成的光损伤．这种新型的荧光蛋白突变体将适用于溶酶体、吞噬酶体等酸性细胞器．     

干旱胁迫下磷脂酶Dδ和9-脂氧合酶对拟南芥茉莉酸合成及种子萌发的影响

以拟南芥哥伦比亚野生型(WT)、磷脂酶Dδ(PLDδ)缺失型突变体pldδ和9-脂氧合酶(9-LOX)缺失型突变体lox1、lox5实生苗为材料,以0.3 mol·L-1甘露醇模拟干旱胁迫,分析PLDδ和9-LOX参与干旱胁迫下拟南芥茉莉酸(JA)生物合成和在种子萌发中作用。结果表明:干旱胁迫显著提高PLDδ和LOX1基因表达以及PLD和LOX酶活性;干旱胁迫下,pldδ突变体幼苗的LOX活性和JA含量显著低于WT,外源添加磷脂酸(PA)后LOX活性和JA含量显著上升,并高于WT;干旱胁迫显著抑制pldδ、lox1和lox5突变体的种子萌发,以对lox1的抑制效果最为明显;干旱胁迫下PLD活性上升与PLDδ基因表达上调有关,LOX活性上升与LOX1和LOX5基因表达上调有关,其中LOX1基因起主要作用;PLDδ/PA位于9-LOX上游参与9-LOX诱导的JA合成过程;PLDδ、LOX1和LOX5基因均参与干旱胁迫下拟南芥的种子萌发,LOX1在此过程中作用最为明显;PLDδ和9-LOX均参与PA和JA介导的种子萌发过程。     

短柄禾叶蕨配子体发育的研究

首次通过人工培养的方式,详细记录了短柄禾叶蕨（Grammitis dorsipila (Christ.)C.Chr.）具代表性的配子体形态发育全过程及各环节的特征,包括孢子萌发、原丝体、毛状体、叶绿体、边缘细胞、精子器等,并附特征性结构照片29幅。为禾叶蕨科（Grammitidaceae）的研究积累了配子体发育方面的详实资料,并初步讨论了短柄禾叶蕨配子体特征所体现的系统学意义。     

新疆准噶尔盆地周边晚石炭世的珊瑚*

新疆北部准噶尔盆地周边石炭系广泛出露, 其中上石炭统发育海相火山—沉积序列, 包括西准噶尔地区的哈拉阿拉特组、阿腊德依克赛组, 东准噶尔地区的石钱滩组以及盆地南部的祁家沟组、奥尔吐组等。本文研究在上述各地层的灰岩层或夹层、碎屑岩中获得的四射珊瑚9属17种和床板珊瑚2属3种, 对石钱滩组中的3个新种进行了详细的系统古生物学描述。上述珊瑚化石的地质时代主要为巴什基尔期至莫斯科期。在珊瑚动物群的组成上, 哈拉阿拉特组中新发现Caninophyllum属分子, 结合盆地东、西部共同产出的床板珊瑚Cystodendropora 属分子, 说明整个准噶尔盆地周边的动物群面貌大致类似, 而西准噶尔地区的化石丰度、分异度显著低于盆地东部和东南部。综合前人资料, 目前在准噶尔盆地周边发现的珊瑚化石有约一半为地方性分子。本文认为研究区珊瑚化石的分布和组成特征与晚石炭世准噶尔洋走向封闭或半封闭的演化趋势密切相关。     

共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响

通过单独表达蛋白质分子伴侣二硫键异构酶(PDI)和共表达PDI和内质网氧化还原酶(Ero1),提高重组葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的分泌表达。将构建的蛋白质分子伴侣表达载体p PICZ/PDI和p PICZ/Ero1-PDI线性化后,电击转化重组毕赤酵母X33/p MD-GOD细胞,用含有250μg/m L G418和50μg/m L Zeocin的YPD双抗平板筛选阳性转化子,阳性转化子进行试管发酵和10 L发酵培养后,分析共表达PDI和Ero1-PDI对GOD表达水平的影响。结果显示,共表达PDI及Ero1-PDI分别使葡萄糖氧化酶在10 L发酵罐中30℃培养,酶活分别达到476 U/m L和736 U/m L,相比原始菌株在相同条件下分别提高了29.7%和100%。整合分子伴侣PDI和Ero1促进蛋白正确折叠明显地提高葡萄糖氧化酶蛋白表达。