炎症性肠病与艰难梭菌感染相关性研究的文献计量学和可视化分析

【背景】近年来,炎症性肠病患者中艰难梭菌（Clostridium difficile）感染率逐年上升,受到国内外学者广泛关注。我国在该领域的研究起步较晚,但患者数量众多,学习国际上对于炎症性肠病合并艰难梭菌感染的研究,对推动我国在该领域的深入发展具有重要意义。【目的】通过文献计量和可视化分析帮助研究者把握炎症性肠病与艰难梭菌感染相关性研究中的研究主题、方向、热点与前沿。【方法】同时检索Web of Science （WOS）中Science Citation Index Expanded （SCI-E）和CNKI中收录的关于炎症性肠病和艰难梭菌的相关文献,应用CiteSpace 6.2.2r软件进行国家/地区、机构、作者、关键词共现及被引文献、期刊共被引分析,同时进行可视化分析。【结果】经过数据检索和查重,最终可供分析的文献为WOS数据库1 030篇、CNKI数据库80篇。全球范围内,发文最多的国家是美国,主要研究机构有Harvard University、University of California System和Mayo Clinic等,高产作者有Khanna S、Shen B和Ananthakrishnan AN等,高频关键词包括Inflammatory bowel disease、Ulcerative colitis、Clostridium difficile、Clostridium difficile infection和Crohn’s disease等,聚类方向有#0 Diarrhea、#1 Ulcerative colitis、#2 Probiotics、#3 Pouchitis、#4 Gut microbiota、#5 Fecal microbiota transplantation、#6 Depression、#7 Entamoeba histolytica、#8 Pseudomembranous colitis、#9 Clostridium difficile和#10 Clindamycin。国内主要研究机构有南方医科大学和河北医科大学,高产作者有王浦、王斯淇等,高频关键词包括粪菌移植、艰难梭菌、肠道菌群、危险因素和克罗恩病等,聚类方向有#0艰难梭菌、#1益生菌、#2危险因素、#3腹泻和#4粪菌移植。【结论】利用CiteSpace软件对炎症性肠病和艰难梭菌感染相关性研究进行计量及可视化分析可知,该方向仍得到全球各医疗机构及研究者的关注,腹泻及粪菌移植这两个关键词分别代表了WOS数据库和CNKI数据库关于炎症性肠病合并艰难梭菌感染研究的热点。     

寄主植物物理性状及营养物质对地红蝽寄主选择性的影响

【目的】地红蝽Pyrrhocoris tibialis是一种重要的农业植食性害虫,寄主范围广泛。本研究测定地红蝽对不同植物的取食偏好及分析寄主植物物理性状和营养物质在地红蝽成虫寄主选择行为中的作用,以期从寄主理化性状的角度来探讨地红蝽寄主选择行为机制,为指导作物抗虫育种提供依据。【方法】通过自由选择方法研究地红蝽成虫对5种寄主植物(谷子Setaria italica、高粱Sorghum bicolor、绿豆Vigna radiata、大豆Glycine max和玉米Zea mays)叶片的取食选择性;使用Y型嗅觉仪进一步检测地红蝽对5种植物叶片气味的趋性反应;测定分析5种植物叶片物理性状及主要营养物质含量与地红蝽取食选择性的相关性。【结果】地红蝽成虫对5种寄主植物叶片的取食选择率存在显著性差异,依次为谷子＞高粱＞绿豆＝大豆＞玉米,与对这5种寄主植物叶片气味的趋性反应百分率结果一致。相关性分析表明,地红蝽成虫的取食选择性与叶片长宽比、含水量和背面茸毛密度呈显著正相关,相关系数分别为0.881, 0.884和0.906,而与地红蝽成虫取食前后寄主植物叶片可溶性糖含量变化和总蛋白质含量变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.915和-0.951。通径分析表明,寄主植物叶片背面茸毛密度和总蛋白质含量变化是地红蝽寄主选择性的重要决定因素。【结论】地红蝽成虫对不同寄主植物存在取食选择和趋向性差异,地红蝽成虫取食选择与寄主植物叶片长宽比、背面茸毛密度、含水量以及可溶性糖和总蛋白质含量变化有关。     

2株WU多瘤病毒全基因组序列测定和分析

WU多瘤病毒(WUPyV)是多瘤病毒科多瘤病毒属的新成员,近来发现与人呼吸道感染等有关。本研究对2株WUPyV进行全基因组序列测定和拼接,获得这2株病毒全基因组序列,并与已上传到GenBank的国内外几株WUPyV的全基因组序列和氨基酸序列进行比对和系统进化分析。这2株WUPyV是环状、双链DNA病毒,基因组全长5 228bp,比GenBank已知WUPyV全序列少1bp。缺失的一对碱基位于位点4 536处,属于大T抗原的非编码区。病毒全基因组编码5个蛋白,分别是3个衣壳蛋白VP2、VP3、VP1与大T抗原和小T抗原。系统进化分析显示相对中国福建福州的FZ18株,另一株FZTF株与参考株-澳大利亚的B0株关系较近。     

福建省甲型H1N1流感病毒基因特征研究

为了解福建省甲型H1N1流感病毒基因变异特征和规律,对2009~2012年福建省分离的14株甲型H1N1流感病毒进行了全基因序列分析。结果发现,所有的毒株均是典型的低致病性流感病毒,对金刚烷胺类药物耐药,对神经氨酸酶抑制剂敏感。所有毒株与A/California/07/2009(H1N1)疫苗株保持高度同源,8个节段基因同源性均在98.2%以上。相比之下,福建省2012年的流感毒株抗原变异程度较大,其中A/Fujiangulou/SWL1155/2012毒株HA基因发生11个氨基酸位点改变,其中H138R、L161I、S185T和S203T位点的变异分别涉及Ca、Sa和Sb抗原决定簇。监测显示,疫苗对福建省人群保护效果较好,但福建省2012年毒株相对疫苗株已经出现抗原漂移,应进一步密切关注其变异情况。     

第一类肽链释放因子C端结构域参与调控终止密码子的识别过程

真核生物蛋白质翻译终止过程中,第一类肽链释放因子（eukaryotic polypeptide release factor, eRF1）利用其N端结构域识别终止密码子。eRF1的N结构域中的GTS、NIKS和YxCxxxF模体对于终止密码子的识别发挥重要作用。但至目前为止,eRF1识别终止密码子的机制,尤其是对于终止密码子的选择性识别机制仍不清楚。我们构建了四膜虫（Tetrahymena thermophilia）eRF1的N端结构域与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）或裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）eRF1的M和C结构域组成的杂合eRF1,即Tt/Sc eRF1 和Tt/Sp eRF1。双荧光素酶检测结果证实,两种杂合eRF1在细胞中识别终止密码子的活性具有显著差异。Tt/Sc eRF1仅识别UGA密码子,与四膜虫eRF1一致,具有密码子识别特异性;而Tt/Sp eRF1可以识别3个终止密码子,无密码子识别特异性。为解释这一现象,将Sp eRF1的C结构域中的1个关键的小结构域中的氨基酸进行突变,与Sc eRF1相应位点的氨基酸一致。分析结果显示,突变体Tt/Sp eRF1识别密码子UAA和UAG的性质发生显著变化,说明第一类肽链释放因子的C端结构域参与了终止密码子的识别过程。这提示,四膜虫eRF1识别终止密码子的特异性可能依赖于eRF1分子内的结构域间相互作用。本研究结果为揭示肽链释放因子识别终止密码子的分子机制提供了数据支持。     

八肋游仆虫NMD通路的初步研究

无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是一种重要的mRNA质量监测机制,可以识别和降解含有提前终止密码子(premature termination codons,PTCs)的异常转录本,但其详细的分子机制还没有完全阐释清楚。纤毛虫是真核生物进化最早的一个分支,对其NMD途径的研究有助于阐明高等生物基因表达调控的进化与分子机制。该研究从纤毛虫八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)基因组中鉴定并克隆得到NMD因子EuUPF1、EuUPF2、EuY14a、EuY14b和EuMAGO的基因。酵母双杂交和体外pull-down实验分析证实了各因子间的相互作用关系:EuUPF1的CH结构域与EuUPF2的C-端结构域相互作用;Y14的两个同源体(paralogs)EuY14a和EuY14b,作为mRNA结合蛋白,均与EuMAGO发生相互作用,形成真核生物mRNA外显子连接复合体(exon-exon junction complex,EJC)的核心。一方面,EuUPF1的CH结构域与EuY14a直接相互作用,结合到异常mRNA上;另一方面,EuUPF1可以通过EuUPF2与EuMAGO相互作用,后者再与EuY14a和EuY14b相互作用,把EuUPF1锚定到异常mRNA上。总之,EuUPF1通过两种方式结合在mRNA上,招募各种核酸酶,降解异常的mRNA。因为游仆虫基因组中内含子含量低于高等真核生物,而又远高于酵母真菌,因此研究者认为,依赖EJC和不依赖EJC的两种NMD途径可能共存于游仆虫细胞中,但这两种NMD途径具体的分子机制有待深入研究。     

西伯利亚鲟AdipoR克隆、组织分布及其对禁食的响应

为了探究西伯利亚鲟脂联素受体的表达特征及其对能量状态变化的响应, 研究采用RACE方法克隆获得AdipoR1和AdipoR2的cDNA全长。西伯利亚鲟AdipoR1 cDNA全长为2013 bp, 开放阅读框为1146 bp; AdipoR2 cDNA全长为1590 bp, 开放阅读框为1086 bp。多重序列比对结果显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与哺乳类、鸟类、两栖类和鱼类的氨基酸一致性较高, AdipoR2与鱼类氨基酸一致性更高。系统进化树分析显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与其他硬骨鱼类聚为一支, AdipoR2与斑点雀鳝聚为一支。实时荧光定量结果显示, AdipoR1和AdipoR2 mRNA在西伯利亚鲟组织中均有表达, AdipoR1在中脑、延脑、前脑、小脑和下丘脑中的表达高于外周组织, AdipoR2在中脑、鳃、瓣肠、性腺和延脑的表达相对较高。此外, 与其他硬骨鱼类似, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2在肌肉中表达较低。当禁食10d时, 西伯利亚鲟幼鱼肌肉中AdipoR1和AdipoR2 mRNA表达量均显著上调, 复投喂后AdipoR1表达显著降低, 而AdipoR2表达无显著变化。由上可知, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2可能参与能量稳态的维持。文章为进一步研究AdipoR1和AdipoR2在肌肉中的作用提供了理论基础。     

牛病毒性腹泻病毒Erns蛋白激活NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症小体诱发细胞焦亡的研究

【目的】牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus, BVDV)是引起牛病毒性腹泻-黏膜病的关键病毒。BVDV的结构蛋白Erns可在病毒感染的初期削弱宿主的免疫防御,引发牛群炎症反应。核苷酸寡聚化结构域样受体(nucleotide-binding oligomerization domain, NOD)热蛋白结构域相关蛋白3 (NLRP3)炎症小体是NOD样受体(NOD-like receptor, NLRs)家族重要成员,调控炎症性疾病的发生发展,同时激活的NLRP3炎症小体能够引起宿主细胞焦亡,进而诱发级联放大的炎症反应。但BVDV Erns蛋白在BVDV感染诱发炎症反应的分子机制尚不清楚。【方法】为进一步探索Erns蛋白对BVDV感染激活NLRP3炎症小体诱发细胞焦亡的影响,构建了BVDV Erns蛋白的真核表达质粒pCMV-HA-Erns,过表达BVDV Erns蛋白,检测BVDV感染细胞中NLRP3炎症小体组分[半胱氨酸蛋白酶(caspase-1)、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein, ASC)和NLRP3]、IL-1β的mRNA转录水平和蛋白表达水平,以及细胞死亡调节蛋白(gasdermin D, GSDMD)的基因表达和蛋白剪切情况,并通过扫描电镜观察牛睾丸(bovine testis, BT)细胞膜成孔及BT细胞内容物释放情况,以分析Erns蛋白诱导BT细胞产生细胞焦亡。【结果】Erns蛋白能够显著引起NLRP3炎症小体活化进而激活caspase-1,活化的caspase-1一方面切割GSDMD,形成有活性的GSDMD-N端并在BT细胞膜形成孔洞,释放内容物,诱导BT细胞发生细胞焦亡;另一方面活化的caspase-1切割pro-IL-1β,形成有活性的IL-1β,并释放到BT细胞外,引起BT细胞上清中IL-1β水平上升。【结论】系统解析了BVDV Erns蛋白激活NLRP3炎症小体介导细胞焦亡的产生,对疫苗及治疗药物的研制具有重要指导意义。     

利用抗原结合多肽嫁接抗体技术制备抗hCG单域抗体

本研究旨在人绒毛膜促性腺激素(hCG)的结合多肽的基础上应用嫁接抗体技术制备抗hCG单域抗体,简化单域抗体制备过程,提高多肽生化稳定性。利用单域抗体通用骨架(cAbBCII10),以hCG结合多肽取代互补决定区CDR1或CDR3,合成cAb BCII10嫁接抗体全基因序列并与sfGFP基因序列融合后,插入到带有His标签的原核表达载体pET30a(+)中,成功构建了pET30a-(His6)-cAbBCII10-CDR1/hCGBP1-sfGFP与pET30a-(His6)-cAbBCII10-CDR3/hCGBP3-sfGFP融合蛋白表达质粒。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达融合蛋白,得到高表达量的可溶性融合蛋白。利用Ni-NTA亲和柱纯化得到纯蛋白,应用SDS-PAGE鉴定纯化的蛋白为正确表达的目标蛋白。通过抗原抗体结合实验,发现hCG结合多肽嫁接到单域抗体通用骨架的互补决定区CDR1或CDR3后都有抗原结合活性,具有相似的抗体滴度,且嫁接到CDR3后的抗原结合活性比CDR1要高(2–3倍)。嫁接抗体基本保留了所用单域抗体框架较为稳定的生化特性,具有一定的热稳定性和较好的碱耐受性,同时,所接入的hCG结合片段对hCG具有较特异的结合活性,为进一步优化抗原结合多肽嫁接抗体技术制备抗hCG单域抗体提供了可靠的实验基础