染色质免疫沉淀-测序：全基因组范围研究蛋白质-DNA相互作用的新技术

染色质免疫沉淀-测序(ChIP-seq)是近年来新兴的将染色质免疫沉淀(ChIP)与深度测序技术相结合,在全基因组范围内分析DNA结合蛋白结合位点、组蛋白修饰、核小体定位和DNA甲基化的高通量技术．在新一代测序(NGS)技术的大力推动下,ChIP-seq提供了一种相对于ChIP-chip高分辨率、低噪音、高覆盖率的研究方法．随着测序成本的降低,ChIP-seq逐步成为研究基因调控和表观遗传机制的一种常用手段．本文就该技术的最近研究进展进行综述,并着重介绍ChIP-seq数据分析过程及该技术的实际应用情况.     

基因突变在结直肠癌发生机制中的作用:殊途同归

结直肠癌的多步骤演进模式一直是肿瘤研究的经典,在这一过程中,序贯发生的基因突变(或其它遗传事件)是重要的推动力。本文综述了在结直肠癌中检测到的基因突变情况,并分析了在新一代测序技术的带动下,结直肠癌基因组学的最新进展。结直肠癌组织基因突变的地形图理念对于今后的肿瘤分子诊疗将具有重要意义。肿瘤不仅是基因病,更是信号通路异常病。     

荒漠盐生植物根际系统盐分分布特征

利用盐土和棉田土,采用水平根垫法对4种不同类型的荒漠盐生植物进行栽培实验,应用冰冻薄层切片法对距根表不同距离的土壤进行分层取样,并测定不同层次土壤中pH、总盐、Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的含量。结果表明: 在盐土中,距根表不同距离的土壤中,pH值呈有规律的梯度分布,即根际微区pH值较土体下降,且距根表越近,pH值越低;而在棉田土中却没有显著变化;总盐在根际出现较大的亏缺区,最大亏缺率位于距根表0～4 mm处;在盐土中,除芦苇外,其余3种盐生植物的根际土中Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、K⁺、和Mg²⁺的含量在根际有明显的富集;在棉田土中,除K⁺外,这些离子在根际也有富集,但富集程度比盐土低,K⁺表现亏缺,而Ca²⁺却是富集的;4种植物尤其是稀盐盐生植物和泌盐盐生植物,地上部分的主要盐离子（如Cl^-、Na⁺、Ca²⁺和K⁺）含量比地下部分高,在根际富集程度最高的Cl^-和Na⁺,在植株的地上部分也增加的最多。     

3种荒漠盐生植物根系及根毛形态特征的比较研究

在水培条件下,针对梭梭、囊果碱蓬和钠猪毛菜3种荒漠盐生植物,研究它们苗期在不同盐浓度条件下根系和根毛形态的差异。结果表明：一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。在同样盐浓度下,钠猪毛菜的生长最快,生物量也最大。在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,囊果碱蓬增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中囊果碱蓬较梭梭和钠猪毛菜抑制的程度轻。盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。在水培条件下,梭梭和囊果碱蓬的根系上、中、下部分布的较均匀,而钠猪毛菜的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。3种植物的根毛与根系生长环境中的盐浓度没有明显相关性;3种植物之间,根毛的长度和密度有显著差异。从根系和根毛的形态特征可以推断：囊果碱蓬比梭梭和钠猪毛菜具有较强的抗旱性和耐极薄能力;梭梭的耐盐能力较其它2种植物差,囊果碱蓬的耐盐性最强。     

荒漠区地表凋落物分解对季节性降水增加的响应

为探讨季节性降水增加对荒漠生态系统凋落物分解的影响,在古尔班通古特沙漠南缘,选择粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)叶、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)叶、尖喙牻牛儿苗茎、沙漠绢蒿(Seriphidium santolinum)茎4种凋落物样品,在2009-2011年研究了模拟季节降水增加(冬春增雪、夏季增水)和自然降水处理下凋落物的分解。持续2年的分解实验表明:(1)各组分凋落物的质量损失过程可以用负指数衰减方程较好地拟合(R20.90);经过637天的分解,各组分凋落物质量残留率在自然降水、冬春增雪、夏季增水处理下均无显著性差异(p0.05)。粗柄独尾草叶、尖喙牻牛儿苗叶、尖喙牻牛儿苗茎、沙漠绢蒿茎在自然降水处理下的质量残留率分别为40.59%、35.50%、36.00%和63.96%;(2)各组分凋落物的质量残留率与N残留率显著正相关,凋落物N的损失快于其质量损失,且初始N含量与分解速率显著正相关(r=0.60,p=0.038),C/N解释了71%的地面凋落物分解速率。研究表明,季节性的短暂降水增加对荒漠区地表凋落物分解没有显著影响,凋落物初始化学组成是预测荒漠区地表凋落物分解的重要因素。     

古尔班通古特沙漠南缘草本层对积雪变化的响应

 草本层是古尔班通古特沙漠植物群落下层层片的构建者, 冬季积雪提供了其生长发育所需要的主要水分, 积雪的增加或减少对草本植物数量和生物量会产生显著的影响。该研究利用人工增减积雪的方法, 在古尔班通古特沙漠南缘设置了5个不同厚度的积雪处理: 0积雪、50%积雪、100%积雪、150%积雪和200%积雪, 其中100%积雪为自然积雪。采用1 m × 1 m的样方, 对草本层片的物种数、盖度、密度、高度进行了调查, 还采用收获法测定了草本层片的地上生物量和优势种小花荆芥(Nepeta micrantha)的单株地上生物量。对研究区内13个科29种草本植物的研究表明: 1)单位面积出土幼苗数量跟积雪厚度呈显著正相关关系, 草本层片的盖度、密度对积雪的变化响应显著, 随着积雪增加, 草本层片的密度和盖度呈递增趋势, 而草本层片的平均高度呈递减趋势, 但不同积雪处理间的物种数和总地上生物量没有显著差异; 2)积雪厚度与优势种的株高和地上生物量呈显著负相关关系, 积雪的增加导致优势种的单株生物量和株高显著降低; 3)积雪厚度的变化主要影响了草本层片植物种子萌发的数量, 但对物种数量没有显著影响。这表明: 虽然积雪是草本植物的主要水分来源之一, 但荒漠植物群落的草本植物对积雪的变化具有很强的缓冲能力, 即使积雪很少, 草本层片的物种构成也不会发生显著变化, 草本层片的净初级生产力也保持相对稳定。     

表达血管抑制因子的腺相关病毒载体的构建及其体内外活性

血管抑制因子(Vasostatin,VAS),为集钙蛋白N-末端180个氨基酸大小的蛋白,是一种内源性血管生成抑制因子,对多种肿瘤的生长具有很强的抑制作用.近期有研究显示,VAS可以促进神经内分泌肿瘤的恶化,提醒研究人员在开发该抗肿瘤药物时必须非常谨慎.将VAS cDNA插入腺相关病毒-2表达质粒pAAV-2,采用无辅助病毒参与的三质粒共转染法制备rAAV-VAS病毒.体外分别转染小鼠胰内皮细胞MS1和结肠癌细胞HCT-116,MTT法测定对细胞生长的影响,Western blotting方法检测VAS的表述.采用小鼠皮下移植瘤模型,验证VAS的表达对肿瘤生长、新生血管密度、以及细胞增殖的作用.结果证明构建的rAAV-VAS病毒载体,能抑制小鼠胰内皮细胞的生长,转染HCT-116后能有效表达VAS蛋白,但HCT-116的体外生长不受影响.瘤体注射rAAV-VAS后,HCT-116移植瘤在小鼠体内的生长速度明显减缓,肿瘤新生血管密度明显降低.结果显示,rAAV-VAS可以抑制HCT-116移植瘤的新生血管形成,但对其细胞增殖无明显作用.     

二十二碳六烯酸改变脂筏脂肪环境调节白细胞介素2受体信号通路

多不饱和脂肪酸(PUFAs)是免疫营养物质, 可以调节机体的免疫反应, 因此, 在临床上PUFAs常被用做免疫抑制剂治疗各种炎性疾病, 但其分子机制尚不清楚. 我们通过蔗糖密度梯度超速离心法分离细胞膜重要的功能性微区域—脂筏, 研究二十二碳六烯酸 (DHA, 22:6 n-3) 对其脂肪酸组成和磷脂构成的影响, 以及对IL-2受体信号通路的作用. 结果表明, DHA使脂筏中部分IL-2Rα, IL-2Rβ和IL-2Rγ_c蛋白移位到可溶膜组分中; DHA抑制了Jak1, Jak3, 磷酸酪氨酸蛋白表达水平; 脂筏的STAT5a和STAT5b蛋白移位到可溶膜组分, 磷酸化STAT5的表达受到抑制. DHA使脂筏中多不饱和脂肪酸组分增加, 尤其是增加了n-3 PUFAs的含量, 改变了细胞脂筏的脂肪环境. 脂筏中饱和脂肪酸豆蔻酸、棕榈酸水平显著升高, 而硬脂酸、油酸、顺式油酸水平显著降低; 磷脂酰胆碱、鞘磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇分子中脂肪酰取代基团在DHA处理之后都有不同程度的改变. 由此可见, DHA处理改变了脂筏的脂肪环境, 影响了IL-2受体信号传 导通路蛋白在膜亚区域的分布, 为了解其免疫调节作用的影响提供了部分依据.     

天然免疫分子乳铁蛋白抑制鼻咽癌的发生发展

鼻咽癌是一种多基因遗传性肿瘤,其发病与遗传因素和环境因素密切相关,基因与环境因素间存在复杂的交互作用. 本课题组通过全基因组杂合性丢失扫描及比较基因组杂交,发现鼻咽癌中3号染色体短臂存在高频缺失,通过鼻咽癌家系连锁分析,发现染色体3p21区域为鼻咽癌易感基因区,随后通过表型克隆策略在该染色体区域分离鉴定了鼻咽癌候选易感/抑瘤基因LTF. LTF基因编码的乳铁蛋白是一种广泛分布于哺乳动物乳汁、鼻咽分泌物、泪液等分泌液中的天然免疫分子,在正常鼻咽部高表达而在鼻咽癌组织中表达显著下调,且与鼻咽癌的临床进展及侵袭转移密切相关. 病例-对照关联分析发现LTF基因中2个单核苷酸多态位点与鼻咽癌发病风险密切相关,且多态性改变可影响LTF基因的表达水平. 我们发现乳铁蛋白能与EB病毒在人B细胞表面的受体CD21结合,阻断EB病毒入侵宿主B细胞,并抑制EB病毒由B细胞向鼻咽上皮细胞的传递,在鼻咽上皮的癌变过程中起保护作用. 我们还发现LTF能通过MAPK和AKT等通路抑制鼻咽癌细胞的增殖和侵袭转移. 这些结果表明乳汁中的天然成份乳铁蛋白在鼻咽癌等EB病毒相关疾病的防治中具有重要的应用前景.     

NaCl胁迫对5个引自北美的树种叶肉细胞超微结构的影响

为明确美国白蜡(Fraxinus americana L.)、茶条槭(Aceginnala Maxim.)、红桤木(Alnus rubra Bong.)、水紫树(Nyssa aquatica L.)和美国皂荚(Gleditsia triacanthos L.)5个引自北美的树种的耐盐性,采用水培方法、利用透射电镜技术对0(对照)、4和8 g·L-1 NaCl胁迫处理后5个树种1年生苗叶肉细胞超微结构的变化进行了观察和比较.观察结果表明:正常条件(0g·L-1NaCl)下,5个树种叶肉细胞在叶绿体形态、嗜锇颗粒数量等方面略有差异,但均未发生质壁分离现象.经NaCl胁迫处理后,5个树种叶肉细胞中的叶绿体和细胞核受到不同程度的损伤,表现为叶绿体膜消失,类囊体片层结构肿胀,叶绿体降解,嗜锇颗粒增大或增多,细胞核的核膜消失、核染色质凝聚;且随NaCl质量浓度的提高,损伤程度均逐渐加剧.4和8g·L-1NaC1胁迫条件下,美国皂荚、茶条槭和水紫树的叶肉细胞发生质壁分离现象,而红桤木、美国白蜡和水紫树的叶肉细胞内出现环状片层.根据观察结果,推测红桤木和美国白蜡对NaCl胁迫的耐性较强,美国皂荚和茶条槭也有一定的耐性,而水紫树的耐性最弱.