细胞焦亡法破碎微生物细胞在合成生物学与代谢工程的应用

【背景】细胞焦亡是一种细胞程序性死亡。在古菌和细菌中,gasdermin同源蛋白（GSDM）能够被特定的活化caspase （protease）酶切,从而激活类似于细胞焦亡的效应,产生细胞破碎效果。【目的】合成生物学、代谢工程和生物制造等应用过程中,细胞破碎是不可或缺的一步。利用细胞焦亡法破碎细胞取代传统的破碎方法,可以简化操作、提高生产效益。【方法】在大肠杆菌（Escherichia coli） BW25113中共表达protease和不同来源的GSDM,选择有明显细胞焦亡效应即来源Runella sp.的GSDM进行蛋白截短改造,使其在诱导表达蛋白截短体GSDMJD后能直接激活细胞焦亡效应。对GSDMJD进行过表达优化,获得可控大肠杆菌细胞焦亡菌株。进一步以重组表达蔗糖磷酸化酶为研究模型,验证本系统应用于细胞破碎释放蛋白的效果。【结果】实现了大肠杆菌中细胞焦亡的人为可控。焦亡菌株在诱导表达焦亡相关蛋白2 h后大肠杆菌细胞破碎死亡,内容物释放。将上述系统和超声法应用于制备蔗糖磷酸化酶粗酶液,细胞焦亡法制备的粗酶液的相对酶活显著高于超声法制备的粗酶液。在制备粗酶液的菌液OD₆₀₀值为2.0时,细胞焦亡法制备的粗酶液相对酶活最高并且相较于超声法制备粗酶液,提高了60%的相对酶活。【结论】细胞焦亡提供了一种更加简单快捷、绿色环保的微生物细胞破碎方式,为合成生物学与代谢工程的发展奠定了基础。     

CD64指数、sCD14、sCD163与胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的关系研究

摘要 目的：探讨CD64指数、可溶性白细胞分化抗原14（sCD14）、可溶性白细胞分化抗原163（sCD163）与胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的关系。方法：选择2020年1月至2023年1月南通市肿瘤医院收治的行胸腔镜肺癌根治术治疗的非小细胞肺癌（NSCLC）患者共415例。根据术后是否并发重症肺部感染将患者分为感染组（21例）和未感染组（394例）。检测外周血CD64指数和血清sCD14、sCD163水平。多因素Logistic回归分析影响胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的因素。受试者工作特征（ROC）曲线分析CD64指数、sCD14、sCD163预测胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的价值。结果：感染组外周血CD64指数、血清sCD14、sCD163水平高于未感染组（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析显示高CD64指数、sCD14、sCD163、降钙素原（PCT）是胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的危险因素（P＜0.05）,高呼气峰值流量（PEF）是保护因素（P＜0.05）。CD64指数、sCD14、sCD163、PCT预测胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的曲线下面积为0.834、0.815、0.842、0.784,联合预测曲线下面积为0.928,高于单独预测。结论：血清CD64指数、sCD14、sCD163、PCT水平升高是胸腔镜肺癌根治术后并发重症肺部感染的危险因素。联合CD64指数、sCD14、sCD163、PCT可较好地预测术后重症肺部感染的风险。     

天麦消渴片通过miRNA改善糖尿病大鼠血糖的机制

目的探讨天麦消渴片对糖尿病大鼠体重、血糖、血脂和胰岛素等相关代谢指标的影响,并且利用miRNA表达谱芯片和实时定量RT-PCR探讨天麦消渴片降血糖的机制。方法 SD大鼠通过高脂饮食/注射STZ法构建糖尿病大鼠模型。将SD大鼠分为小剂量天麦消渴片组[8只,给予50 mg/(kg·d)的天麦消渴片粉末悬浊液]、大剂量天麦消渴片组[8只,给予100 mg/(kg·d)的天麦消渴片粉末悬浊液]、糖尿病模型组(8只,给予等体积生理盐水)和正常对照组(8只,给予等体积生理盐水),均连续灌胃8周。每2周测定SD大鼠空腹血糖(FBG)和体重。7周末进行口服糖耐量实验(OGTT),测空腹和葡萄糖负荷后血糖。8周末测定大鼠空腹血糖、血清胰岛素和血脂水平,观察天麦消渴片对糖尿病大鼠血糖和血脂的改善作用。取大鼠胰腺组织进行miRNA表达谱芯片实验,并运用实时定量RT-PCR验证芯片结果,以期探讨天麦消渴片对糖尿病大鼠降血糖的机制。结果干预后,大剂量天麦消渴片组大鼠较糖尿病模型组空腹血糖和OGTT曲线下面积(AUC)显著下降。干预8周后,大剂量天麦消渴片组空腹血清胰岛素(FINS)和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)较糖尿病模型组显著降低(P0.01)。干预8周后,大剂量天麦消渴片组血总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)较糖尿病模型组显著降低(P0.05)。大剂量天麦消渴片组胰腺较糖尿病模型组有18个miRNA上调,3个miRNA下调。结论天麦消渴片不仅能有效降低糖尿病大鼠FBG,改善胰岛素敏感性,还能调节脂代谢。天麦消渴片可能是通过上调胰腺miR-375和miR-30d水平,刺激胰岛β细胞增殖,抑制胰岛α细胞增殖,增加胰岛素基因表达;上调胰腺let-7b、let-7e、miR-142-5p和miR-375,抑制细胞因子及受体相互作用通路和MAPK通路的功能,从而改善糖尿病大鼠血糖和胰岛素抵抗状态。     

提高大肠杆菌通过MVA途径合成异戊二烯

异戊二烯是橡胶合成的重要前体物质。为了提高菌株的异戊二烯产量,本实验室在研究中构建了一株异戊二烯产气的菌株BW-01,基于蛋白质预算理论的指导,理性设计通过改变质粒拷贝数、增加稀有密码子等合成生物学手段调控关键限速酶编码基因表达,从而提高大肠杆菌外源MVA代谢途径的异戊二烯产量。摇瓶发酵实验中我们构建的新产气菌株BW-07比原有的产气菌株BW-01的产量提高了73%,达到了761.1 mg/L。为后续菌株改造及进行发酵罐实验奠定了基础。     

3种拟青霉生物学特性的分析研究

通过分析研究3种拟青霉在PDA培养基上的最佳生长曲线、最大产孢量、最佳生长适温和最佳生长pH值等生物学特性,发现3种拟青霉均可在中、低温环境下生长,且在较短时间内成熟产孢。这为春秋两季林间的害虫生物防治奠定了侵染基础,同时分析研究3种拟青霉不同的生境条件,也为林间混菌持续控制害虫和菌种发酵生产提供了参考指导。     

长江故道湿地植被的数量分类与排序

采用双向指示种分析法（TWINSPAN）和除趋势对应分析法（DCA）对长江故道湿地植被做分类和排序研究。TWINSPAN分类将湿地植被234个样方分为28个群丛,论述了各群丛的群落学特征。DCA排序结果反映了植物群落类型与环境梯度之间的关系,表明影响群丛分布格局的主导生态因子为生境的水分条件。TWINSPAN数量分类在DCA排序图中有较为明确的分布范围和界限,两者的结合使用,能很好地反映群落与环境因子间的生态关系。     

秦岭佛坪国家级自然保护区亚高山草甸30种草本植物的光合生理特征

秦岭是我国陆地生物多样性保护关键区域之一,其亚高山草甸植被对环境变化具有良好的指示作用。为了探索草甸植物对高山环境的适应策略,对陕西佛坪秦岭亚高山草甸30种草本植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和胞间CO2浓度特征进行分析。结果表明:30种草木植物的光合生理特征表现各异。净光合速率最大者为细茎橐吾(18.75μmol.m-2.s-1),最小者为轮叶马先蒿(0.73μmol.m-2.s-1);气孔导度最大者为卵叶银莲花(2.99 mol.m-2.s-1),最小者为湖北大戟(0.04 mol.m-2.s-1);蒸腾速率最大者为东方草莓(6.14 mmol.m-2.s-1),最小者为紫苞鸢尾(0.44 mmol.m-2.s-1)。Pearson相关分析表明净光合速率与气孔导度、蒸腾速率之间表现出极显著的正相关(p<0.01)。对各物种的光合特征进行聚类分析,结果将30个物种划分为4个组群,各物种间光合特征的差异反映了不同物种在生态系统中的相对重要性。     

猪卵母细胞玻璃化冷冻的研究进展

配子冷冻保存技术在动物繁殖育种中具有重要的意义,但猪卵母细胞的冷冻保存目前还很困难,主要表现为冻后继续发育能力低。这与影响卵母细胞玻璃化冷冻效果因素众多有关,如脂滴的存在使猪卵母细胞对冷冻非常敏感。冷冻保护剂的使用同时也产生了毒性作用。针对猪卵母细胞冷冻保存的特点,研究人员已研究出了一些新的方法来提高冷冻效果,如细胞骨架稳定剂的使用减少了冷冻对猪卵母细胞造成的损伤,通过改进冷冻载体提高了冷冻速率,从而提高了冷冻效果。     

放线菌蛋白质组学研究进展

蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,蛋白质组学旨在阐明生物体全部或部分蛋白质在生命活动中的作用和功能。随着组学理论基础和技术方法的逐渐成熟,蛋白质组学的研究被提高到了前所未有的高度。放线菌与人类的生产和生活关系极为紧密,是产生抗生素和酶制剂的主要来源。近130多年的放线菌系统学研究和2001年模式菌株的全基因组测序,为功能基因组研究奠定了基础。与先前的基因组学和转录组学相比,放线菌蛋白质组学能更直接、更准确地解释生命现象,得到了快速发展,并受到研究者的高度关注。近年来放线菌蛋白质组学的研究主要包括复杂形态分化和发育过程、非凡的环境适应能力、与植物共生固氮、代谢机理及特殊功能、病原放线菌致病性和筛查天然产物等几个方向,为进一步促进放线菌蛋白质组学发展奠定了基础。     

老年颈内动脉系统急性脑梗死动脉溶栓的疗效观察

目的:探讨老年颈内动脉系统急性脑梗死动脉溶栓的疗效。方法:对我院老年科收治的63例老年颈内动脉系统急性脑梗死随机分为股动脉组以及颈动脉组,其中股动脉组患者30例,对其采用经皮股动脉穿刺微导管介入尿激酶溶栓治疗,颈动脉组患者33例,对其采用经皮患侧颈动脉穿刺尿激酶溶栓治疗。结果:对两组患者治疗前、术后2h以及术后30d采用NIHSS评分比较,两组患者NIHSS评分在术后2h及术后30d均较术前有明显改善(P<0.05);对两组患者治疗相关情况比较,股动脉组患者术后2h血管再通率明显高于颈动脉组(P<0.05),两组颅内出血率未显示出统计学差异性;对两组患者术后30d牛津残障OHS评分、BI指数比较,股动脉组患者明显优于颈动脉组(P<0.05)。结论:对老年急性脑梗死患者采用经皮股动脉穿刺微导管介入或采用经皮患侧颈动脉穿刺尿激酶溶栓治疗,均可有效改善患者预后,提高患者的临床疗效,两组相比较,股动脉组更能显示出优良的治疗率。