新疆维、哈两民族粪样中韦荣球菌属和梭菌属水平与2型糖尿病的相关性研究

目的探讨目标差异肠道菌群与新疆维吾尔族、哈萨克族2型糖尿病(T2DM)的相关性。方法采用16S r DNA实时荧光定量PCR对新疆维吾尔族、哈萨克族正常糖耐量及2型糖尿病患者粪样中韦荣球菌属和梭菌属水平进行检测。两组间均数比较采用t检验,运用Pearson分析方法对差异肠道菌群与新疆维、哈两民族正常糖耐量及2型糖尿病人群的体检及生化指标进行相关性分析。结果 (1)16S r DNA实时定量PCR结果显示,韦荣球菌属及梭菌属水平在哈萨克族2型糖尿病组粪样中显著高于该民族正常糖耐量组(P=0.035,P=0.028)。(2)新疆维吾尔族、哈萨克族正常糖耐量人群和2型糖尿病人群粪样中韦荣球菌属水平与体重及体重指数(BMI)显著正相关(r=0.469,P=0.009;r=0.623,P=0.002),与高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著负相关(r=-0.466,P=0.025);梭菌属水平与体重、空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)水平显著正相关(r=0.375,P=0.049;r=0.398,P=0.033;r=0.375,P=0.041)。结论肠道中Veillonella spp和C.coccoides subgroup水平的变化可能与新疆哈萨克族、维吾尔族2型糖尿病的发病有关,需进一步深入探讨。     

工程菌种自动化高通量编辑与筛选研究进展

合成生物学(synthetic biology)与经典生物学研究的革命性区别之一是合成生物学能将生物实验的对象、方法、技术和流程高度标准化和模块化,创建出自动化与高通量的合成生物铸造模式。该模式通过复杂生物过程与自动化设施的结合,颠覆过往劳动密集型的研究范式,获得更高的技术迭代能力,极大促进了合成生物学的发展和产业化应用。值此天津工业生物技术研究所创立10周年之际,本文回顾了研究所在工业菌种自动化高通量编辑与筛选领域的系列重要工作进展,对基因克隆(gene cloning)、基因组编辑(genome editing)、编辑序列设计(editing sequence design)等生物技术的自动化实现,以及流式细胞、液滴微流控、全基因组规模扰动测序等高通量筛选技术进行了分析讨论,并展望了本领域未来的发展方向。望借此为创建具有自主知识产权的优秀菌种及其产业应用提供智能化、自动化和全链条覆盖的整体支撑能力。     

组胺H3受体激活剂高通量筛选细胞模型的研究

摘 要 目的 建立基于报告基因的组胺H3受体（H3R）激活剂的高通量筛选模型,用此模型对收集到的中草药化合物组分进行筛选,以发现新的组胺H3R激活剂。 方法 将H3R基因质粒（H3R/pCDNA3.1-hygro）与报告基因质粒（3XCRE-LUC）按3：1的比例共转染入HEK293细胞,建立了稳定的H3R配体的报告基因筛选细胞株。激活剂与细胞表面H3R结合后,激活相应的信号通路,调节Forskolin刺激后的报告基因的表达,通过测定荧光素酶报告基因表达水平的变化,评估激活剂影响H3受体的生物活性。 结果 通过对筛选条件,如激活剂孵育时间、Forskolin终浓度、化合物溶剂的选择、溶剂DMSO终浓度等的优化,建立了可靠的筛选方法,并对多种中草药萃取物进行了筛选,找到了两种对H3R有活性的中药组分。结论 建立的细胞模型可以有效的应用于以组胺H3受体为靶点的高通量药物筛选。     

检测牛冠状病毒抗体间接ELISA方法的建立与应用

[背景]牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)是引起新生犊牛死亡的主要病原之一,有效的检测手段是防治该病的前提。目前BCoV ELISA检测方法存在敏感性低、不稳定等缺陷。[目的]对原有BCoV ELISA方法进行改进,建立间接ELISA检测方法。[方法]应用我国BCoV流行毒株CD株n基因为模板,预测N蛋白抗原表位,通过原核表达制备可溶性的重组N蛋白作为抗原,建立间接ELISA方法,应用该方法对黑龙江省2010-2017年的BCoV感染进行血清流行病学调查。[结果]该ELISA方法最佳工作条件为:用50 mmol/LpH 9.6碳酸盐作为包被液,抗原包被浓度2.5μg/mL;用PBST作为样本稀释液,稀释浓度1:50,37℃孵育1.5 h;HRP-羊抗牛IgG稀释浓度1:7 500,37℃孵育1.0 h;用1%明胶37℃封闭30 min。阴阳性临界值为0.225。该方法与BRV、BRSV、BVDV、IBRV、BPIV3和E.coli阳性血清均无交叉反应。批内和批间变异系数均小于10%,与病毒中和试验的符合率高达93.5%。对黑龙江省部分地区共603份奶牛血清样品检测结果显示,BCoV抗体阳性率为98.84%。[结论]建立的ELISA方法特异性强、敏感性高、稳定性好,为进一步研发ELISA试剂盒提供了技术基础。     

16S/18S/ITS扩增子高通量测序引物的生物信息学评估和改进

【背景】在过去的十几年里,基于核糖体RNA基因的扩增子测序技术被广泛用于各种生态系统中微生物群落的多样性检测。扩增子测序的使用极大地促进了土壤、水体、空气等环境中微生物生态的相关研究。【目的】随着高通量测序技术的不断发展和参考数据库的不断更新,针对不同的环境样本的引物选择和改进仍然需要更深入的校验。【方法】本文收集了目前在微生物群落研究中被广泛采用的标记基因扩增通用引物,包括16S rRNA基因扩增常用的8对通用引物和2对古菌引物、9对真菌转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因扩增引物,以及18S rRNA基因扩增的4对真核微生物通用引物和1对真菌特异性引物。这些引物中包括了地球微生物组计划(Earth Microbiome Project,EMP)推荐的2对16S rRNA基因扩增引物、1对ITS1基因扩增引物和1对18S rRNA基因扩增引物。采用最近更新的标准数据库对这些引物进行了覆盖度和特异性评价。【结果】EMP推荐的引物依然具有较高的覆盖度,而其他引物在覆盖度及对特定环境或类群的特异性上也各有特点。此外,最近有研究对这些通用引物进行了一些改进,而我们也发现,一个碱基的变化都可能会导致评价结果或扩增产物发生明显变化,简并碱基的引入既可以覆盖更多的物种,但同时也会在一定程度上降低关注物种的特异性。【结论】研究结果为微生态研究中标记基因的引物选择提供了一个广泛的指导,但在关注具体科学问题时,引物的选择仍需数据指导与实验尝试。     

Lenvatinib for effectively treating antiangiogenic drug-resistant nasopharyngeal carcinoma

Nasopharyngeal carcinoma (NPC) clinical trials show that antiangiogenic drugs (AADs) fail to achieve the expected efficacy, and combining AAD with chemoradiotherapy does not show superiority over chemoradiotherapy alone. Accumulating evidence suggests the intrinsic AAD resistance in NPC patients with poorly understood molecular mechanisms. Here, we describe NPC-specific FGF-2 expression-triggered, VEGF-independent angiogenesis as a mechanism of AAD resistance. Angiogenic factors screening between AAD-sensitive cancer type and AAD-resistant NPC showed high FGF-2 expression in NPC in both xenograft models and clinical samples. Mechanistically, the FGF-2-FGFR1-MYC axis drove endothelial cell survival and proliferation as an alternative to VEGF-VEGFR2-MYC signaling. Genetic knockdown of FGF-2 in NPC tumor cells reduced tumor angiogenesis, enhanced AAD sensitivity, and reduced pulmonary metastasis. Moreover, lenvatinib, an FDA recently approved multi-kinase inhibitor targeting both VEGFR2 and FGFR1, effectively inhibits the tumor vasculature, and exhibited robust anti-tumor effects in NPC-bearing nude mice and humanized mice compared with an agent equivalent to bevacizumab. These findings provide mechanistic insights on FGF-2 signaling in the modulation of VEGF pathway activation in the NPC microenvironment and propose an effective NPC-targeted therapy by using a clinically available drug.Subject terms: Tumour angiogenesis, Head and neck cancer, Targeted therapies     

基于生态水文调节服务的石家庄雨涝灾害供需匹配分析与街区规划干预

在雨涝灾害威胁日益凸显的背景下,基于生态系统水文调节服务供需匹配分析的规划防涝优先干预区识别,为高效降低城市雨涝风险、利用规划措施防涝提供了新的研究思路与科学支撑。运用数据叠置、水文模拟及公式计算法,将城市原生雨涝供给能力与雨涝需求水平统一至同一评估体系中。结合降雨量、下垫面类型,运用径流曲线模型对街区地表径流调节率进行计算,生成供给能力评估结果;以GIS水文模拟结果计算得出的危险性、暴露性和脆弱性指数生成需求水平评估结果。根据石家庄中心四区3a一遇、50a一遇情景供需匹配结果,划定城市街区尺度的规划干预等级,并分类提出相应规划策略。研究结果表明:石家庄市中心四区低供给高需求街区在3a一遇降雨情景下以点状聚集分布;50a一遇降雨情景下,在京广铁路线沿线呈现纵向聚集形态。同时,在两种降雨情景下,规划干预高等级街区均集中出现于桥西区苑东街道、彭后街道、东华街道,长安区长丰街道、建北街道,裕华区裕翔街道、建华南街道。根据规划干预等级、供需相对关系及供需失衡原因,分别提出3a一遇、50a一遇降雨情景下的九类规划干预策略,为城市雨涝灾害的规划应对提供优化思路。     

自然科学课程思政的教学探索——以微生物学为例

课程思政是近年来在我国高校广泛推广的一种新的教学理念,其核心思想是将高校思想政治教育融入到各类课程教学之中。高校课程可以分为思想政治课程、通识教育课程、哲学社会科学课程、自然科学课程,其中自然科学课程与思政教育关系最为松散,思政元素的融入也最为困难。本文从微生物学融入课程思政的教学实践出发,分析高校自然科学类课程实施课程思政的必要性及难点,探索思政资源的挖掘路径,通过调查研究评估课程思政的教学效果,以及对课程思政的实践进行教学反思。此外,对专业课教师关于课程思政的观点分歧也做了初步探讨。本文旨在为微生物学相关课程实施课程思政提供理论支撑、实证数据以及教学经验,并可为其他自然科学类课程参鉴。     

The C-type lectin receptor Clec1A plays an important role in the development of experimental autoimmune encephalomyelitis by enhancing antigen presenting ability of dendritic cells and inducing inflammatory cytokine IL-17

Clec1A, a member of C-type lectin receptor family, has a carbohydrate recognition domain in its extracellular region, but no known signaling motif in the cytoplasmic domain. Clec1a is highly expressed in endothelial cells and weakly in dendritic cells. Although this molecule was reported to play an important role in the host defense against Aspergillus fumigatus by recognizing 1,8-dihydroxynaphthalene-melanin on the fungal surface, the roles of this molecule in un-infected animals remain to be elucidated. In this study, we found that Clec1a^−/− mice develop milder symptoms upon induction of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), an animal model for multiple sclerosis. The maximum disease score was significantly lower, and demyelination and inflammation of the spinal cord were much milder in Clec1a^−/− mice compared to wild-type mice. No abnormality was detected in the immune cell composition in the draining lymph nodes and spleen on day 10 and 16 after EAE induction. Recall memory T cell proliferation after restimulation with myelin oligodendrocyte glycoprotein peptide (MOG_35–55) in vitro was decreased in Clec1a^−/− mice, and antigen presenting ability of Clec1a^−/− dendritic cells was impaired. Interestingly, RNA-Seq and RT-qPCR analyses clearly showed that the expression of inflammatory cytokines including Il17a, Il6 and Il1b was greatly decreased in Clec1a^−/− mice after induction of EAE, suggesting that this reduced cytokine production is responsible for the amelioration of EAE in Clec1a^−/− mice. These observations suggest a novel function of Clec1A in the immune system.