脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

对荚壳伯克氏菌PG1(Burkholderia glumae PG1)基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆,构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体,实现其在防御假单胞菌Pf-5(Pseudomonas protegens Pf-5)中的异源表达,并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15A-cm-lipAB;再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1-km-lipAB和pBBR1-km-Papra-lipAB,将这两个表达载体分别电转至Pf-5中,通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子,以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活,并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB(GenBank accession number:AJK49931. 1 and AJK49932. 1);成功构建了重组工程菌Pf-5/pBBR1-km-lipAB和Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB,并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性;以LB培养基培养至24 h时,启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2. 1倍;在LB培养基摇瓶发酵至66 h时,Pf-5/pBBR1-km-lipAB的脂肪酶酶活最高且为13. 51 U/mL,而Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB的酶活为46. 85 U/mL,是Pf-5/pBBR1-km-lipAB的3. 47倍。初步实现基因lipA在Pf-5中的表达,发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高,为将来实现规模化生产奠定了技术基础。     

Con A、α-Galcer与LPS/D-Gal N诱导免疫性肝损伤小鼠NKT细胞功能改变的比较研究

目的：通过比较三种免疫性肝损伤模型小鼠NKT细胞功能改变情况,寻找一种在病理生理机制上更接近临床特点的免疫性肝损伤动物模型。方法：40只小鼠随机分为空白对照组、Con A模型组、α-Galcer模型组、LPS/D-Gal N模型组,每组10只。Con A模型组尾静脉注射ConA溶液（18 mg/kg）,α-Galcer模型组腹腔注射α-Galcer溶液（40 μg/kg）,LPS/D-Gal N模型组腹腔注射LPS溶液（10 μg/kg）和D-Gal N溶液（700 mg/kg）。造模完成后8 h,检测小鼠血清转氨酶ALT、AST水平,计算肝指数,采用HE染色法观察肝组织病理改变情况,流式细胞仪分析肝组织NKT细胞含量,Western blot法检测肝组织中TNF-α、IFN-γ、IL-6蛋白表达情况。结果：与空白对照组比较,各模型组小鼠血清ALT、AST水平均显著升高（P<0.01）,肝指数增加（P<0.01或P<0.05）,肝组织病理损伤明显,NKT细胞含量显著增加（P<0.01或P<0.05）,TNF-α、IFN-γ、IL-6表达均明显上调（P<0.01）;各模型组之间比较,α-Galcer模型组血清ALT、AST含量显著低于Con A组（P<0.05）,病理损伤也相对较轻,LPS/D-Gal N模型组NKT细胞含量明显低于其余两组（P<0.05）。结论：Con A、α-Galcer和LPS/D-Gal N诱导的免疫性肝损伤模型小鼠NKT细胞明显激活,介导炎症紊乱;其中,以Con A诱导的动物模型肝脏病理损伤及免疫紊乱最为明显,更符合疾病临床特点,可作为免疫性肝损伤的首选模型。     

基于地形梯度特征的福州市景观格局演变

地形是土地景观格局变化的重要因素.为揭示不同地形梯度下景观格局的时空特征和变化规律,以1995、2005和2015年3期福州市遥感影像和数字高程模型(DEM)数据为基础,运用地形位指数、土地利用分布指数、地学信息图谱分析和景观指数等方法,探讨景观格局的地形梯度效应以及形成原因.结果表明: 研究期间,研究区林地主要位于中低、中高和高等级地形位,农地、水体、建设用地和未利用土地主要集中位于低等级地形位.1995—2015年,福州市林地、农地和未利用土地面积减少,建设用地和水体面积增加.景观类型变化以稳定型为主,主要分布于中低、中高及高等级地形梯度区域;景观格局在地形梯度上变化差异明显,低地形位区域景观类型主要转向建设用地,而在中低及中高地形位区域,主要发生农地与林地的交替转变.研究区景观格局破碎化、景观异质性和景观多样性等属性逐年上升,随着地形梯度升高而降低.     

H2S对大鼠心肌肥大与miRNA-133a和Ca2+/CaN/NFATc4信号通路的影响

目的：研究硫化氢（H₂S）对心肌细胞肥大的负性调控作用与miRNA-133a介导Ca²⁺/CaN/NFATc4信号通路的关系。方法：异丙肾上腺素（ISO）诱导体外培养的大鼠心肌细胞肥大模型;Leica图像分析软件测量心肌细胞表面积;qRT-PCR检测脑钠尿肽（BNP）、β-肌球蛋白重链（β-MHC）、H₂S合酶（CSE）、miRNA-133a和钙调神经磷酸酶（CaN） mRNA表达;Western blot检测CaN、活化T细胞核因子c4（NFATc4）蛋白表达;Elisa方法检测心肌细胞H₂S含量;激光共聚焦显微镜检测心肌细胞钙离子浓度;细胞免疫荧光检测NFATc4核转位变化。结果：①心肌细胞肥大时,CSE/H₂S水平、miRNA-133a mRNA表达均显著下降。应用NaHS预处理,能上调心肌细胞CSE/H₂S水平,增加H₂S含量和miRNA-133a mRNA表达,并明显抑制心肌细胞肥大。②心肌细胞肥大时,细胞内钙离子浓度明显增加,CaN表达和NFATc4胞核蛋白表达增加,NFATc4核转位明显增强;应用NaHS预处理能明显抑制ISO诱导的上述效应。③应用antagomir-133a能逆转H₂S抑制心肌细胞肥大的作用,使心肌细胞内钙离子浓度、CaN表达和NFATc4胞核蛋白表达增加,NFATc4核转位增强。结论：H₂S通过负性调控作用抑制心肌细胞肥大,该作用可能与H₂S上调miRNA-133a的表达,抑制其下游的Ca²⁺/CaN/NFATc4信号通路的激活有关。     

氧化应激对磷酸三钙磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解的影响及其机制

目的：探讨氧化应激对磷酸三钙（TCP）磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解的影响及其作用机制。方法：36只雄性ICR小鼠随机分为3组（n=12）：假手术（Sham）组、TCP磨损颗粒（TCP）组和N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）组。将TCP磨损颗粒30 mg包埋于小鼠颅骨顶部构建假体周围骨溶解模型,于术后第2天颅顶骨膜局部注射NAC（1.0 mg/kg）,隔日1次,持续2周后处死动物采血、取颅骨。抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色观察小鼠颅骨假体周围骨溶解情况;ELISA和化学比色法检测血清中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）和总抗氧化能力（T-AOC）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性;Western blot检测假体周围骨组织中内质网应激标志蛋白葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）、磷酸化PERK（p-PERK）、真核细胞翻译起始因子2α（eIF2α）和磷酸化eIF2α（p-eIF2α）的表达。结果：与Sham组比较,TCP组小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平及假体周围骨溶解面积显著增加（P<0.05）,T-AOC含量和SOD活性明显降低（P<0.05）,GRP78蛋白质表达、p-PERK/PERK和p-eIF2α/eIF2α值显著升高。与TCP组比较,NAC组小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平及骨溶解面积明显减少（P<0.05）,血清T-AOC含量和SOD活性明显增加（P<0.05）,GRP78蛋白质表达、p-PERK/PERK和p-eIF2α/eIF2α值明显降低。结论：抑制氧化应激可阻止TCP磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解,其机制可能与PERK/eIF2α通路的失活有关。     

壳聚糖纳米颗粒包裹猪白细胞介素2和融合白细胞介素4/6基因对猪圆环病毒2型疫苗免疫的强化

目的探讨猪Sus scrofa domesticus白细胞介素2(IL-2)和融合白细胞介素4/6(IL-4/6)基因的共表达对仔猪免疫应答的影响,为进一步研制新型免疫调节剂来加强仔猪抵御断奶后多系统衰竭综合征奠定基础。方法将猪IL-2和IL-4/6融合基因的共表达重组质粒,用壳聚糖材料包裹制成纳米颗粒,记作VRIL-4/6-2-CS。将仔猪分为2组,分别肌肉注射VRIL-4/6-2-CS(实验组)和生理盐水(对照组),2组均同时接种猪圆环病毒2型(PCV-2)疫苗,在接种后的第0、7、14、28天采集血样并分析免疫变化。结果实验组仔猪血清中的IgG2a抗体数量和血液中CD4~+、CD8+~T淋巴细胞数量均显著高于对照组(P0.05);同时,实验组仔猪的IL-2、IL-4、IL-6、TNF-α、TLRs(TLR-2,7)、STATs(STAT-1,2,3)基因表达水平也显著高于对照组(P0.05)。尽管2组之间PCV-2特异性抗体的含量差异无统计学意义,但是实验组仔猪的生长速率显著高于对照组(P0.05)。结论 VRIL-4/6-2-CS能促进仔猪对PCV-2疫苗的免疫应答,是一种安全有效的免疫佐剂。     

柴河林区小型啮齿动物群落格局变化

为阐明柴河林区小型啮齿动物群落结构与格局的形成原因,掌握林区啮齿动物群落动态及发展趋势。于2012至2015年在柴河林区的新房子、大青沟和二道河子地区,对针阔混交林、阔叶林、草甸、沿河林和农田5种生境类型,采用铗日法对小型啮齿动物进行了调查。结果表明,棕背?（Clethrionomys rufocanus）和大林姬鼠（Apodemus peninsulae）为柴河林区小型啮齿动物的优势物种,针阔混交林为棕背?最适生境,阔叶林为大林姬鼠最适生境;黑线姬鼠（A. agrarius）和大仓鼠（Cricetulus triton）为农田优势物种,东方田鼠（Microtus fortis）仅在草甸中发现。随生境垂直分布区海拔高度的降低,总捕获率逐渐减低,其中棕背?的种群变化起主要作用;大林姬鼠的捕获率逐渐增加,其对农业经济的干扰适应性更强;褐家鼠（Rattus norvegicus）的分布规律受居民点分布比例影响;红背?（Clethrionomys rutilus）主要分布于海拔相对较高的针阔混交林。通过与孙儒泳等20世纪60年代在此地区的研究结果的比较,最后认为近几十年原始森林的破坏,伴生的次生林和人工林,致柴河林区的针阔混交林向阔叶林的过渡失去先前的典型特征。并发现小型啮齿动物的群落格局变化,虽呈现出自然条件的垂直变化和农业活动影响的规律,但同时存在生境变化的适应性改变,也表现出各地区的区域生境特征对取样点微生境啮齿动物分布的巨大影响。     

利用SpyTag/SpyCatcher构建胞内自组装多酶复合体实现高效生物合成

SpyTagr和SpyCatche可通过自发反应形成共价键,产生稳定的分子自组装体。酶分子自组装体因具有高效有序的催化特性在合成生物学和纳米技术领域具有重要的应用价值。为探索SpyTag/SpyCatcher在大肠杆菌胞内多酶复合体系形成有序自组装分子能力,将SpyTagr和SpyCatche分别与P450BM3m单加氧酶和葡萄糖脱氢酶GDH进行融合表达,以期产生具有辅酶再生循环系统、高效生物合成靛蓝分子的SpyTag/SpyCatcher双酶自组装复合体。首先,通过电泳及质谱对重组工程菌表达蛋白进行分析,证实SpyCatcher-P450BM3m与SpyTag-GDH在胞内成功形成了自组装多酶复合体;然后,系统分析不同培养条件下组装体合成靛蓝的能力。结果发现,经0.5mmol/L IPTG诱导后,菌体在16℃继续培养18h后,工程菌对吲哚(2mmol/L)与葡萄糖(4mmol/L)的全细胞催化能力最强,靛蓝产量最高达258mg/L,是未组装多酶系统的1.9倍,比P450BM3m单酶表达系统高约2.4倍;反应70min后达到反应平衡,转化率为52%。成功实现了SpyTag/SpyCatcher介导的多酶体系在大肠杆菌细胞中的自组装和高效转化体系,为胞内多酶复合物组装体的设计提供了新思路。     

应用CRISPR/Cas9技术构建YOD1基因敲除小鼠

目的:应用CRISPR/Cas9技术构建去泛素化酶YOD1基因敲除小鼠。方法:针对YOD1基因设计单链向导RNA(sg RNA)识别序列,构建sg RNA质粒,与Cas9质粒体外转录、纯化后注射入受精卵,通过PCR和测序验证得到F0代阳性小鼠。配繁两代后,取同窝对照的野生型(WT)和敲除(KO)小鼠的主要组织器官研磨,使用免疫印迹(WB)技术检测各组织YOD1蛋白的表达,确证YOD1敲除小鼠模型是否成功建立。统计YOD1杂合子(HET)自交存活后代各基因型比例,分析是否有胚胎致死表型。解剖小鼠分析主要组织器官的表型,进一步利用H.E.染色分析KO小鼠是否存在自发的病理改变。通过血糖耐受实验(GTT)分析KO小鼠的血糖调控能力。结果:基因组测序和WB检测结果显示KO小鼠中YOD1被明显敲除,YOD1敲除小鼠模型成功建立。YOD1杂合子自交后代各基因型比例符合孟德尔定律,提示KO小鼠非胚胎致死。YOD1敲除小鼠肝脏显著小于WT小鼠。GTT结果表明敲除YOD1不影响小鼠的血糖稳态。结论:应用CRISPR/Cas9技术成功构建YOD1基因敲除小鼠。KO小鼠正常出生,无任何胚胎发育缺陷。与WT小鼠相比,KO小鼠肝脏显著减小,但无显著的自发病理变化,KO小鼠血糖控制亦无显著差异。