热激转录因子在植物抗非生物胁迫中的功能研究进展

植物在遭受环境胁迫时会产生一系列应激反应,而热激转录因子可通过介导热激蛋白或其他热诱导基因的转录和表达,来参与调控植物抵抗逆境胁迫过程和其他生命活动。主要介绍了植物热激转录因子的基本蛋白结构域,阐述了3类热激转录因子在抗极端温度（高温、低温）胁迫、干旱胁迫、高盐胁迫、活性氧胁迫中的功能与作用机制,并探讨和展望了植物热激转录因子在植物育种和提高植物抗逆性的研究中的发展与应用前景,以期为深入研究热激转录因子在调控植物抵抗逆境胁迫中的生物学功能与机制提供理论参考。     

靶向于TNF-α和RANKL的人源化抗体对DBA/1小鼠单关节炎的保护作用

目的制备同时拮抗肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)和核因子κB受体活化因子配体(re-ceptor activator of NF-κB ligand,RANKL)的人源化单克隆抗体(h8G12),通过单关节炎小鼠模型,评估h8G12在抑制TNF-α引起的炎症反应和拮抗RANKL引起的骨破坏中的保护作用。方法培养稳定表达h8G12的CHO细胞株,观察细胞生长状态,用间接ELISA检测细胞培养上清中h8G12的表达水平。纯化的h8G12经SDS-PAGE、West-ern blot分析及鉴定,用间接ELISA观察其亲和力。通过向DBA/1小鼠膝关节腔注射人TNF-α重组蛋白和人RANKL重组蛋白,建立单关节炎小鼠模型。用组织学评估观察不同给药方案[阴性对照组、阳性对照组、阿达木单抗(adalimumab,ADA)组和h8G12组]对小鼠单关节炎引起的炎症浸润、软骨侵蚀、膝关节腔内破骨细胞分化的保护作用。结果 CHO细胞株培养96 h时细胞生长状态良好,可稳定分泌h8G12;纯化的h8G12纯度可达90%,Western blot可见特异性条带,且可与rh TNF-α和rh RANKL结合。在单关节炎小鼠模型中,苏木精-伊红染色显示,h8G12组关节腔、周围软组织及骨髓腔内炎性细胞浸润明显少于阳性对照组,炎症评分降低了50%,治疗效果与ADA相似。甲苯胺蓝染色显示,h8G12组病理评分出现显著下降,h8G12治疗后小鼠关节结构相对完好,关节软骨厚度接近正常水平。抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示,h8G12组关节腔内破骨细胞明显减少。结论 h8G12可有效抑制TNF-α引起的炎症反应和拮抗RANKL引起的骨破坏,为类风湿关节炎的治疗提供了新方法。     

木瓜三萜对吲哚美辛致胃黏膜损伤小鼠胃酸分泌及胃黏膜屏障的影响

观察木瓜三萜对吲哚美辛致胃黏膜损伤小鼠胃酸分泌及胃黏膜屏障的影响,在此基础上探讨其可能的机制。实验时,将小鼠随机分为正常组、模型组、木瓜三萜(50、100mg/kg)和奥美拉唑(20mg/kg)组。将给药组灌胃给予相应的药物,正常组和模型组灌胃给予0.5%羧甲基纤维素钠溶液,给药6小时后,除正常组外,灌胃给予20mg/kg的吲哚美辛,每天一次,连续7天。末次给药次日,小鼠用水合氯醛麻醉后,固定,剪开腹腔,进行胃黏膜血流量的测定,然后取胃检测胃液量、胃液酸度和胃结合黏液量;检测胃黏膜中表皮生长因子基因(EGF)和三叶因子1基因(TFF1)的mRNA和蛋白表达。研究发现:吲哚美辛致胃黏膜损伤模型组小鼠胃液分泌量,胃液酸度、胃黏膜血流量、胃结合黏液量及胃黏膜组织中EGF和TFF1的mRNA和蛋白表达明显降低,与正常组比较均具有统计学差异(P<0.01);用木瓜三萜预处理后,上述异常的变化均得到了有效逆转,与模型组比较具有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。实验结果表明木瓜三萜(50、100mg/kg)对吲哚美辛致小鼠胃黏膜损伤具有较好的保护作用,通过上调EGF和TFF1的表达水平,增加胃液分泌量、胃液酸度、胃黏膜血流量、胃结合黏液量,恢复胃黏膜防御屏障的功能可能是其治疗吲哚美辛致胃黏膜损伤的机制之一。     

HO-1在U2OS细胞DOX耐药中的作用及分子机制研究

目的:探讨血红素氧合酶-1(HO-1)在骨肉瘤U2OS细胞多柔比星(DOX)耐药中的作用及相关分子机制。方法:体外培养U2OS细胞,建立U2OS-DOX耐药株,分为U2OS-WT组和U2OS-DOX组。采用siRNA HO-1转染U2OS-DOX细胞,CCK-8法检测细胞活性;RT-PCR法检测缺氧诱导因子1(HIF-1α)及HO-1的mRNA表达;WB法检测HIF-1α及HO-1的蛋白表达水平;流式细胞仪检测罗丹明Rh123在细胞内的蓄积。结果:DOX可降低U2OS细胞活性并随剂量的增加愈加明显,这种诱导作用可以被抗氧化剂(NAC)所逆转(P<0.01)。U2OS-DOX组HIF-1α及HO-1的mRNA和蛋白表达以及P糖蛋白(P-gp)表达水平均显著增加(P<0.05)。转染可恢复U2OS-DOX细胞对DOX化疗敏感性并增加其对Rh123的蓄积(P<0.001)。结论:HO-1可能通过抗氧化应激、增加化疗药物的蓄积等机制发挥U2OS细胞对DOX的耐药性。     

丁酸钠至少部分通过NF-Y 依赖的TXNIP 表达诱导人肺癌细胞A549死亡

组蛋白去乙酰化酶（HDACs）抑制剂丁酸钠调节细胞分化、增殖和抑制肿瘤发生。硫氧还蛋白相互作用蛋白( thioredoxin-interacting protein,TXNIP)通过负性调控硫氧还蛋白的活性,调控细胞内的氧化还原平衡,抑制细胞生长。本研究证明,丁酸钠可通过激活依赖于转录因子NF-Y的TXNIP 表达,诱导人非小细胞肺癌细胞A549死亡。MTT法显示,5 mmol/L丁酸钠处理A549 细胞72 h可显著诱导其死亡;流式细胞分析发现,其中大部分细胞以凋亡形式死亡。表达芯片分析表明,在丁酸钠处理的A549 细胞中,TXNIP 的mRNA 水平显著提高30～50倍;实时定量PCR、免疫细胞化学和蛋白质印迹结果进一步证明,丁酸钠可显著上调TXNIP 表达。荧光素酶报告基因分析证明,与对照细胞比较,丁酸钠刺激的细胞内报告酶活性可提高约10 倍,提示丁酸钠可激活TXNIP 启动子的转录活性。TXNIP 启动子删除突变分析显示,删除NF-Y 结合的DNA 序列显著降低丁酸钠对TXNIP 启动子的激活能力, 表明NF-Y转录因子参与丁酸钠介导的TXNIP基因转录激活。为分析TXNIP 在A549 细胞中的定位和部分功能,在A549细胞 中过表达GFP TXNIP 融合蛋白及其截短突变体融合蛋白;结果显示,野生型和保留N 端1-281aa的截短突变体定位在细胞核,而删除N 端1-200aa 时,其定位在细胞核和细胞质,提示N 端1 200aa 可调节该蛋白质的定位。然而,丁酸钠刺激未发现表达的GFP TXNIP在细胞内定位改变。以上结果表明,丁酸钠可通过激活转录因子NF YC 依赖的TXNIP激活,诱导A549 细胞死亡,但不能改变TXNIP蛋白在细胞内的定位。上述结果还提示,TXNIP 的N 端1-200aa 可能在调节TXNIP 的细胞定位中发挥作用。是否丁酸钠刺激TXNIP表达导致的细胞死亡系通过改变细胞氧化压力,以及TXNIP在细胞中定位的详尽调节机制尚待进一步研究证明。     

鸟氨酸脱羧酶抗酶抑制因子-1高表达抑制黑素瘤细胞在小鼠体内的生长

鸟氨酸脱羧酶抗酶抑制因子-1(ornithine decarboxylase antienzyme inhibitor-1,OAZI-1)是细胞内调节多胺代谢的重要蛋白质因子。已有研究发现,OAZI-1高表达的黑素瘤细胞在体外能更有效地被抗原提呈细胞识别和吞噬,提示OAZI-1在肿瘤免疫治疗中具有潜在的应用价值。为进一步分析OAZI-1高表达对黑素瘤细胞在小鼠体内生长的影响,高表达OAZI-1的黑素瘤细胞(B16/OAZI-1)被接种到实验小鼠体内,结果发现,接种瘤出现先成瘤随后逐渐消退的现象,至第24 d时,接种瘤的平均体积为36±25 mm3~,而对照细胞接种瘤的平均体积为326±309 mm~3。为探索上述现象的机制,随后分析了B16/OAZI-1在小鼠体内诱导的抗肿瘤免疫效应,结果发现:1)B16/OAZI-1接种显著增加了小鼠脾脏细胞对B16-F1瘤细胞的杀伤活性;2)源于B16-F1的细胞抗原能更有效地促进B16/OAZI-1接种小鼠脾脏细胞的增殖;3)B16/OAZI-1接种小鼠的脾脏细胞具有更强的分泌IFN-γ的能力;4)当在预接种B16/OAZI-1 30 d后的小鼠体内再次接种B16-F1活细胞时,新接种瘤细胞的生长受到显著抑制,小鼠的存活率增加。上述研究结果提示,高表达OAZI-1的黑素瘤细胞在实验动物体内的生长受到显著抑制,其机制可能与OAZI-1能促进肿瘤抗原提呈和诱导抗肿瘤免疫效应相关。     

塔里木河中游胡杨胸径生长量与气候因子和NDVI 的关系研究

以塔里木河中游胡杨胸径生长量为研究对象, 运用地学统计软件的趋势分析和相关分析分析了胡杨胸径生长量与气象因子和NDVI 的关系。结果表明: 采集的样木胸径大小主要集中在5-25 cm, 占总数的86.35%, 胡杨在2001-2006 年、2006-2011 年这两个时期胡杨胸径生长率分别为6.02%、7.08%; 固定样木的胡杨胸径生长量的增长表现为: 2001-2006 年较2006-2011 年差, 小直径>中直径>大直径, 高密度林>中密度林>低密度林>疏林; 胡杨胸径生长量与温度呈强正相关, 与降水量呈弱负相关; 胡杨胸径生长量与年均NDVI 的Pearson 相关系数为0.542, 且平均NDVI 变化百分比有增长趋势, 表明2001-2011 年间研究区胡杨林长势总体趋于良好方向发展。     

纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及与环境因子相关性研究

目的利用EFM技术对纳帕海湿地不同季节7个水样样品中的浮游病毒丰度开展了调查,并对影响浮游病毒丰度的环境因子进行了相关性分析。方法元素检测,叶绿素a检测,荧光显微镜检测浮游细菌及浮游病毒的丰度。结果从生态分布上来看旱季和雨季浮游病毒丰度的平均值分别为3.63×10~6/mL和3.71×10~7/mL,浮游病毒丰度季节性变化不显著。从对影响浮游病毒丰度的环境因子相关性分析来看,旱季浮游病毒与Chl-a具有弱负相关性(r=0.49,P0.05);而雨季浮游病毒丰度与Chl-a具有显著正相关性(r=0.37,P0.05),表明雨季纳帕海湿地浮游病毒丰度受Chl-a含量的影响较大。旱季浮游病毒丰度与温度显著负相关,虽然在雨季浮游病毒丰度与温度也呈负相关,但并不显著;在雨季,水体pH变化较明显,而浮游病毒丰度与水体pH呈显著负相关,表明湿地的来水主要在雨季,而离子组成变化大。虽然在雨季和旱季,从多点采样的平均值来看浮游病毒丰度并无明显差异,但从一些局部的采样点来看,雨季的浮游病毒丰度显著高于旱季,说明在纳帕海区域浮游病毒的分布并不平均,因采样点环境的不同会产生明显的区别。结论对纳帕海高原湿地浮游病毒生态分布的调查,是对该地域生态学研究的补充,使得这一独特地理环境的微生物研究更加系统化。     

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。     

转录调节因子σ~(38)介导铜绿假单胞菌绿脓菌素合成代谢调控

【目的】为了进一步鉴定铜绿假单胞菌转录调控因子σ~(38)对2个拷贝吩嗪合成基因簇(phz A1-G1和phz A2-G2)的具体调控方式并推定介导绿脓菌素合成代谢的可能调控机制。【方法】根据铜绿假单胞菌基因组信息,利用同源重组原理构建rpo S基因缺失突变株Δrpo S以及克隆全长rpo S基因作互补分析;再以单一吩嗪基因簇缺失突变株Δphz1和Δphz2为出发菌株,分别构建rpo S缺失突变株Δrpo Sphz1和rpo S插入突变株Δrpo Sphz2,测定并比较野生株及相关突变株的绿脓菌素合成量,初步推定σ~(38)因子对2个不同吩嗪基因簇表达的调控方式。【结果】在GA培养基中,突变株Δrpo S的绿脓菌素合成量比野生株显著增加;互补分析证实,σ~(38)可使突变株Δrpo S的绿脓菌素降低并接近野生株PAO1水平;与对照株Δphz1相比,突变株Δrpo Sphz1的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失而显著减少;而与对照株Δphz2相比,突变株Δrpo Sphz2的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失显著增加。【结论】转录调控因子σ~(38)对铜绿假单胞菌绿脓菌素的合成代谢的确具一定的负调控作用;结合已报道的研究结果,初步推定:σ~(38)因子通过负调控吩嗪基因簇phz1,正调控吩嗪基因簇phz2的表达实现对绿脓菌素合成代谢的调控。