基于生物信息学分析KCNQ1OT1在胃癌中的作用

长非编码RNA KCNQ1OT1在多种肿瘤中高表达,但是在胃癌中的研究较少并且研究结果不一致,其在胃癌中具体的作用机制也缺乏相关研究。通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)公共数据库分析发现:KCNQ1OT1在胃癌中普遍高表达,且高表达KCNQ1OT1的胃癌病人预后不良,它与胃癌多种临床因素密切相关,尤其是与TP53的突变有明显的相关性,而且其表达与免疫细胞浸润明显相关;KCNQ1OT1在胃癌肿瘤细胞系中普遍高表达,敲低后可抑制胃癌肿瘤细胞的增殖能力,共表达网络分析发现,其表达与肿瘤代谢有密切的相关性;谷氨酰胺酶1(glutaminase 1, GLS1)在胃癌中普遍高表达,与预后不良密切相关,KCNQ1OT1与GLS1的表达具有明显的相关性,敲低KCNQ1OT1的表达可抑制GLS1 mRNA的表达,而过表达GLS1可以部分逆转敲低KCNQ1OT1造成的胃癌细胞增殖能力的下降,因此推测KCNQ1OT1可能通过GLS1调控胃癌肿瘤细胞的生长。本研究通过大数据及实验验证了KCNQ1OT1在胃癌中的表达及功能,提示KCNQ1OT1有可能通过调控谷氨酰胺代谢来促进了胃癌的发生发展,这为分子靶向治疗胃癌的临床研究提供了新的靶点和思路。     

厚壳贻贝鸟氨酸-尿素循环中的关键代谢物及基因分析

鸟氨酸-尿素循环(OUC)是生物新陈代谢过程中的重要循环过程,但在贝类中尚缺乏相关研究。为此,以厚壳贻贝为研究对象,分别采用氨基酸分析仪和荧光定量PCR研究了其外套膜和后闭壳肌组织中的鸟氨酸-尿素循环途径的主要代谢物和关键基因的含量及其表达量;进一步测试了在精氨酸注射条件下,各主要代谢物和关键基因的含量及表达量变化,以及¹³C标记尿素注射贻贝后,其贝壳中δ¹³C比值(¹³C/¹²C)变化。结果表明,厚壳贻贝外套膜和后闭壳肌均含有较高浓度的尿素;精氨酸注射导致其两种组织中尿素浓度显著上升(P<0.01),以及瓜氨酸浓度显著下降(P<0.01),但鸟氨酸浓度维持相对稳定的水平。精氨酸注射显著上调了两种组织中的脲酶基因的表达量(P<0.01),但其他基因表达量的变化在两种组织中存在差异,显示出鸟氨酸-尿素循环途径在其两种组织中具有复杂而不同的调控过程。¹³C标记尿素注射贻贝显著上调了贝壳中δ¹³C的比值(P <0.01),表明尿素分子可能参与了贻贝贝壳的生物矿化过程。上述研究为深入了解贻贝鸟氨酸-尿素途径与生物矿化之间的关联,以及探讨贻贝对海水酸化耐受性的内在分子机制奠定了基础。     

猪环状RNA IGF1R促进脂肪细胞分化

环状RNA(circular RNA, circRNA)作为竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)在细胞分化调控中发挥着重要作用。本研究旨在对猪环状RNA IGF1R(circular RNA insulin-like growth factor 1 receptor, circIGF1R)进行鉴定及分析,探明其表达规律,构建猪circIGF1R相关的ceRNA调控网络,并探究其异位表达对小鼠间充质干细胞(C3H10T1/2)成脂分化的调控作用。通过正反向引物PCR、Sanger测序、RNase R酶消化检测和qRT-PCR验证circIGF1R是胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor, IGF1R)第二外显子形成的circRNA,它在猪各组织中均有表达,且其表达量在脂肪组织中随日龄增加呈上升趋势;使用miRDB、TargetScan和miRWalk在线软件预测circIGF1R靶基因,运用RNAhybrid软件进行结合位点预测,使用DAVID生物信息功能分析软件对候选靶基因进行GO和KEGG富集分析,运用Cytoscape软件构建ceRNA网络,基于基因表达相关性和预测的靶标关系,绘制了GO和KEGG富集分析及构建了ceRNA网络;双荧光素酶报告基因分析证明circIGF1R及FABP4可与ssc (Sus scrofa chromosome) -miR-133a-5p结合;成功构建circIGF1R过表达载体,在间充质干细胞C3H10T1/2中异位表达,过表达circIGF1R后关键成脂调控因子CEBPα、CEBPβ、FABP4和PPARγ极显著升高(P＜0.01),脂滴数量显著增加。本研究结果证明,circIGF1R在猪脂肪组织中存在,并且可能通过ceRNA机制正调控C3H10T1/2细胞成脂分化,为进一步研究circIGF1R调控猪前体肌内脂肪细胞成脂分化奠定理论基础。     

PM2.5通过激活NLRP3/Caspse-1通路诱导大鼠子宫炎症反应

颗粒物(PM)对呼吸系统、心血管系统、神经系统和免疫系统均有损害,但目前关于吸入颗粒物对生殖损伤的研究较少。本研究旨在探讨细颗粒物(PM_2.5)短期暴露对大鼠子宫炎症损伤及其作用机制。PM_2.5暴露30 d后,高剂量组大鼠的子宫脏器系数、内膜上皮细胞厚度和腺上皮高度均明显高于对照组(P<0.05),抑制剂MCC950则能明显降低PM_2.5对子宫的影响。子宫组织免疫荧光双染色结果显示,PM_2.5暴露组子宫内CD45白细胞和CD11b巨噬细胞均明显增加(P<0.05)。Elisa法检测子宫组织和血清中白介素1β(IL-1β)和转化生长因子-β1(TGF-β1),暴露组子宫组织和血清中IL-1β和TGF-β1含量明显升高(P<0.05)。Western印迹法检测结果显示,PM_2.5上调核苷酸结合低聚体结构域样受体3 (NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白质(ASC)、pro-IL-1β、pro-Caspase-1和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)的蛋白质表达量(P<0.05)。与高剂量组相比,NLRP3抑制剂MCC950能明显降低NLRP3/Caspase-1通路中关键蛋白质表达水平(P<0.05)。综上,PM_2.5通过激活NLRP3/ Caspase-1信号,诱导大鼠子宫炎症反应,为PM_2.5生殖毒性预防和治疗提供理论基础。     

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1功能与其抑制剂的作用及耐药机制

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase-1,PARP1)是细胞中重要的修饰酶,其最广为人知的作用是通过自身PAR修饰,募集以XRCC1为首的多种DNA损伤修复效应蛋白质,参与DNA单、双链损伤修复。PARP1还能通过促进复制叉停滞与核小体解聚,为DNA损伤修复提供有利条件,维持基因组稳定性。近年来,除DNA损伤修复方面的作用,还发现PARP1能影响细胞凋亡、自噬与炎症通路,与神经退行性疾病的发生发展密切相关。而PARP抑制剂(PARP inhibitor,PARPi)是一种靶向PARP1,与细胞同源重组(homologous recombination,HR)缺陷表型共同作用,产生合成致死效应的抗肿瘤药物。该药物可捕获PARP1并抑制其活性,一方面直接干扰PARP1参与的DNA损伤修复通路,另一方面也抑制了PARP1介导的DNA损伤修复通路选择和复制叉停滞,使细胞基因组不稳定。然而,在临床治疗中常发现肿瘤细胞对PARPi不敏感。肿瘤细胞对PARPi耐药与自身基因突变高度相关,这些基因分别作用于细胞HR修复途径、PARP1循环途径、复制叉稳定性和药物主动外排等方面,在耐药肿瘤患者中确定具体的突变位点,将为临床治疗提供帮助。本文旨在对PARP1的功能作一综述,并重点介绍PARPi的作用机制和与肿瘤耐药相关的突变基因及其耐药机制,以期加深对细胞中PARP1介导的DNA损伤修复通路的认识,并为将来的临床治疗提供新思路。     

不同程度精索静脉曲张对不育男性精浆生化标志物及精子DNA完整性的影响

摘要 目的：探讨不同程度精索静脉曲张（varicocele,VC）对不育男性精浆生化标志物及精子DNA完整性的影响。方法：选取2017年8月至2020年9月至我院生殖医学中心男性专科门诊就诊并进行精浆生化及精子DNA完整性检查的不育患者138例,按照有无VC分为VC不育组62例,非VC不育组76例,选取同期就诊无VC的正常生育者60例作为本研究的对照组,根据精索静脉曲张程度将VC不育组患者分为VCⅠ度组、VCⅡ度组、VCⅢ度组。比较VC不育组、非VC不育组与正常生育组精浆生化标志物及精子DNA碎片率（DNA fragmentation index,DFI）,分析比较VC不育各亚组间精浆生化标志物及精子DFI变化情况。结果：精浆生化标志物分析：VC不育组精浆α-葡萄糖苷酶较非VC不育组及正常生育组明显减低（P＜0.05）,且VC不育各亚组间精浆α-葡萄糖苷酶水平依次减低,三组间两两比较有显著性差异（P＜0.05）;精浆锌、柠檬酸、果糖在VC不育组、非VC不育组与正常生育组比较无统计学差异（P＞0.05）,在VC不育各亚组间比较均无显著性差异（P＞0.05）;精子DFI分析：VC不育组精子DFI较正常生育组升高（P＜0.05）,非VC不育组精子DFI较正常生育组升高（P＜0.05）,VC不育组精子DFI较非VC不育组比较未见明显差异（P＞0.05）;VC不育各亚组间精子DFI逐渐升高,三组间两两比较精有显著性差异（P＜0.05）。结论：VC的发生与进展程度与精子DFI及精浆α-葡萄糖苷酶水平异常具有相关性,其二者可作为评价VC的有效指标,并为VC的分度提供一定的依据。     

滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶基因的表达及酶学性质

【目的】对滇金丝猴粪便微生物来源的β-半乳糖苷酶进行异源表达和纯化,并研究其酶学性质。【方法】从滇金丝猴粪便微生物的宏基因组中克隆出一个β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,对该基因进行异源表达和酶学性质分析。构建含有T7强启动子的pEASY-E2-galRBM20_1质粒,转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行酶学性质研究。【结果】滇金丝猴粪便来源的β-半乳糖苷酶(galRBM20_1)最适pH为5.0,在pH 4–7之间能保留70%及其以上的活性。最适温度为45°C,在37°C和45°C下耐受1 h,酶活不变。特别的是,该酶具有良好的Na Cl稳定性,经1–5 mol/L的Na Cl作用1 h后,相对酶活均能超过初始酶活:当NaCl的作用浓度为4 mol/L时,β-半乳糖苷酶相对酶活最高(146%);当NaCl的作用浓度为5mol/L时,β-半乳糖苷酶的相对酶活仍达到135%。【结论】本研究从滇金丝猴粪便微生物的宏基因库中克隆得到β-半乳糖苷酶基因galRBM20_1,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)表达,首次从动物胃肠道宏基因组中获得具有耐盐和转糖基产Galactooligosaccharides(GOS)性能的β-半乳糖苷酶。该酶具有良好的耐盐性,和较广的pH作用范围,使其在食品、生物技术领域和环保方面的发展具有良好的应用价值。     

高通量测序分析实验性脑脊髓炎肠道微生物变化及与IL-17、IFN-γ相关性

【目的】通过建立实验性脑脊髓膜炎(EAE)小鼠模型,观察小鼠肠道菌群在不同发病时间点的变化和炎症因子IL-17、IFN-γ的表达情况,探讨肠道菌群的变化在EAE发病中的免疫调节作用。【方法】将48只C57BL/6小鼠按照随机数字表法分为正常对照组、EAE模型组各24只。EAE组采用MOG35-55与完全弗氏佐剂的混合物制备模型,进行神经功能评分,记录体重变化。分别取免疫后7、14、21、30 d的小鼠粪便,对样本DNA的16S rDNA V3/V4区基因测序。ELASE法检测IL-17、IFN-γ的表达。【结果】EAE组小鼠血液中IL-17、IFN-γ的表达从第7天开始逐渐升高,21 d时达到高峰。14 d时,EAE组与正常对照组相比,物种丰度有显著性差异(P0.05)的菌种有:Alistipes、布牢特氏菌属、毛螺菌科_NK4A136_group等。30dEAE组与正常对照组相比,物种丰度有显著性差异(P0.05)的菌种有:Allobaculum、真细菌属、螺杆菌等。通过LefSe分析,在7、14、21 d中分别主要作用的微生物菌种逐渐减少,在21d时最少。Odoribacter在21d时起了主要作用。【结论】与正常对照组相比,14、21、30dEAE小鼠肠道菌种的丰度均发生了变化,产生了肠道菌群的紊乱;其中普雷沃氏菌属_NK3B31_group的丰度均较正常对照组降低,与IFN-γ呈负相关(r=–0.537,P0.01)。普雷沃氏菌属_NK3B31_group可能是导致MS脱髓鞘发生的关键菌属。EAE组各个时间点相比起主要作用的肠道菌群种类减少,多样性降低。其中,Odoribacter是在21 d高峰期起主要作用的菌种,但其作用机制需要深入研究。EAE组中炎症因子IL-17、IFN-γ表达的升高,促进了MOG35-55诱发的炎症反应。     

茄科作物青枯菌NADH脱氢酶F亚基在细胞运动和致病性中的功能研究

[目的]劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）在茄科作物上引起严重的细菌性青枯病,本研究旨在发掘青枯劳尔氏菌与致病相关的基因。[方法]利用Tn5转座子构建随机插入突变体,分析生物膜形成、细胞运动和致病性;对有表型变化的突变体,运用TAIL-PCR方法鉴定Tn5插入位点,确定所突变的基因。[结果]以模式菌株GMI000为出发菌,总共获得了400个突变体,其中2个突变体不能形成生物膜,在软琼脂平板上的运动能力下降;接种感病番茄植物,这2个突变体都不能引起萎焉症状。TAIL-PCR结果显示,2个突变体的Tn5插入位点都在NADH脱氢酶F亚基（nuoF）中,距离翻译起始位点分别为103-bp和225-bp。ripAY基因启动子推动的nuoF基因互补载体,完全恢复了2个突变体的表型。[结论]NADH脱氢酶复合物是微生物呼吸电子传递链中的第一步催化酶。我们的结果表明,NADH脱氢酶复合物对R.solanacearum生物膜形成、细胞运动和致病性也有重要作用。     

蜡状芽孢杆菌S458-1对水产养殖系统中水质调节的作用

【目的】水产养殖过程中蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)作为益生菌被广泛应用。本研究旨在深入了解分离于养殖水体中的一株蜡状芽孢杆菌S458-1对养殖水体以及养殖对象的影响,以期为菌株S458-1在水产养殖生产上的应用提供理论依据。【方法】根据控制变量法,各试验组鲫鱼养殖模式设置相同温度、盐度、溶氧和pH,利用分光光度法测定水体的水化学指标;利用试剂盒法测定鲫鱼的血清生理生化指标。【结果】添加菌株S458-1处理组(终浓度分别为10~6、10~7、10~8CFU/mL)与对照组(未加S458-1菌)相比:水体活性磷浓度显著性增加(P0.05);同时具有把NH_4~+-N和NO_2~–-N转化为NO_3~–-N的趋势,但无显著性差异(P0.05);养殖鲫鱼血清检测结果显示谷草转氨酶(GOT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及丙二醛(MDA)含量均显著降低(P0.05)。【结论】蜡状芽孢杆菌S458-1具有脱氮解磷、调节水质的作用,并可增强养殖对象的生理健康状态,可作为益生菌应用于水产养殖中,具有较高的应用价值。