β-1,6葡聚糖酶前体编码基因Ss4p对甘蔗黑穗病菌分泌蛋白组的影响

甘蔗(Saccharum spp.)是世界也是中国主要的糖料作物.由甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是中国甘蔗生产上最主要的病害,每年造成重大损失.分泌蛋白在真菌侵染寄主植物与获取营养及病理过程起重要作用.本实验室在分析甘蔗黑穗病菌基因组与转录组数据时,发现1个与真菌细胞壁降解有关的β-1,6葡聚糖酶前体的基因Ssa4p.为了揭示Ssa4p对甘蔗黑穗病菌致病性和分泌蛋白组的影响,本研究利用CRISPR/Cas9和T-DNA双元载体所构建的甘蔗黑穗菌基因敲除系统,成功获得了Ssa4p基因的失活突变株.ΔSsa4p突变株(Δ35-Ssa4p)与野生型菌株JG36的配合能力降低且致病性减弱.用iTRAQ方法对Δ35-Ssa4p和野生型菌株的分泌蛋白组进行比较分析,共鉴定到蛋白质1430个,其中上调差异表达蛋白质685个,下调差异表达蛋白质745个.GO功能富集分析及KEGG分析表明,差异蛋白主要定位于无膜细胞器和核糖体,其功能包括参与核糖体、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程.本研究发现β-1,6葡聚糖前体影响植物病原真菌的分泌蛋白,加深了对真菌致病性调控机制的认识.     

应用GeneXpert MTB/RIF对肺外结核的快速检测及评估

目的评估GeneXpert MTB/RIF检测肺外结核分枝杆菌的准确性,并与传统方法进行比较。方法选取2016年6月至2017年6月在本院就诊的144例疑似肺外结核病患者,对所有标本分别进行金胺“O”荧光染色镜检、液体培养及药敏试验、固体培养及比例法体外药敏试验和Xpert法检测。结果收集的144例疑似肺外结核标本中,确诊108例,以胸水、淋巴结活检和脓液感染较多,另36例阴性患者中,10例为非结核分枝杆菌感染。Xpert试验的敏感性为28.73%,特异性为96.00%,其阳性预测值和阴性预测值均高于其他3种检测方法。在阳性检出率方面,Xpert试验高于涂片镜检(χ~2=17.39,P0.05)、低于液体培养(χ~2=8.64,P0.05),而与固体培养之间差异无统计学意义(χ~2=2.56,P0.05)。固体培养、液体培养和Xpert试验3种方法对结核分枝杆菌利福平耐药率检测差异无统计学意义(P0.05),耐药率分别为8.33%、9.68%和11.11%,且Xpert试验方法检测出2株耐多药结核分枝杆菌,平均耗时2.5 h。结论 GeneXpert MTB/RIF可以作为一种筛选及快速检测工具应用于肺外结核的诊断,同时可作为检测MDR-TB的一种指标。     

丁酸梭菌抑制Cdk2表达经Wnt/βcatenin 信号通路调控结直肠癌细胞迁移

目的研究丁酸梭菌(Clostridium butyricum,C. butyricum)与细胞周期蛋白激酶2(Cdk2)对结直肠癌细胞迁移的作用,探讨其作用机制。方法以结直肠癌细胞DLD1作为研究载体,运用蛋白印迹法(Western blot)、MTT、定量聚合酶链反应(qPCR)、Transwell和划痕实验等研究C. butyricum和Cdk2对结直肠癌形成的影响。结果Western blot和qPCR结果显示,癌组织Cdk2阳性表达率明显高于癌旁组织(t=8.271,P<0.01)。qPCR结果表明C. butyricum在结直肠癌患者粪便中的丰度明显低于正常人群(t=6.903,P<0.05)。MTT、Transwell和划痕实验表明,C. butyricum培养上清作用的结直肠癌细胞生长速度明显低于对照组(MTT:96 h t=4.356,P<0.05; 120 h t=6.025,P<0.05。Transwell:C. butyricum t=3.794,P<0.05; Cdk2 knockdown t=5.086,P<0.01;丁酸梭菌+Cdk2 knockdown t=4.815,P<0.01。划痕:24 h t=4.356,P<0.01; 48 h t=6.025,P<0.01),且C. butyricum通过Cdk2抑制了结直肠癌细胞增殖与迁移能力。Western blot结果显示C. butyricum抑制Cdk2的表达,且与Cdk2协同作用调控Wnt/βcatenin信号通路。结论C. butyricum通过抑制Cdk2经Wnt/βcatenin信号通路调控结直肠癌细胞的增殖和迁移。     

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的本科教学实验体系的创建与实践

CRISPR/Cas9是新兴的基因编辑技术,在生命科学研究中发挥着重要的作用。将它引入本科生的实验教学,使本科生了解这项前沿科研技术很有意义。我们创建了一个基于CRISPR/ Cas9技术的本科教学实验体系。该实验体系侧重CRISPR/Cas9技术在哺乳动物细胞中的应用,选用一株基因组上被插入mCherry基因的小鼠胚胎成纤维细胞为实验材料,命名为STO-82。首先设计靶向mCherry的sgRNA,构建CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒。经测序验证无误后,转染到STO-82细胞。采用流式细胞仪分析检测mCherry阴性和阳性两群细胞,分选出阴性单细胞并扩大培养。最后用测序检验单克隆细胞中靶标DNA序列的编辑情况。结果显示,靶位点有插入或缺失突变,说明体系创建成功。该实验体系将sgRNA设计、CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒的构建、细胞转染、单细胞分选、单克隆细胞培养、测序序列分析等内容融合为一个综合实验,用于高年级本科生的实验教学。根据实际情况,将教学实践内容分解分块教学,也可以做完整性项目教学。本教学实践采用10人左右的小班分块教学,2人一组,经过3个班（共13组）的实践,绝大部分学生都能完成实验,得到预期结果。通过这个实验,学生加深了对CRISPR/Cas9技术的原理和实验流程的理解,锻炼了实验操作能力和严谨的科研思维,也使学生对该技术的医疗应用风险有了一些认识。     

受体相互作用蛋白质激酶3通过上调整合素β3促进骨关节炎相关病变

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是最常见的慢性致残性关节疾患,目前尚无针对病因的有效治疗手段。程序性坏死在多种疾病中扮演关键角色,受体相互作用蛋白质激酶3（receptor-interacting protein kinase 3, RIP3）是程序性坏死进程的关键调控因子。有研究显示,RIP3在人与鼠骨关节炎退变软骨组织中表达水平显著上调,提示程序性坏死的发生,但RIP3在软骨中的具体病生理角色仍不明确。本研究拟对过表达RIP3前后的软骨细胞转录物组进行测序分析,探索RIP3在骨关节炎进程中发挥作用的具体机制。RNA测序结果显示,RIP3的过表达诱发软骨细胞中244个基因表达上调,277个表达下调。通过进一步构建基因间共表达作用网络,筛选出16个候选靶基因在mRNA水平进行验证,证实RIP3对磷脂酰肌醇3激酶调节亚单位5（phosphoinositide-3-kinase, regulatory subunit 5,Pik3r5）、整合素β3（integrin subunit beta 3,Itgb3）及成髓细胞瘤转录因子第2亚型（MYB proto-oncogene like 2,Mybl2）的表达上调作用最为显著。CCK-8以及乳酸脱氢酶活性检测结果表明,利用siRNA沉默Itgb3的表达可显著抑制RIP3诱发的软骨细胞活力下降及程序性坏死,同时也抑制了RIP3对软骨细胞中分解代谢相关基因Mmp1、Mmp13与Il6的表达上调作用,以及其对合成代谢相关基因Acan、Col2a1与Sox9的下调作用。本研究证实,RIP3通过上调软骨细胞中Itgb3的表达诱发软骨细胞坏死与软骨基质代谢紊乱,并最终导致软骨退变,为骨关节炎的临床治疗提供了新靶点,同时进一步明确了程序性坏死的病理生理学意义。     

半乳糖凝集素‑3对骨关节炎成骨细胞矿化的作用研究

炎症反应以炎症因子为代表,是骨关节炎（osteoarthritis,OA）中软骨下骨发生病变的重要机制。炎症因子半乳糖凝集素?3（galectin?3,Gal?3）会引起软骨下骨OA样变,但机制尚不清楚。利用因膝关节OA行全膝关节置换患者的胫骨平台标本,培养成骨细胞。分别在正常氧和缺氧条件下用Gal?3处理成骨细胞后,检测骨钙素、ERRα和Sirtuin 1的表达情况。同时,给予矿化液培养的成骨细胞以Gal?3处理,28 d后使用茜素红染色检测成骨细胞矿化程度并进行定量分析。结果显示,Gal?3抑制成骨细胞骨钙素的表达,在缺氧条件下诱导ERRα和Sirtuin1的表达,在正常氧条件下Gal?3促进OA成骨细胞的矿化。正常氧条件下,Gal?3可以诱导OA成骨细胞的异常矿化,缺氧条件下Gal?3促进成骨,表明Gal?3在OA成骨细胞的矿化中扮演重要角色。     

RGMb/DRAGON与BMP信号转导

RGMb/DRAGON为RGM家族成员之一,在许多组织和器官中存在并表达.最初它作为粘附分子在神经系统中调节轴突排斥被发现.近来研究发现,它还是BMP的辅助受体,与BMP配体和受体结合,通过调控BMP信号通路在繁殖、肾脏机能的维持以及免疫疾病等生理和病理条件下发挥重要作用.本文评述了RGMb的基因及蛋白结构特征、表达定位及其在神经系统中的作用,并重点介绍了其在BMP信号通路中的作用机制和生物学研究进展.     

通入CO2和补加氮源对紫球藻生长和代谢物质积累的影响

论文研究了柱状光生物反应器中CO2浓度和氮源添加模式等培养条件对紫球藻(Porphyridium sp.UTEX 637)生长和主要代谢产物积累的影响。结果表明,通入CO2能显著促进紫球藻的生长及胞外多糖、水溶性蛋白和总脂等生物活性物质的积累,其中1%的CO2浓度对紫球藻的生长及活性物质积累最有利,该条件下紫球藻的最高干重可达到8.14 g/L,是对照组的4.93倍;胞外多糖产量明显高于对照组,最高可达到238.8 mg/L;补加氮源KNO3对紫球藻生长及胞外多糖、水溶性蛋白含量均有明显的促进作用,最高干重、胞外多糖含量可分别达到对照组的1.5倍和1.25倍,但不利于总脂的积累。     

以整合素αvβ3为靶点的RGD配体在抗肿瘤血管新生中的应用

整合素αvβ3是一种能特异性识别RGD序列的膜受体蛋白,其与含RGD（Arg-Gly-Asp）模体的蛋白质结合的特异性在肿瘤细胞的粘附、迁移、浸润及肿瘤血管新生中起重要作用.由于整合素αvβ3在多种肿瘤细胞表面高表达而在正常细胞中低表达或不表达,因此其成为肿瘤治疗的理想靶点.肿瘤新生血管为肿瘤的生长提供营养,因此近年来抑制肿瘤血管新生也成为肿瘤治疗的重要途径.有研究显示,几种RGD毒素蛋白不但以整合素αvβ3为靶点靶向结合到肿瘤部位从而具有直接抗肿瘤细胞增殖、黏附、迁移及浸润功能,而且它们还具有抗肿瘤血管新生的作用,因此RGD毒素蛋白可从上述两方面抑制肿瘤生长与转移.本文就整合素αvβ3为靶向的RGD配体结构特点及其在肿瘤治疗中的靶向治疗和抗血管新生应用及前景加以综述.     

基因表达谱中信号通路基因集分析方法进展

微阵列技术是生物技术变革的核心,允许研究者同时监测成千上万个基的表达水平,已广泛应用医学研究.如何挖掘海量基表达信息中的有用信息并进行生物学专业解释,是基表达谱数据分析领所面临的一个重要挑战.生物信号通路研究已成为基芯片中不同表型差异表达研究的主要方法,其是以整个信号通路作为一个整体作为研究对象,此得出的研究结果更加科学和准确.在本文中我们简要描述了近10年来信号通路基集富集分析方法的发展情况,将其分为三个阶段,对每个阶段方法的基础和特点做了一些简单的总结和阐述.