2023年诺贝尔生理学或医学奖——核苷酸碱基修饰与mRNA疫苗

2023年10月2日,诺贝尔生理学或医学奖授予匈牙利-美国生物学家Katalin Karikó和美国生物学家Drew Weissman,以表彰二人在核苷酸碱基修饰方面的开创性发现,使得针对COVID-19的有效信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,m RNA)疫苗的开发成为可能。Katalin Karikó目前担任德国生物技术公司Bio NTech的高级副总裁,她于1978年在塞格德大学(Szegedi Tudományegyetem,University of Szeged)获得博士学位,后进入塞格德生物研究中心主要从事RNA研究,她是历史上第13位获得诺贝尔生理学或医学奖的女性科学家。     

Positive Selection of CAG Repeats of the ATXN2 Gene in Chinese Ethnic Groups

The ataxin-2 （ATXN2） gene is located on human chromo-some 12q24.1. In normal individuals, the coding region in exon 1 of this gene has fewer than 31 CAG repeats （Yu et al., 2005： Laffita-Mesa et al., 2012）. However, an abnormal expansion of CAG trinucleotide repeats results in the aggre-gation of polyglutamine （polyQ）, which causes spinocer-ebellar ataxia type 2 （SCA2） （Pulst et al., 1996）. The expanded alleles have more than 32 repeats in the affected individuals, and generally there is an inverse correlation between CAG repeat length and age of onset （Pulst et al., 1996）. SCA2 is an autosomal dominant inheritance neurodegenerative disease, whose major clinical feature is progressive cerebellar ataxia. Atrophies of the brainstem and frontal lobe have been frequently detected by magnetic resonance imaging （MRI） （Yamamoto-Watanabe et al., 2010）. This disease has the strong effect on sensory and motor control.     

NOD2信号传导负调控相关因子的研究进展

核苷酸结合寡聚化结构域蛋白2(nucleotide-binding oligomerization domain protein 2, NOD2)是一类参与先天性免疫应答的受体,属于核苷酸寡聚NOD样受体家族(NOD-like receptors, NLRs)。NOD2通过识别病原菌表面的模式抗原分子从而激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)等信号通路诱导炎症因子以及抗菌肽等物质,抵抗病原微生物的入侵。NOD2的负调控因子(去泛素化酶以及与通路相关的负调控蛋白等)可以阻断NOD2的信号传导从而削弱由NOD2引起的炎症反应并缓解炎症性疾病。该文总结了NOD2的负调控因子的种类以及相关作用机制,为进一步研究NOD2的调控机制以及临床干预NOD2相关性疾病提供参考。     

胶质细胞谷氨酸转运体-1反义寡核苷酸对脑缺血预处理神经保护效应的抑制作用

本研究应用胶质细胞谷氨酸转运体-1(glial glutamate transporter-1,GLT-1)的反义寡核苷酸(antisense oligo-deoxynucleotides,AS-ODNs)抑制Wistar大鼠GLT-1蛋白的表达,观察其对脑缺血预处理(cerebral ischemic preconditioning.CIP)增强脑缺血耐受作用的影响,探讨GLT-1在CIP诱导的脑缺血耐受中的作用.将凝闭双侧椎动脉的Wistar大鼠随机分为7组:(1)Sham组:只暴露双侧颈总动脉,不阻断血流;(2)CIP组:夹闭双侧颈总动脉3 min;(3)脑缺血打击组:夹闭双侧颈总动脉8 min;(4)CIP 脑缺血打击组:夹闭双侧颈总动脉3 min作为CIP,再灌注2 d后,夹闭双侧颈总动脉8min;(5)双蒸水组:于分离暴露双侧颈总动脉(但不夹闭)前12 h、后12 h及后36 h右侧脑室注射双蒸水,每次5 μL,其它同sham组;(6)AS-ODNs组:于分离暴露双侧颈总动脉(但不夹闭)前12 h、后12 h及后36 h右侧脑室注射GLT-1 AS-ODNs溶液,每次5 μL,其它同sham组,再根据AS-ODNs的剂量进一步分为9 nmol和18 nmol 2个亚组;(7)AS-ODNs CIP 脑缺血打击组:于CIP前12 h、后12 h及后36 h右侧脑室注射GLT-1 AS-ODNs溶液,每次5 μL,其它同CIP 脑缺血打击组,根据AS-ODNs的剂量进一步分为9 nmol和18 nmol 2个亚组.Western blot分析法观察GLT-1蛋白的表达,硫堇染色观察海马CA1区锥体神经元迟发性死亡(delayed neuronal death,DND)情况.Western blot分析显示,侧脑室注射GLT-1 AS-ODNs可剂量依赖性地抑制大鼠海马CA1区GLT-1蛋白表达.硫堇染色显示,sham组和CIP组海马CA1区未见明显的DND;脑缺血打击组海马CA1区有明显的DND:预先给予CIP可显著对抗脑缺血打击引起的DND,表明CIP可以诱导海马CA1区神经元产生缺血性耐受,对抗脑缺血打击引起的DND;而在GLT-1 AS-ODNs CIP 脑缺血打击组,侧脑室注射GLT-1 AS-ODNs后,大鼠海马CA1区出现了明显的DND,表明GLT-1 AS-ODNs通过抑制大鼠GLT-1蛋白表达从而减弱CIP对抗脑缺血打击的神经保护作用.以上结果进一步证实了GLT-1参与CIP诱导的脑缺血耐受.     

NLRP6在抗细菌感染免疫中的作用研究进展

含热蛋白结构域的核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白6(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain containing 6,NLRP6)是宿主固有免疫重要的胞内模式识别受体之一,参与机体感染、炎症、肿瘤和代谢性疾病的调节。它可通过感知细菌、病毒、真菌和寄生虫等病原生物及其产物,如革兰氏阳性菌脂磷壁酸(lipoteichoic acid, LTA)和病毒双链RNA,调节机体抗感染免疫效应,减弱或增强宿主的抵抗力,从而影响感染的转归。本文就NLRP6的结构与功能及其在抗细菌感染免疫中的作用研究作综述。     

RNA研究专题序言

<正>20世纪初德国科学家Albrecht Kossel发现了除鸟嘌呤外的三种组成核糖核酸的核苷酸,以及酵母来源的核糖核酸,开创了核糖核酸化学的研究。他也因此获得了1910年的诺贝尔生理学与医学奖。时至今日,核糖核酸研究已经有约120年的历史。从国内讲,王德宝先生20世纪50年代中期回国,建立了国内第一个RNA实验室。王德宝、王应睐院士领导我国科学家于1981年完成了酵母丙氨酸tRNA的人工全合成,     

ADAMTS-7,血管重塑中的新靶点(英文)

血管重塑是动脉粥样硬化和血管再狭窄发病中的一个重要的病理生理学过程。越来越多的证据表明,具有降解细胞外基质能力的酶在血管重塑中发挥着重要的作用。含I型血小板反应蛋白的解聚素和金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs,ADAMTS)家族是一类最近被克隆的金属蛋白酶家族,该家族成员同样具备降解细胞外基质的能力。ADAMTS家族由19个家族成员组成,参与了一系列的正常生理学功能,如发育、血管新生和凝血等。而ADAMTS家族成员的异常表达通常会引发各种疾病,如关节炎、肿瘤、凝血功能障碍性紫癜。本文从ADAMTS家族第七个成员——ADAMTS-7的结构、组织分布、调控、尤其是通过其底物软骨寡聚基质蛋白(cartilage oligomeric matrix protein,COMP)精细调控血管稳态几个方面综述了其在血管重塑中作用的最新研究进展。     

用差异显示PCR法筛选与血管外膜细胞表型转化相关的基因

为筛选血管外膜成纤维细胞（adventitial fibroblast,AF）与肌成纤维细胞（myofibroblast,MF）间表型转化有关的基因,实验建立了大鼠胸主动脉AF和MF两种细胞模型,用差异显示聚合酶链反应（DD－PCR）技术获得表达差异片段,对差异片段进行克隆和测序分析,并用定量PCR和Northern blot对差别显示结果进行验证。用反义核酸转染技术观察骨桥蛋白（osteopontin,OPN）对AF迁移的影响。结果表明,两种表型细胞存在明显的基因表达差异,其中一个在MF下调的差异片段与GenBank中NADH脱氢酶亚单位5（NADH dehydrogenase subunit 5,Nd5）基因高度同源。另一个在MF上调的差异片段与OPN基因同源。上述差异表达结果被定量PCR及Northern blot证实。此外还有4个表达序列标志（expressed sequence-tag,EST）在GenBank中未查到同源序列。反义OPN寡脱氧核甘酸可抑制AF的迁移活动。结果提示,AF转化为MF可能与ND5基因下调、OPN上调及其它未知基因的表达改变有关。应用反义技术适度抑制OPN表达在防治血管重塑中具有重要作用。     

Immunoaffinity purification and characterization of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human erythrocytes

A new procedure utilizing immunoaffinity column chromatography has been used for the purification of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase （GAPDH, EC 1.2.1.12） from human erythrocytes. The comparison between this rapid method （one step） and the tra- ditional procedure including ammonium sulfate fractionation followed by Blue Sepharose CL-6B chromatography shows that the new method gives a highest specific activity with a highest yield in a short time. The characterization of the purified GAPDH reveals that the native enzyme is a homotetramer of -150 kDa with an absolute specificity for the oxidized form of nicotinamide adenine dinucleotide （NAD＋）. Western blot analysis using purified monospecific polyclonal antibodies raised against the purified GAPDH showed a single 36 kDa band corresponding to the enzyme subunit. Studies on the effect of temperature and pH on enzyme activity revealed optimal values of about 43℃ and 8.5, respectively. The kinetic parameters were also calculated： the Vmax was 4.3 U/mg and the Km values against G3P and NAD＋ were 20.7 and 17.8 μM, respectively. The new protocol described represents a simple, economic, and reproducible tool for the purification of GAPDH and can be used for other proteins.     

腺病毒介导的uPAR反义核酸转移抑制肿瘤细胞的侵袭

为了观察尿激酶受体(uPAR)反义核酸对肿瘤细胞体外侵袭的抑制作用,用PCR方法扩增uPAR cDNA 5′端－46 bp～＋454 bp一段长500 bp的序列,利用DNA重组技术将其克隆到病毒载体pAdeno-X中, 构建出重组腺病毒载体pAdeno-X-uPAR(－)和pAdeno-X-uPAR(+).线性化后的重组腺病毒载体转染HEK293细胞7天后,可以获得滴度分别为1.5×10⁸ pfu/ml和0.5×10⁸ pfu/ml的uPAR反义和正义核酸表达重组腺病毒,分别命名为Ad-uPAR(－)和Ad-uPAR(+).以不同的病毒感染指数（MOI）感染人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞,3天后用RNA印迹法可以检测肿瘤细胞uPAR正义和反义核酸表达水平,随着MOI的升高,Ad-uPAR(－)感染的肿瘤细胞uPAR蛋白水平逐渐下降,肿瘤细胞的体外侵袭能力也明显下降,而感染Ad-uPAR(+)的肿瘤细胞无明显变化.结果表明,重组腺病毒可以表达uPAR正义和反义核酸,uPAR反义核酸可以明显抑制人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞在体外的侵袭能力.