光热治疗辅助的上转换光动力治疗纳米材料

selleck产品动力治疗(PDT)是利用光敏剂(PS)在适当光源激发下,与氧气等MCC950分子发生反应,生成具有细胞毒性的活性氧物质(ROS),进而杀死肿瘤细胞。与传统治疗方法相比,光动力治疗具有副作用小、精准治疗、毒性低、美容效果好等众多优点,是近年来备受关注的癌症治疗方法。然而光动力治疗具有严重的氧依赖性质,会导致组织中的氧气浓度迅速下降,而肿瘤部位本身因无限增殖而处于乏氧状态,这会严重影响光动力治疗效果。另外,肿瘤部位的内源还原性物质会升高,进而灭活PDT所产生的活性氧物质,导致疗效降低。因此,单一的光动力治疗效果并不理想。为了解决该问题,将光敏剂Ce6通过介孔二氧化硅共水解的方式装载到上转换纳米颗粒表面,在808 nm光照射下实现PDT。随后包裹聚多巴胺,在增加生物相容性的同时,financing of medical infrastructure还能利用其自身的光热性质,进行光热治疗。最终通过光热治疗的辅助成功提高了上转换光动力治疗的治疗效果。

低温等离子消融联合平阳霉素及生理盐水治疗咽喉部巨大血管瘤的临床效果

目的 探讨低温等离子消融联合平阳霉素及生理盐水治疗咽喉部巨大血管瘤的临床效果。方法 回顾性分析2013年4月至2022年1月在郑州大学第一附属医院咽喉头颈外科就诊的78例咽喉部巨大血管瘤患者的临床资料,其中接受平阳霉素注射配合低温等离子消融治疗的为对照组,接受低温等离子消融联合平阳霉素及生理盐水注射治疗的为观察组,每组39例。统计分析两组患者咽喉部血管瘤的治疗效果,并观察治疗后的不良反应发生情况。结果 随访1 a,观察组的治疗有效率为100.00%Topical antibiotics,对照组的治疗有效率89.74%,差异有统计学意义(P<0.05),观察组手术时间、切口愈合Dibutyryl-cAMP细胞培养时间短于对照组,术中出血量少于对照组(P<0.05)。治疗期间两组肺部CT、肝肾功能、凝血功能均无明显异常,观察组的不良反应发生率为5.13%,对照组不良反应发生率为20.51%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 低Staurosporine化学结构温等离子联合平阳霉素及生理盐水局部注射治疗咽喉部血管瘤的效果确切,能够减少手术次数,安全性高。

羟基喜树碱的提取和仿生给药体系的构建及抗癌活性评价

喜树(Camptotheca acuminata Decne)是蓝果树科、喜树属植物,是中国特有的多年生高大落叶hepatic cirrhosis乔木。喜树碱(Camptothecin,CPT)和10-羟基喜树碱(10-Hydroxycamp tothecin,10-HCPT/HCPT)是喜树中所含有的吲哚类生物碱。作为具有高效抗癌作用的天然成分,CPT和HCPT具有广谱的抗癌效果,在临床上用于治疗原发性肝癌、胃癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等。CPT和HCPT难溶于水,生物利用度低,导致药物分子在体内循环过程中不稳定,提取过程耗时费力,操作技术冗长,需要大量溶剂,最终目标分子在连续高温下热分解,对CPT和HCPT的大规模生产带来了很大的困难。本研究选取易于储藏的喜树种子作为提取原材料,建立一种现代提取技术与绿色溶剂相结合、操作简单、效率高、能耗低的绿色高效提取方法。在此基础上,制备了具有“归巢效应”的仿生给药体系,并评价其体内外抗癌活性,具体研究结果如下:(1)采用超高压(UHP)结合十二烷基磺酸钠(SLS)水溶液胶束介质同时提取喜树种子中CPT和HCPT两种难溶生物碱。通过单因素与响应面结合法获得CPT与HCPT的最佳提取工艺:SLS的浓度是60 mg/m L,料液比为1:25,保压时间为3.9 min,提取压力为110 MPa,CPT和HCPT的提取率分别为82.68±1.2%和89.02±1.2%。经脱色,固液萃取,柱层析,反溶剂重结晶纯化后CPT和HCPT的纯度分别为94.51±0.22%和96.76±0.29%。研究表明此提取方法稳定性好,重复性高。(2)超高压提取(UHPE)与索氏提取、乙醇匀浆提取、微波提取和超声提取等传统提取方法在提取两种难溶生物碱时的能耗、提取率及提取机制研究。结果显示:UHPE具有提取效率高能耗低的特点。UHPE的提取率与索氏提取、乙醇匀浆提取、微波提取以及超声提取法的提取率相当,但能耗最低,单位能耗仅为4.68×10~3 J/mg(以提取CPT和HCPT总量为计算基准),并显著缩短了提取时间。索氏提取和乙醇匀浆提取的单位能耗分别为3.29×10~6 J/mg和3.24×10~6 J/mg,微波提取和超声提取的单位能耗分别为1.09×10~6 J/mg和1.07×10~6 J/mg。对密度泛函理论(DFT)和传质动力学的研究验证了超高压结合胶束介质提取的机理,SLS与CPT和HCPT通过分子间氢键和静电作用力结合成超分子折叠成胶束从而将喜树种子中CPT和HCPT高效的提取Bucladesine小鼠出来,作用力的结合增加了目标成分在混合体系中的溶解度。从植物组织中提取目标活性成分由快速洗涤和缓慢扩散两个同时进行的过程组成,高压高效破碎喜树种子细胞的亚结构,活性成分从胚乳中快速释放。(3)将羟基喜树碱(HCPT)与白芨多糖(BSP)通过丁二酸酐化学偶联,制备得到的前药胶束外部包被肿瘤细胞膜脂质体杂化仿生外壳,最终得到仿生给药体系(T-Lipo-HCPT-BSP)。通过红外光谱(FTIR),核磁共振氢谱(~1HNMR),X射线衍射(XRD),差示扫描量热(DSC)和热重(TG)以及紫外分光光度计(UV)等表征,证明HCPT和BSP成功合成。对不同配比的HCPT和BSP进行反应,得到的样品测其临界胶束浓度分别为0.004(6:1)、0.008(5:1)、0.063(4:1)、0.080(3:1)、0.360(2:1)、0.507(1:1)、0.725(0.5:1)和1.212 mg/m L(0.1:1),根据载药量和得率的优化,最终选择HCPT:BSP=3:1为最佳的合成比例。通过动态光散射(DLS)、Zeta电位和扫描电子显微镜(SEM)的表征,证实所制备的前药胶束纳米粒子的粒径均一,形貌良好,平均粒径为210±2.3 nm。同时在前药胶束外部包被肿瘤细胞膜脂质体杂化仿生外壳,选择载药量高,得率高,CMC为0.080 mg/m L(3:1)的前药胶束进行肿瘤细胞膜脂质体杂化膜的包被,通过透射电子显微镜(TEM)和凝胶电泳(SDS-PAGE)的表征证明仿生外壳的成功包被。(4)T-Lipo-HCPT-BSP在生理环境下的PBS缓冲液中的稳定性及溶血性实验,表明了T-Lipo-HCPT-BSP的静脉注射安全性。体外释放及细胞摄取实验进一步证明了T-Lipo-HCPT-BSP可以在肿瘤环境条件下释放和积累,并通过不同方式进入细胞发挥抑制肿瘤细胞血管生成作用从而抑制肿瘤生长。在生理环境下的PBS缓冲溶液中,纳米粒子未出现明显的团聚现象,粒子的大小趋于稳定,并未出现溶血现象,由此证明T-Lipo-HCPT-BSP可实现静脉注射的方式给药。HCPT-BSP和T-Lipo-HCPT-BSP可以通过网格蛋白、小窝蛋白和能量消耗介导的细胞内吞途径被摄取,从而进入肠道上皮细胞,T-Lipo-HCPT-BSP由于粒径的增大部分粒子也可通过巨胞饮的方式进入细胞。鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验发现BSP、HCPT、HCPT-BSP和T-Lipo-HCPT-BSP均具有抑制血管生成的作用,并且协同给药的效果大于单独给药,T-Lipo-HCPT-BSP组血管普遍变细,血管形态异常,未生成完整的血管脉络,证明了HCPT与BSP协同作用在高效抑制肿瘤生长的上的潜能。T-Lipo-HCPT-BSP在不同的p H缓冲液中释放的药物含量不同,在模拟肿瘤部位的酸性环境中药物的累积释放量最高120 h达到84.67%,T-Lipo-HCPT-BSP的药物累计释放量比HCPT-BSP组更高,这也在Caco-2细胞内化实验证明中得到印证,在HCPT-BSP和T-Lipo-HCPT-BSP中检测到平均荧光强度在1 h和4 h时都远高于游离的HCPT,其中包被仿生细胞膜的前药T-Lipo-HCPT-BSP更易于被细胞摄取,并呈现高度的时间依赖性。这主要是由于T-Lipo-HCPT-BSP表现出良好的表观渗透系数。与游离的HCPT相比,HCPT-BSP和T-Lipo-HCPT-BSP的表观渗透系数分别为原药的4.15倍和8.61倍。(5)考察HCPT-BSP以及T-Lipo-HCPT-BSP在体内外的抗肿瘤效果。通过体外的细胞以及体内小鼠活体实验分别验证了T-Lipo-HCPT-BSP发挥细胞毒性,促进细胞凋亡,抑制细胞周期,阻止细胞迁移以及靶向肿瘤部位抑制荷瘤小鼠肿瘤生长的能力。HCPT-BSP和T-Lipo-HCPT-BSP组在体外对LLC细胞和Caco-2细胞均呈现出高于原药HCPT组的细胞毒性,并且由于包被的LLC细胞的同源细胞膜,T-Lipo-HCPT-BSP对LLC的细胞毒性远大于对Caco-2细胞的细胞毒性。细胞毒性作用的增强也进一步说明LLC细胞对T-Lipo-HCPT-BSP有较好的摄取作用,使药物在细胞中达到有效的积累。此外HCPT作为一种周期特异性药物,细胞周期实验看出高剂量T-Lipo-HCPT-BSP治疗组可以使LLC细胞阻滞在S期43.01±2.1%,阻滞在G_2/M3-Methyladenine纯度期10.27±2.6%,从而诱导其凋亡。T-Lipo-HCPT-BSP对LLC细胞的迁移能力有明显的抑制作用,与空白对照组相比(以100%的细胞迁移率计算),100μg/m L的T-Lipo-HCPT-BSP细胞迁移率仅为9.26%。另外,在流式细胞仪对细胞凋亡的考察中进一步证明了T-Lipo-HCPT-BSP诱导细胞凋亡的能力,在细胞与药物共同孵育36 h后,与HCPT原药的晚期凋亡率相比(45.03%),T-Lipo-HCPT-BSP给药组的细胞晚期凋亡率高达95.68%。以上细胞实验结果也在荷瘤小鼠的近红外荧光分布以及荷瘤小鼠的治疗实验中得到体现,证明了T-Lipo-BSP-HCPT能更好的靶向肿瘤部位,克服化疗中肿瘤药物的多药耐药(MDR)性,然后在肿瘤部位分布和积累。通过21天的治疗,与空白生理盐水组相比,T-Lipo-HCPT-BSP/H组荷瘤小鼠的肿瘤抑制率高达89.9%,并且治疗效果优于HCPT原药组和HCPT-BSP组。H&E切片染色实验结果可以看出高剂量组在达到较高抗癌活性的同时,对荷瘤小鼠的内脏组织没有明显的毒性,具有安全性,低毒性的特点。综合以上实验结果,可发挥协同给药作用的T-Lipo-HCPT-BSP作为一种具有“归巢效应”的仿生给药体系,具有很高的应用前景和临床价值。

谷氨酸棒杆菌OYE酶的功能鉴定、半理性设计改造与应用

老黄酶(Old Yellow Enzyme,OYE)属于含有核黄素单核苷酸(FMN)的氧化还原酶家族(EC 1.6.99.1),该酶天然反应涉及到Cr(VI)的还原,而谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)被证实能够有效修复污染土壤中的重金属,但该菌属的老黄酶从未被探索过,因此研究该菌属的老黄酶具有重要意义。此外,老黄酶具有不对称还原C=C键的烯烃还原酶活性,可以在水基介质和温和条件下生物催化柠檬醛生产香茅醛,但该类酶普遍存在催化活性低、稳定性较差等问题,其应用受到限制。本寻找更多研究在谷氨酸棒杆菌ATCC 13032中首次鉴定出一种具有六价铬还原酶活性以及烯烃还原酶活性的老黄酶(Cg OYE),通过半理性设计成功提高了该酶对底物Cr O_3的六价铬还原酶活性以及对底物柠檬醛的烯烃还原酶活性,进行了六价铬还原和不对称还原C=C键获得(R)-香茅醛或(S)-香茅醛的应用。具体研究内容如下:(1)将来源于C.glutamicum的老黄酶编码序列(Coding sequence,CDS)在E.coli BLPF-6463922采购21/p XMJ-19上克隆表达,以Cr O_3为底物进行酶学性质的检测,结果显示Cg OYE的比酶活为6.5 U·mg~(-1),最适温度为45℃、最适p H为7.5,温度在40-50℃和p H在7.0-7.5范围内具有较好的稳定性;(2)针对Cg OYE六价铬还原酶活性低、稳定性差等问题。以Cr O_3作为底物,通过分子动力学(MD)模拟,预测影响Cg OYE六价铬还原酶活性的相关位点。采用丙氨酸扫描突变以及饱和诱变方法,成功筛选出一株正向突变体I81G。该突变体比酶活为18.0 U·mg~(-1),相比于野生型比酶活提高了2.77倍,其热稳定性和p H耐受性得到改善。将该突变体在大肠杆菌中外源表达,并应用于六价铬的还原,反应48 h后E.coli BL21/p XMJ-19-Cg OYE(对照组)的Cr(VI)还原率为38.1%,而E.coli BL21/p XMJ-19_(I81G)将Cr(VI)全部还原成Cr(III),Cr(VI)还原率是对照组的2.62倍,菌体的OD_(600)是对照组的1.52倍;(3)Cg OYE具有烯烃还原酶活性,将其应用于生物催化(E/Z)-柠檬醛合成(R)-/(S)-香茅醛。由于底物(E/Z)-柠檬醛是混合异构体,将显著影响Cg OYE的催化活性以及立体选择性。针对Cg OYE催化(E/Z)-柠檬醛活性低下、稳定性差等问题,通过截短Cg OYE氮端区history of pathology域的肽链(Met1-Arg31),提高该酶的烯烃还原酶活性。在截短突变体N8、N20和N31中,N31的比酶活最高,为野生型的4.86倍,且该突变体的热稳定性和p H耐受性均得到显著提高;(4)针对N31-Cg OYE立体选择性较差问题,采用聚焦理化迭代位点特异性突变(Focused rational iterative site-specific mutagenesis,FRISM)作为Cg OYE突变的理论指导,对突变体N31进行半理性设计与改造。根据产物构型设计两条突变路线,最终获得两株优质突变体N31-Cg OYE_(I81L/W128A/H190A)和N31-Cg OYE_(H198A/H295L),其中突变数据表明Cg OYE保守位点H190和其它非保守组氨酸残基可作为“可调节门控”影响底物柠檬醛与酶活性口袋的结合,从而改变产物香茅醛的构象。最后,将Cg OYE突变体与枯草芽孢杆菌来源的葡萄糖脱氢酶(Bs GDH)偶联,对反应体系进行优化。以220 m M(E/Z)-柠檬醛为底物,N31-Cg OYE_(I81L/W128A/H190A)提供(R)-香茅醛的绝对产量为2452.8 mg,转化率和ee值分别为99.4%和99.0%,另一个突变体N31-Cg OYE_(H198A/H295L)提供(S)-香茅醛的绝对产量为2781.2 mg,转化率和ee值分别为99.6%和98.7%。

细胞毒性T淋巴细胞来源外泌体抑制肝星状细胞活化的机制

目的 探讨细胞毒性T淋巴细胞(CTL)来源外泌体能否下调HBx表达从而抑制肝星状细胞(HSC)活化。方法 收集HepG2、HepGA14、CTL细胞上清液提取外泌体(分别简写为NC-exo、HBV-exo、CTL-exo),透射电镜观察其形态,Western Blot检测外泌体标志物CD63和TSG101的表达。将氟硼二吡咯染料(BODIPY)标记的NC-exo、HBV-exo以及CTL-exo与HBV-exo按不同比例混合后,分别与HCobimetinib临床试验SC LX-2(HSC-LX2)共培养,荧光显微镜观察外泌体能否进入LX-2细胞,倒置显微镜观察细胞形态学改变,实时荧光定量PCR (qPCR)检测LX-2细胞中TGF-β1、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白(Collagen1)等活化生物标志物的表达。将CTL-exo加入到HepGA14培养体系中,qPCR检测HepGA14细胞内HBV DNA、cccDNA及外泌体中HBx mRNA表达Taurine浓度水平,Western Blot检测外泌体HBx蛋白表达水平。符合正态分布的计量资料两组间比较采用成组t检验,多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用LSD-t检验。结果 外泌体均为双层膜结构的微囊,呈圆形或椭圆形,囊泡的直径为50~100 nm,表达标志性蛋白CD63和TSG101。荧光显微镜观察示外泌体可进入LX-2细胞,并且HBV-exo进入LX-2细胞后,HSCcoronavirus infected disease胞体增大、胞突伸展。qPCR结果示NC-exo、HBV-exo、NC-exo+HBV-exo和Con组LX-2细胞中TGF-β1、α-SMA、Collagen1基因表达水平差异均有统计学意义(F值分别为444.678、417.144、571.508,P值均<0.05)。CTLexo干预HepGA14细胞后,qPCR结果显示HepGA14细胞中HBV DNA、cccDNA表达水平较对照组明显下降(P值均<0.05),外泌体中HBx mRNA相对表达量明显下降(P<0.05);HBx蛋白表达水平与对照组相比也明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。CTL-exo和HBV-exo按照不同比例(2∶1、5∶1、10∶1)进行混合后干预LX-2细胞,qPCR结果显示各组间LX-2细胞中TGF-β1、α-SMA和Collagen1基因表达随着CTL-exo比例的增加而逐渐减弱,差异有统计学意义(P值均<0.05)。结论 CTL-exo可下调HBV-exo中HBx蛋白表达抑制HSC活化,提示CTL-exo有抗乙型肝炎肝纤维化作用。

基于辩证行为疗法的情绪调节团体技能训练对抑郁症患者的干预研究

背景:抑郁症是一种高致残率、高致死率的精神障碍疾病,其带来的情绪失调问题可导致Short-term bioassays抑郁症患者出现自伤、自杀等恶劣后果。对抑郁症患者开展情绪调节干预,能够改善患者的情绪调节能力,减少自伤、自杀等危险行为的发生。辩证行为疗法起源于美国,是以正念为基础、情绪调节为核心的一种心理治疗,已被证实可减少边缘性人格障碍患者的自伤行为,但其在中国抑郁症患者中的应用效果还需要进一步探究。目的:明确基于辩证行为疗法的情绪调节团体技能训练对抑郁症患者抑郁症状、情绪调节策略使用情况、自伤行为的干预效果。方法:本研究选取北京市某三级甲等精神专科医院2022年4月~2023年2月期间住院的抑郁症患者,分为干预组和对照组各35例。两组研究对象均接受病房的常规护理及心理辅导,参与病房文娱活动。干预组研究对象在此基础上接受为期4周共8次的基于辩证行为疗法的情绪调节团体技能训练。于干预前、干预4周后、干预结束后3个月随访时分别通过抑郁自评量表、认知情绪调节问卷中文版、自我伤害问卷测量患者的抑郁程度、情绪调节策略使用情况和自伤情况。结果:两组共65名患者完成了研究,且两组研究对象的基线资料间无统计学差异(P>0.05)。对两组研究对象在干预4周后、干预结束后3个月随访时的抑AG-221分子式郁程度、情绪调节策略使用情况和自伤情况进行对比分析:(1)抑郁程度:干预4周后及干预结束后3个月随访时,干预组研究对象的抑郁程度与对照组之间存在统计学差异(P<0.05),且干预组的抑郁得分较对照组随时间显著下降(P<0.05)。(2)情绪调节策略使用情况:干预4周后及干预结束后3个月随访时,干预组研究对象认知情绪调节问卷的积极维度得分与消极维度得分和对照组相比均存在统计学差异(P<0.05),且干预组积极与消极维度总分随时间变化的趋势较对照组更明显(P<0.05)。(3)自伤情况:干预4周后及干预结束后3个月随访时,干预组研究对象的自伤行为发生率与对照组存在统计学差异性(P<0.05),而两组研究对象身体损害发生率、自伤行为总分和自伤次数之间的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:基于辩证行为疗法的情绪调节团体技能Canagliflozin小鼠训练能够有效改善抑郁症患者的抑郁症状,使患者积极认知情绪调节策略的使用增加,同时减少消极认知情绪调节策略的使用,并使自伤次数少、自伤程度轻的患者减少自伤行为或不再发生自伤行为。

活性污泥体系中DNRA与反硝化的竞争抑制研究

硝酸盐异化还原为铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammo-nium,DNRA)过程是将硝酸盐等含氮污染物转化成可以资源利用的氨,从而减少硝酸盐的排放量,维护生态平衡,对自然界中的氮循环以及废水废气中硝酸盐、氮氧化物的资源化回收具有重要意义。本课题主要探讨活性污泥体系中混合菌群的DNRA能力,从活性污泥样品中成功提取一株具备DNRA能力的菌株,进一步研究了该菌株的硝酸盐还原特性。在混菌条件下,采用序批式的活性污泥反应器(SBR),评估硝酸盐的还原产铵效率和影响因素。主要研究结果如下:(1)在多种外加碳源环境中对接种污泥的DNRA能力进行了分析研究,实验结果表明:C/N对产铵效果的影响较大,在C/N越高的环境中,DNRA过程更容易占主要地位,DNRA更趋于发生在氧化程度较弱的碳源环境中。在定性检测低温条件下混合菌群析出结晶中氮的存在形态后,进一步筛选得到一株DNRA功能菌株,经过鉴定为Pseudomonas菌属,基因登录号为OQRegorafenib体外711934,命名菌株为Pseudomonas.LZ-1。(2)碳源及C/N、p H、温度、S/N等对菌株Pseudomonas.LZ-1的DNRA能力有显著影响。以柠檬酸钠作为碳源,C/N为8时,菌株DNRA能力最强,效率最高,NH_4~+-N的产量为21.56 mg/L,转化率为15.64%。在初始p H为9时,菌株的产NH_4~+-N量达确认细节到最高的22.49 mg/L,转化率为17.21%,当初始p H提高到10后,菌株的DNRA能力会下降,表明在碱性较强的环境下,菌株Pseudomonas.LZ-1的生长会受到一定影响。菌株Pseudomonas.LZ-1的DNRA能力增强,在30℃时NH_4~+-N产量达到最高的26.21 mg/L,转化率为19.88%,而温度升高到35℃后,DNRA能力降低,NH_4~+-N的转化率下降了1.77%。与对照组相比S~(2-)和SO_4~(2-)的添加对与菌株的DNRA过程起到了抑制作用。随着S/N(S~(2-))比由0.25增加到1后,会减弱对于DNRA的抑制作用,NH_4~+-N的产量从16.77mg/L增加到了23.69 mg/L,NH_4~+-N的转化率增加了5.48%;当S/N(SO_4~(2-))比由0.5增大到4后,会减弱对于DNRA的抑制作用,NH_4~+-N的产量从19.69 mg/L增加到了29.86mg/L,NH_4~+-N的转化率增加了7.37%。(3)反应器一共运行115天,运行期间反应器对硝酸盐的去除率均维持在较高水平,在反应器运行的第五阶段,出水中无硝酸盐氮。提高进水中的硝酸盐浓度,增大C/N比和改变HRT都有助于反应器中的硝酸盐还原为氨,可有效促进反应器的DNRA过程。功能菌株的投加也能促进反应器的产铵效率。功能菌株的投加使反应器中NO_3~–N还原为NH_4~+-N的最高转化率matrix biology从12.98%提升到19.85%。16S r RNA高通量测序分析结果表明,在属水平上,第四阶段、第五阶段中假单胞菌属Pseudomonas是丰度最高的菌属,分别为23.94%、32.58%。

玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1的表达和功能分析

在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上,发现了一个响应干旱胁迫的基因ZmTPR1(Tetratricopeptide repeat 1),对该基因进行生物信息学分析,并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式,利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因AtTPR1,分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标,初步探究该基因的功能,为培育抗旱玉米品种提供基因资源。结果表明,ZmTPR1基因位于玉米的第3号染色体,编码421个氨基酸,具有保守的卷曲螺旋结构域,可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。ZmTPR1基因在玉米各组织中均表达,在幼茎中的表达量最高;干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导ZmTPR1基因的表达,干旱胁迫后表达量上调最明显;干旱胁迫后ZmTPR1基因在抗旱玉米自交系郑Defensive medicine36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。敲除AtTPR1基因后拟南芥抗旱能力下降,Attpselleck HPLCr1突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制,叶片萎蔫甚至干死,同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧selleck HPLC化酶活性极显著降低,丙二醛含量极显著升高。综合来看,ZmTPR1基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程,并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。

CsWRKY162-ABA模块调控特色油料作物亚麻荠逆境抗性

【研究背景】特色油料作物亚麻荠(Camelina sativa)不仅生育期短(80~100天)、水肥消耗低、病虫草害少、易于简化栽培,而且抵御低温、干旱和盐胁迫等逆境能力强,是挖掘抗逆基因及解析抗逆机制的优异种质。植物特有的WRKY转录因子家族,参与植物生长发育及抗逆反应等多种生命活动。然而,有关亚麻荠高抗逆性分子机制以及WRKY转录因子介导的调控网络还未解析;【材料与方法】本文聚焦于鉴定介导亚麻荠抗盐胁迫机制WRKY转录因子等关键基因,以高抗逆性亚麻荠品种SC-N1为试材,系统检测亚麻荠盐胁迫响应表征;采用多组学整合分析、分子克隆、CRISPR-Cas9基因编辑、遗传转化和WGCNA等技术和方法,多维度解析植物特有的WRKY转录因子介导亚麻荠抵御盐胁迫的分子机制;【结果与分析】亚麻荠幼苗盐胁迫响应表征揭示亚麻荠通过提高抗渗物质合成积累和增强抗氧化酶活及清除活性氧(ROS)能力而抵御盐胁迫。全基因组鉴定获得由224个CsWRKY基因编码的242个CsWRKY蛋白成员。CsWRKY基因家族进化经历了较强的纯化选择,137个片段重复事件构成CsWRKY基因家族扩张和功能变异的关键进化动力。转录组分析显示CsWRKY在亚麻荠组织/器官发育中起重要作用,一些CsWRKYs参与调控细胞基础生命活动,CAR-T cell immunotherapy而另一部分CsWRKYs则在不同组织/器官行使差异化调控功能。基于时空表达谱和盐胁迫幼苗生理生化代谢流检测,筛选出CsWRKY8、9、10、43、48、49、50、162和242等9个参与盐胁CL 318952迫应答的候选CsWRKYs,其中CsWRKY9、43和162为介导盐胁迫响应的关键候选WRKY转录因子。应用基因组仅含1个WRKY基因的单细胞莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的野生型和WRKY敲除突变体分别过表达CsWRKY9、43和162基因,遗传转化试验表明,CsWRKY9、43和162基因过表达不影响正常条件下藻细胞生长和光合作用,而且能显著提高转化藻株的抗/耐盐性,其中CsWRKY162过表达藻株耐盐性最高。构建CsWRKY162基因过表达载体以及敲除载体CRISPR-CsWRKY162,应用农杆菌介导遗传转化亚麻荠,筛选获得纯合的CsWRKY162过表达植株和CRISPR敲除植株。正常生长条件下,过表达株系和敲除株系生物量等性状与对照株相比没有明显变化。在盐胁迫(175 m M NaCl)条件下,对照植株生长受抑制,CsWRKY162过表达植株未显受害症状,而CsWRKY162基因敲除植株矮小,其受害症状显著。转化体转录组数据分析筛选到一些盐胁迫相关基因(例如NAC、P、Rboh、SOS),基因表达量发生显著变化;同时筛选到ABA信号通路相关基因也是差异表达(例如ZEP、MCSU、SDR);这些基因启动子含1个或多个WRKY氨基酸序列特异结合的W-box顺式调控元件。由WGCNA分析及相关检测,挖掘到亚麻荠应答盐胁迫的核心基因包括WRKY、bZIP、ZEP2、SDR8和MCSU9等,且盐胁迫下ZEP2、SDR8和MCSU9等表达量上升,ABA含量明显增加。基于多维数据成功构建CsWRKY162与多个核心基因互作介导逆境胁迫响应的调控网络;【结论】WRKY转录因子介导亚麻荠盐胁迫应答,CsWRKY162通过ABA合成途径上调ZEP2、SDR8和MCSU9等相关基因表达增加ABA生物合成,CsWRKY162-ABA模块具selleck D-Lin-MC3-DMA有调控特色油料作物亚麻荠高抗逆境胁迫的能力。

Nrf2在无机砷暴露致巨噬细胞炎症因子表达异常中的作用研究

目的砷(As)是广泛存在于自然界中的一种类金属元素,其化合物具有致癌性。有研究表明,砷可通过影响免疫器官的发育及免疫细胞的生成干扰机体的免疫功能,进而引起一系列免疫性相关疾病的发生和发展。巨噬细胞作为机体免疫系统的重要一员,是固有免疫应答和适应性免疫应答的重要组成,在细胞吞噬、抗原提呈、组织修复等多方面发挥重要作用。有研究报道,巨噬细胞是砷暴露导致免疫系统受损的主要靶细胞,长期无机砷暴露可能会引起巨噬细胞功能改变,但其具体机制尚未此网站明确。Nrf2(Nuclear factor E2-related factor 2,也称NFE2L2)是体内重要的核转录因子,在维持机体的氧化还原稳态方面发挥着不可或缺的功能。以往研究表明,无机砷可激活Nrf2介导的适应性抗氧化反应,然而关于无机砷是否通过诱导巨噬细胞中Nrf2信号通路的活化,进而影响巨噬细胞功能的研究却未见报道。本研究应用髓系单核细胞Nrf2特异biomarker risk-management性敲除小鼠的腹腔巨噬细胞和骨髓巨噬细胞,研究Nrf2在无机砷暴露致巨噬细胞功能障碍中的作用。方法以髓系细胞Nrf2特异性敲除小鼠的原代腹腔巨噬细胞和原代骨髓巨噬细胞为研究对象,通过RT-qPCR法和蛋白免疫印迹法,检测无机砷对巨噬细胞炎症因子、Nrf2及其下游基因的表达、以及对LPS刺激后反应能力的影响。检测在Nrf2缺失条件下,巨噬细胞炎症因子表达的变化情况,以及砷处理后,巨噬细胞对LPS反应性的变化。结果无机砷能够诱导原代巨噬细胞的炎症因子Il-6,Il-1β,Ccl2和Tnf-α的表达显著升高(P <0.05),且钝化该细胞对LPS的反应性;无机砷能够诱导巨噬细胞Nrf2及其下游基因Gclm和Ho-1的表达(P <0.05)。此外,Nrf2缺失可促进巨噬细胞炎症因子的表达(P <0.05),并缓解无机砷处理对巨噬细胞LPS刺激的钝化作用。结论无机砷暴露通过活化Nrf2导致巨噬细CL13900半抑制浓度胞炎症因子表达异常并钝化巨噬细胞对LPS的反应性。