目的:对比研究胶原蛋白、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和羟乙基纤维素(HEC)三者的Preclinical pathology理化性质及凝血效果,寻找适宜人体的止血材料。方法:采用冻干技术制备含有胶原蛋白、CMC-Na和HEC的3种不同海绵止血材料,测定海绵材料的pH值、电导率,对比不同材料在0.9%生理盐水中的溶解selleckchem 3-MA状态以及体外凝血时间。结果:在生理盐水温度为37℃下,3种海绵材料的pH值分别为SCH772984抑制剂(6.91±0.15)、(6.82±0.06)和(6.94±0.09),均在中性范围内。胶原蛋白海绵和HEC海绵的电导率在37℃下,分别为(2.41±0.56)μS/cm和(3.74±0.14)μS/cm,显著低于CMC-Na海绵的(59.08±4.65)μS/cm,差异有统计学意义(t=18.655,t=15.328;P<0.05)。胶原蛋白海绵在0.9%生理盐水中浸泡40 min时,溶胀后仍能保持完整的结构,但CMC-Na海绵与HEC海绵在浸泡40 min时的结构均发生一定程度的溃散。胶原蛋白海绵凝血时间最快(149 s),HEC海绵与CMC-Na海绵凝血时间分别比其增加了62%和123%,其差异有统计学意义(t=5.376,t=9.180;P<0.05)。结论:胶原蛋白海绵作为止血材料在理化性质、凝血时间上更优于CMC-Na海绵和HEC海绵,可作为适宜人体的止血材料。
柳林河流域非点源污染现状与土壤酶调控氮磷流失的研究
流域性氮、磷非点源污染是引起地表水污染和湖泊(水库)富营养化的重要原因,土壤内养分流失是造成水体富营养化的主要形式。不同土地利用类型与土壤土质类型会产生不同的氮磷流失特征。而土壤酶是催化土壤内氮、磷转化过程的重要参与者。目前对调控土壤酶活性干预土壤氮磷转化过程的探究较为贫瘠。本研究以柳林河流域为研究对象,明确流域水体主要氮、磷污染形式及土壤氮、磷含量和酶活性特征,判断流域土壤养分流失的主要形式,并进一步探究短期添加酶活抑制剂抑制土壤酶活性对降低柳林河不同土壤中无机氮、磷含量的效果。主要结论如下:1)通过为期一年的水质断面采集与氮、磷指标测定,判断柳林河水体内总氮浓度显著高于Ⅴ类水质限值,部分采样月内总磷、氨氮与硝态氮未达到Ⅰ类水质标准,其中硝态氮、总磷超标多集中在丰水期(2020年7、8月与2021年7、8、9月)。流域水体内主要为溶解态氮磷污染,水体内溶解态总氮、总磷占比分别为78.71~91.58%与74.43~94.47%。2)通过一年的土壤采样与测定,发现三种土地利用类型中,多数土质(除褐土性土外)下耕地土壤内转化为无机态氮反应活跃,总氮含量低于同土质下乔木、灌木林地。耕地土壤存在无机氮流失情况且已对水体产生影响。流域内所有土质下耕地土壤中有效磷含量显著高于同土质下乔木、灌木林地(P<0.05)。流域三种土地利用类型下,耕地土壤更易发生无机态氮磷流失。3)流域内所有土壤类型的相关性分析显示,有效磷含量与脲酶GSI-IX使用方法活性显著相关(P<0.05);硝态氮含量与硝酸还原酶(P<0.05)、亚硝酸还原酶(P<0.05)及中性磷酸酶活性(P<0.01)显著相关。通过抑制磷酸酶活性,理论上可以达到促进硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性,短期内减缓酶促催化硝化反应,降低硝态氮含量,同时抑制磷酸酶活性,减缓酶促催化磷矿化反应。降低硝态氮、有效磷流失入水体的概率,减缓流域内非点源氮磷污染,改善柳林河水质,为下一步干预酶活提供依据。4)通过短期土培实验,发现0.6kg·hm~(-2)草甘膦浓度添加在培养前7天对酸性粗骨土、褐土性土、褐土与淋溶褐土下土壤脲酶活性有显著抑制作用,可短期抑制脲酶催化转化铵态氮效果,降低土壤中铵态氮含量。草甘膦的施用对土壤亚硝酸还原酶干预效果不显著,亚硝酸还原酶并非影响土壤亚硝态氮含量的主要因素。0.6kg·hmmicromorphic media~(-2)、1.2kg·hm~(-2)草甘膦浓度下前21天对柳林河土壤内磷ATM/ATR抑制剂酸酶有明显的抑制作用,表明通过草甘膦对磷酸酶进行干预,缓解土壤磷素流失可行。
袖状胃切除术通过激活自噬缓解NAFLD的作用及机制研究
研究背景非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一个日益严重的健康问题,其患病率在发达国家和发展中国家不断上升,估计全球患病率为25%。NAFLD与肥胖等代谢综合征特征密切相关,其特征是在没有酒精过量摄入的情况下,肝细胞内的脂肪堆积。NAFLD开始于简单的脂肪变性,其中5%以上的肝细胞中存在甘油三酯(TG)的积聚,当NAFLD继续发展出现脂肪浸润并伴有炎症时,将导致更严重的NAFLD形式,即非酒精性脂肪性肝炎(NASH),可进一步发展为肝纤维化,最终发展为肝硬化和肝细胞癌(HCC)。越来越多的证据表明,NAFLD不仅增加会肝脏相关并发症的发生,同时还会影响其他肝外疾病的发生,如心脑血管疾病,2型糖尿病,慢性肾病以及某些肝外恶性肿瘤(如结肠癌),因此NAFLD的防治已成为当今医学界所关注的热点问题。肥胖与代谢综合征及其合并症(如NAFLD)的发展有关,并增加了这些个Post-operative antibiotics体的死亡风险。有研究报道,肥胖已经成为一个独立的危险因素,使NAFLD的发病风险增加了 3.5倍。同时,全球NAFLD患者中肥胖的患病率为51.3%。肥胖可导致能量失衡,胰岛素敏感性下降和脂肪分解,并改变代谢功能,如胰岛素抵抗和血脂异常,这些都可能导致NAFLD的发生。因此肥胖会影响脂肪组织的代谢,而一旦过多的能量不能储存在脂肪组织内时,这一作用就会被其他器官所代替,肝脏就是其中之一。在这种情况下,来自肝脏的新生脂肪生成增加或皮下脂肪组织BYL719采购摄取减少的循环游离脂肪酸(FFA)可导致异位脂肪堆积和多器官胰岛素抵抗,这被认为是NAFLD发展的主要因素。肥胖导致肝细胞接触到的高水平脂类和碳水化合物可导致肝细胞损伤,进而导致氧化应激反应和线粒体功能障碍,进而引起NAFLD。因此NAFLD的实质是过多脂质沉积在肝脏进而导致肝脏一系列的病理生理变化。自噬是一种保守的细胞自我降解系统,自噬的目的不仅是降解不必要的物质,而且可以回收简单的成分,如氨基酸或单糖,然后可以重复利用,形成更复杂的大分子,从而在饥饿时期维持细胞内稳态和生存。雷帕霉素(mTOR)信号的营养感应机制在调节自噬活性以响应营养的变化方面发挥着关键作用。在NAFLD的背景下,自噬与脂质代谢、胰岛素抵抗、肝细胞损伤和炎症有关。自噬相关基因Atg 14的敲低会引起肝脏甘油三酯(TG)的积累。相反,腺病毒过表达Atg7或Atg14成功逆转了遗传性肥胖模型。总的来说,自噬水平在NAFLD中普遍减少。目前,尚无理想的针对NAFLD的防治药物,饮食习惯、生活方式的改善以及体重减轻仍是NAFLD的首选干预措施,但因患者依从性不佳等原因,效果仍有一定的局限性,难以有效的控制NAFLD及其并发症的发展。大量临床研究表明,减重手术是目前针对重度肥胖人群长期减重和缓解糖尿病最有效、最持久的干预措施。近年来,袖状胃切除术(Sleeve Gastrectomy,SG)因其能有效的降低肝脏脂毒性,延缓甚至逆转NAFLD的进展,逐渐成为全球范围内应用最为广泛的减重手术。虽然关于SG缓解NAFLD的临床研究及基础研究正在逐渐深入,但其潜在机制尚未完全阐明。胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种主要由肠道L细胞所产生的激素,通过作用于GLP-1受体,具有促进胰岛素分泌、延缓胃排空的作用,同时GLP-1能够增强肝脏β氧化,减少脂肪形成及脂肪酸的摄取,从而达到减脂降糖的功效。前期研究表明,GLP-1水平在肥胖人群及肥胖动物模型中表达水平降低,接受SG手术后GLP-1水平上升。基于此,深入研究自噬在SG术后GLP-1升高缓解NAFLD过程中的作用,对于明确减重手术的潜在机制及NAFLD的诊断、治疗均有十分深远的意义。本研究通过构建NAFLD大鼠模型,分别行SG和假手术后观察术后脂代谢相关生化指标和肝脏脂质沉积情况。利用Western Blotting对SG术前和术后大鼠的自噬相关指标的表达情况进行了检测,阐明了 SG术后大鼠肝脏组织自噬强弱的改变。然后,我们在体外利用高脂培养基诱导HepG2细胞产生脂毒性,并利用GLP-1类似物进行干预,观察其对脂毒性肝损伤的作用及对自噬的影响;同时,我们在体外阻断了自噬通路,观察GLP-1类似物是否通过自噬作用影响肝细胞的脂毒性;最后,我们在体外阻断了 AMPK通路,观察GLP-1类似物对该通路的影响和自噬的变化,旨在探讨GLP-1类似物改善肝脏脂毒性的分子机制。本研究分以下两部分进行:第一部分:袖状胃切除术后大鼠自噬水平及肝脏脂质沉积的变化第二部分:AMPK/mTOR信号通路在GLP-1类似物增强自噬改善HepG2细胞脂毒性中的作用第一部分 袖状胃切除术后大鼠自噬水平及肝脏脂质沉积的变化研究目的高脂喂养构建肥胖大鼠NAFLD模型,对符合标准的肥胖大鼠行SG手术及假手术,探究SG手术对大鼠的体重、脂代谢的改善情况,以及SG术后大鼠肝脏自噬相关蛋白的表达情况。研究方法1.通过建立高脂饮食诱导肥胖大鼠NAFLD模型,模型使用HE染色评估,同时普通饲料喂养建立阴性对照组(NC组)。造模成功的大鼠随机分为3组,每组10只,分别行SG手术(SG组)及SHAM假手术(SHAM组),另外一组不进行手术(Obesity组)。手术定期测量大鼠的体重、摄食量的改变,以评估手术效果。2.术后8周,分别收集NC组、Obesity组、SHAM组以及SG手术组大鼠的肝脏,并留取血液标本。通过对大鼠肝组织进行HE染色和油红O染色以及对血液样本进行生化指标监测,来评估各组大鼠的肝脏功能和脂代谢的改变。同时,应用Elisa检测各组大鼠的GLP-1表达水平。3.应用Western Blotting检测各组大鼠自噬相关蛋白Beclin-1以及LC3BⅡ/LC3B Ⅰ的表达。4.另取一组成模大鼠,随机分为2组,一组行SG手术,另一组行SG手术的同时腹腔注射CQ阻断自噬。术后8周收集大鼠肝脏检测肝脏脂质沉积情况。研究结果1.体重与摄食量:手术后前两周,SHAM组和SG组的体重和摄食量均呈现下降趋势,后逐步缓慢增加,相对于SHAM组,SG组体重增加和食物摄入量增加量明显减少;而NC组和Obesity组体重呈稳定上升趋势,摄食量未见明显变化。2.肝功能和脂代谢:经过HE染色和油红O染色,SG组相较于Obesity组和SHAM组肝脏脂质沉积明显减少。Obesity组Q-VD-Oph价格和SHAM组的AST、ALT、LDL、TG、TC水平均高于NC组,HDL低于NC组;经SG手术后,上述AST、ALT、LDL、TG、TC水平下降,HDL水平上升,与Obesity组及SHAM组相比,均具有统计学差异。同时,SG组GLP-1水平明显高于Obesity组和SHAM组。3.伴随肝脏脂质沉积的减少,肝脏自噬功能增强:Obesity组和SHAM组自噬相关蛋白Beclin-1、LC3BⅡ/LC3BⅠ的表达水平降低,接受SG手术后,相对于Obesity组和SHAM组,Beclin-1、LC3B Ⅱ/LC3B Ⅰ的表达水平升高,提示SG术后大鼠肝脏自噬活性增强。对大鼠行SG手术的同时腹腔注射CQ阻断自噬后,肝脏脂质沉积增多,提示自噬在SG手术减少肝脏脂质沉积中发挥重要作用。研究结论1.SG手术具有减轻体重,改善肝功能及脂代谢的作用;2.SG术后GLP-1水平升高;3.SG术后自噬水平增强,肝脏脂质沉积减少。第二部分:AMPK/mTOR信号通路在GLP-1类似物增强自噬改善HepG2细胞脂毒性中的作用研究目的本部分通过高脂培养基培养HepG2细胞建立高脂环境,然后验证GLP-1类似物对细胞脂代谢的作用,观察这种作用是与自噬相关,然后对GLP-1类似物可能参与的信号通路进行探讨。研究方法1.培养HepG2细胞,将细胞分为以下几组:(1)在正常培养基中培养的细胞,作为正常对照;(2)在游离脂肪酸(FFA)(油酸/棕榈酸=2:1)培养基中培养的HepG2细胞;(3)在补充有GLP-1类似物的FFA培养基中培养的HepG2细胞,GLP-1类似物浓度分别为25nM、50nM、100nM和200nM。2.为了研究GLP-1在自噬中的作用,我们使用靶向Beclin-1的shRNA质粒敲低了 Beclin-1的表达。将细胞分为以下组:(1)在正常培养基中培养的HepG2细胞;(2)在FFA培养基中培养的HepG2细胞;(3)空载体质粒转染HepG2细胞,然后在补充100nMGLP-1类似物的FFA培养基中培养;(4)shBeclin-1质粒转染HepG2细胞,然后在补充100nM GLP-1类似物的FFA培养基中培养。3.为了验证GLP-1调节自噬的信号通路,我们使用了 AMPK抑制剂(Compound C)。将细胞分为以下组:(1)在正常培养基中培养的HepG2细胞;(2)在FFA培养基中培养的HepG2细胞;(3)在补充100nM GLP-1类似物的FFA培养基中培养的HepG2细胞;(4)在补充100nM GLP-1类似物的FFA培养基中培养的HepG2细胞,同时使用Compound C。4.Western Blotting对细胞自噬水平、凋亡通路相关蛋白以及AMPK/mTOR信号通路相关蛋白进行检测;免疫荧光用于检测自噬流强度;油红O染色用于检测肝细胞内脂质沉积;流式细胞术用于细胞凋亡的检测;qRT-PCR用于内质网应激相关分子检测。5.Western Blotting对大鼠SG术后AMPK和mTOR的磷酸化水平进行检测。研究结果1.GLP-1类似物对FFA诱导的人肝HepG2细胞内自噬水平的影响:与单纯FFA处理相比,随着GLP-1类似物浓度的提高,Beclin-1的表达水平升高和LC3BⅠ向LC3B Ⅱ的转化增多,且两者均呈剂量依赖性的升高。2.通过Western Blotting、免疫荧光和油红O染色证实:相对于单纯高脂培养基处理,GLP-1类似物处理HepG2细胞内脂质沉积减少,内质网应激及细胞凋亡均减少,敲低Beclin-1的表达降低自噬水平后,部分逆转了 GLP-1类似物所致的治疗效果,即细胞内脂质沉积增多,内质网应激和细胞凋亡增多。3.应用AMPK抑制剂后,GLP-1类似物处理的HepG2细胞自噬水平降低,细胞内脂质沉积增多。4.各组大鼠肝组织的总mTOR水平无明细差异,接受SG术后,相较于SHAM组和Obesity组,mTOR的磷酸化水平降低,提示mTOR对自噬活性抑制的降低。同样,AMPK的总蛋白水平未见明显差异,而SG组AMPK的磷酸化水平相较于Obesity组和SHAM组明显升高,提示SG术后AMPK的激活。研究结论1.GLP-1类似物对肝细胞自噬信号通路具有促进作用,且这种作用具有一定的剂量依赖性;2.自噬是GLP-1类似物改善肝细胞脂质沉积的机制之一;3.GLP-1类似物通过促进自噬减轻FFA诱导的肝细胞凋亡;4.GLP-1类似物通过促进自噬减轻FFA诱导的内质网应激;5.AMPK/mTOR信号通路参与了 GLP-1类似物在肝细胞引起的自噬;6.SG术后AMPK磷酸化水平升高而mTOR磷酸化水平抑制。
刺激响应性嘌呤霉素前药和嘌呤霉素衍生物的合成及生物应用
嘌呤霉素(Puro)是一种模拟氨酰t RNA功能的蛋白质合成抑制剂,在细胞筛选、新生蛋白质的检测和选择性标记、翻译核糖体的亚细胞定位等方面具有广泛的应用。然而,嘌呤per-contact infectivity霉素的非选择性细胞毒性限制了其成为治疗试剂的发展。刺激响应性前药可以利用内源性/外源性刺激在肿瘤细胞中选择性地释放出抗肿瘤药物,不仅可以显著提高肿瘤治疗效果还能降低药物对正常组织的毒副作用。因此,将嘌呤霉素设计成内源性/外源性刺激激活的前药将会推动嘌呤霉素作为抗癌药物的发展。二硫键和二硒键是内源性或外源性刺激常用的反应位点,其中线性二硫键已被应用到各种硫醇激活的诊疗前药中,而环状二硫键对硫氧还蛋白还原酶(Trx R)具有独特的选择性。此外CP-690550价格,二硒键比二硫键具有更高的反应活性,许多刺激响应性药物递送系统都是利用线性二硒键的氧化还原特性设计的。本论文通过二硫/二硒结构单元保护嘌呤霉素的氨基,设计合成了一系列内源性/外源性刺激激活的嘌呤霉素前药,并通过点击反应合成了一系列嘌呤霉素衍生物,随后研究了嘌呤霉素前药和嘌呤霉素衍生物的作用机制和抗肿瘤效果。具体内容如下:第一章:绪论部分。首先,我们概述了嘌呤霉素及其衍生物作为工具分子在化学生物学中的应用。然后,我们对二硫/二硒结构在前药设计和药物递送系统中的应用进行了归纳和总结。最后,我们简要综述了基于肿瘤微环境的内源性刺激激活前药和基于生物正交剪切反应以及光控释放反应的外源性刺激激活前药的研究进展。第二章:Trx R是一种肿瘤细胞中过表达的含硒蛋白,在维持细胞氧化还原平衡中扮演着重要角色,设计Trx R特异性激活的前药将会推动以Trx R作为内源性刺激的抗癌前药的发展。我们通过环状二硫结构单元和线性二硫结构单元保护嘌呤霉素的氨基,设计了内源性刺激激活的嘌呤霉素前药S1-Puro和S2-Puro。其中含线性二硫结构的S2-Puro可以被内源性的小分子巯基和蛋白巯基激活,而含环状二硫结构的S1-Puro可以特异性地被内源性的Trx R激活。S1-Puro在Trx R过表达的肿瘤细胞中具有更高的细胞毒性,为嘌呤霉素成为靶向Trx R的抗癌药物提供了新的设计思路。第三章:外源性刺激激活的前药可以实现药物的时空控制释放,降低药物的脱靶现象,提高抗肿瘤效果。我们通过环状二硒结构单元和线性二硒结构单元保护嘌呤霉素的氨基,设计了外源性刺激激活的嘌呤霉素前药Se1-Puro和内源性刺激激活的嘌呤霉素前药Se2-Puro。其中含线性二硒结构的Se2-Puro可以被内源性的小分子巯基和蛋白巯基激活,而含环状二硒结构的Se1-Puro不能被内源性的生物巯基激活却可以被外源性的二硫苏糖醇(DTT)激活。Se1-Puro的这种独特响应机制为五元环状二硒结构作为外源性刺激反应位点提供了新的设计策略。第四章:诊疗前药是一种结合化疗和组织成像的新型前药设计策略,可通过检测报告分子来监测药物的释放和分布,在癌症的精准治疗中有很大的应用潜力。我们通过氨基甲酸酯键将嘌呤霉素和不同发射波长的荧光团共价连接到线性二硫结构单元的两侧,合成了三种谷胱甘肽(GSH)激活的selleckchem MK-4827诊疗前药AFC-SS-Puro,ANA-SS-Puro以及ADM-SS-Puro。三种前药都能在细胞中被GSH激活并释放出荧光,可以监测嘌呤霉素的释放和分布。第五章:嘌呤霉素的非选择性细胞毒性是限制其成为治疗药物的关键所在。我们通过点击反应对3′-叠氮-3′-脱氧-N,N-二甲基腺苷(嘌呤霉素叠氮核苷)进行衍生化,合成了一系列含有1,2,3-三氮唑的嘌呤霉素衍生物,并选用四种不同的肿瘤细胞对这些化合物进行了初步的毒活测试。所有的嘌呤霉素衍生物在低浓度(5μM)下几乎没有细胞毒性,说明嘌呤霉素的氨基酸部分是其发挥抑制蛋白质合成功能的关键所在。第六章:对本论文工作进行了总结,并对以嘌呤霉素作为抗肿瘤药物设计内源性/外源性刺激激活的前药进行了展望。
DNA甲基化在多倍体甘蔗基因组进化及组织特异性基因表达差异研究
DNA甲基化是一种稳定、保守、可逆且可以遗传给后代的表观遗传修饰,广泛存在于动物、植物以及微生物中,参与基因表达调控、抑制转座子活性等。相较于其它表观遗传修饰,DNA甲基化在动、植物中的研究是最为广泛和透彻的。在植物中,DNA甲基化参与发育、果实成熟、胁迫响应等,并在多倍体亚基因组分化以及重要农艺性状形成中发挥重要作用。因此,DNA甲基化在作物育种和品种改良中具有广阔的应用前景。甘蔗是重要的亚热带经济作物,其RepSox基因组的高倍性和高复杂度使medical endoscope甘蔗的基因组学、基因功能挖掘以及多组学关联分析等研究进展缓慢,甘蔗表观基因组尤其是DNA甲基化研究鲜少报道,DNA甲基化在甘蔗同源等位基因以及组织特异性基因表达中的调控作用尚不清楚。甘蔗AP85-441基因组的公布和同源等位基因的鉴定,为开展DNA甲基化在甘蔗基因组进化和基因的表达调控等研究奠定了基础。本研究拟对“中蔗1号”的不同组织(叶、根、茎皮和茎髓)进行单碱基分辨率的全基因组甲基化和转录组测序,探究DNA甲基化在同源等位基因表达偏倚中发挥的作用;解析受DNA甲基化调控的表达偏倚的等位基因AM-2282溶解度的功能;探究甘蔗组织之间的DNA甲基化分布以及特征;揭示甘蔗中DNA甲基化对基因表达的调控作用及其对性状相关基因表达的调控作用。期望挖掘出有价值的遗传资源,为甘蔗基因功能研究以及育种工作提供理论基础。本研究对甘蔗不同组织进行比较基因组学、表观组学和转录组学之间的关联分析。通过对甘蔗同源等位基因之间表达水平、遗传变异以及DNA甲基化变异的分析,探究DNA甲基化在甘蔗基因组进化中的意义。此外,通过不同组织之间DNA甲基化模式和水平、DNA甲基化与基因表达之间关系等分析,进行DNA甲基化在甘蔗组织特异性基因表达差异研究。主要研究结果如下:1)甘蔗亚基因组之间等位基因的表达不存在偏倚和单亚基因组优势现象,但是在两两比较时有大量的等位基因之间存在表达偏倚(|Foldchange|>2)。等位基因之间的表达模式在甘蔗不同组织之间是保守的,尤其是非平衡等位基因。此外等位基因中优势表达的基因在进化过程中受到更强烈的纯化选择。2)Dominant和suppressed等位基因之间说明DNA甲基化变化和遗传变异与等位基因表达偏倚密切相关。更重要的是,受DNA甲基化调控的差异表达的等位基因具有重要的生物学功能并参与重要的农艺性状相关的生物学途径,比如响应胁迫和糖的运输等。3)甘蔗不同组织之间甲基化模式相似,但甲基化水平存在差异,茎髓中甲基化水平最高,其次是茎皮、根、叶;此外基因富集区域的甲基化水平低,而转座子富集区域甲基化水平高。不同组织之间甲基化差异是由于DNA去甲基化途径占主导作用引起的。4)基因编码区域的CG甲基化水平与基因表达水平呈正相关关系,转录起始位点或者终止位点附近的甲基化与基因表达负相关,此外基因上游区域的CHH甲基化与基因表达水平呈现正相关的关系;说明DNA甲基化参与调控基因表达,不同遗传位置以及不同序列类型的甲基化对基因的调控作用不同。5)组织之间甲基化水平的差异导致两两组织之间存在大量的DMRs(Differentially methylated regions),尤其是CHH-DMRs,此外含有DMR的基因更倾向于差异表达。DMR相关的差异基因参与重要的生物学途径,比如光合作用、蔗糖合成、响应胁迫等。更重要的是,受DNA甲基化影响的差异表达基因具有重要的生物学功能,比如SPS、SWEET、NAPDH、FBPase。6)甘蔗中含有许多DMV(DNA methylation valley)区域,其中包含有大量的转录因子和蔗糖合成相关的基因,比如WRKY、b ZIP、WOX和Pectate lyase等。这些DMV基因在组织之间的表达可能受到组蛋白修饰、TF调控等因素调控。综上所述,通过比较基因组学、DNA甲基化和转录组的关联分析,构建了甘蔗全基因组DNA甲基化图谱,揭示了DNA甲基化对甘蔗亚基因组分化以及等位基因功能的影响,加深了对DNA甲基化和基因表达之间复杂的相互作用的理解,初步解析了DNA甲基化对甘蔗蔗糖相关基因的重要作用,这有助于甘蔗的关键农艺性状的研究,为同源等位基因的转录调控提供了独特的表观遗传学见解,同时为为利用表观遗传进行高产、高糖、高抗甘蔗育种和品种改良提供理论基础,有利于其它多倍体作物的表观遗传学研究。
桑白皮中COX-2抑制剂先导化合物的筛选和抗炎活性研究
动物疾病伴随着炎症发生,炎症的过度反应可以引发动物机体多种疾病使得养殖业的发展遭受阻碍。目前临床上治疗炎症的药物大多以化学合成类药物为主,长期使用会引起如胃肠道反应等副作用,而天然药物有着靶点多、高效、毒性低、不易耐药的优点。因此,从天然药物中探寻具有抗炎效果的化合物越来越为国内外学者们所关注。桑白皮(Mulberry bark)为桑属植物桑的干燥根茎,具有降血糖、抗炎、抗肿瘤等一系列药用功能,主要成分包括酚类、多糖和挥发性成分等。环氧合酶-2(COX-2)在结构上具有特异性,利用此特性可筛选拥有良好特异性且无胃肠道副作用的COX-2抑制剂。本课题组前期研究建立了桑白皮异戊烯基黄酮类化合物分子库,预实验表明该类成分具有一定的抗炎作用。因此本研究以桑白皮中的三种异戊烯基黄酮类化合物为研究对象,分析与COX-2的结合能力以及成药性,筛选先导化www.selleck.cn/products/cobimetinib-gdc-0973-rg7420合物,探究先导化合物的抗炎活性,以期为兽医临床天然抗炎新兽药的研究提供参考。本研究利用分子对接以及ADMET和类药性的预测,初步分析三种化合物与COX-2蛋白的作用靶点以及成药性优劣;通过MTT试验筛选出三种化合物的最佳试验浓度,再利用脂多糖(LPS)诱导的RAW 264.7细胞炎症Short-term antibiotic模型,测量三种化合物对炎症介质NO的影响;使用COX-2抑制剂试剂盒筛选出效果最佳的先导化合物。首先构建LPS诱导的小鼠RAW 264.7巨噬细胞炎症模型和急性肺损伤(ALI)小鼠模型,采用Griess法、和HE染色法分别检测先导物干预后,炎症介质NO含量的变化和肺组织的病理变化;采用酶联免疫吸附剂法(ELISA)测定先导物对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)含量的影响,阐明先导化合物的体内外抗炎活性;再使用角叉菜胶构建大鼠足肿胀模型,依据对其足部消肿速度的影响进一步评价该先导物的体内抗炎效果。本研究的虚拟筛选初步确定桑根皮醇与COX-2蛋白靶点结合最好且成药性最佳,结合酶抑制实验确定其为先导化合物;体内外抗炎试验结果表明,桑根皮醇显著降低ALI小鼠肺湿/干重比值,能够极显著降低TNF-α、IL-6、IL-1β和炎症介质NO的含量,促进IL-10的分泌,并Protein Tyrosine Kinase抑制剂呈现出剂量依赖趋势;同时桑根皮醇能够显著加快足肿胀大鼠的消肿速度,具有显著的抗炎作用。综上所述,本试验成功筛选出桑白皮中具有抗炎效果的先导化合物桑根皮醇,并且该化合物符合类药原则,有良好的成药性;同时体内外抗炎试验显示桑根皮醇具有显著的抗炎活性,有较大开发潜力。本研究为兽医临床绿色天然抗炎药物的研究提供了一定的理论参考。
天女木兰蛋白激酶MsSnRK2A、MsSnRK2E基因克隆及其功能分析
天女木兰(Magnolia sieboldii K.Koch)是木兰科植物,落叶小乔木。具有较高的药用价值与经济价值。然而天女木兰种子萌发率低、出苗困难。脱落酸(abscisic acid,ABA)是种子休眠诱导和维持的正调控因子,主要受ABA信号传递途径的调控。SnRK2是ABA信号传导途径中的正调控因子。本研究克隆得到天女木兰种子萌发过程中鉴定到的关键基因SnRK2A、SnRK2E、SAPK10。并通过实时荧光定量PCR探究MsSnRK2A、MsSnRK2E在天女木兰不同组织及其在PEG处理下随时间的相对变化量、不同浓度脱落酸处理下种子休眠解除过程及吸胀过程的相对表达量。利用亚细胞定位及拟南芥遗传转化技术进一步验证基因功能。为进一步探讨SnRK2A、SnRK2E基因在天女木兰的种子萌发过程中的功能奠定了基础。本研究主要结果如下:1.天女木兰种子在不同浓度ABA的处理下,层积48-56 d期间,CK含水量高于其它浓度处理下含水量。随着外源ABA浓度升高,天女木兰种子发芽率降低。层积过程中内源ABA含量大体上呈先上升后下降趋势SB203580浓度,在层积16天时达到峰值。2.成功克隆了天女木兰MsSnRK2A、MsSnRK2E、MsSAPK10基因,三个基因的开放阅读框全长分别为1068 bp、1080 bp、1083 bp,编码355、359、360个氨基酸残基;通过构建进化树,发现天女木兰的MsSnRK2A与Cm SnRK2A亲缘关系最近,MsSAPK10与Os SAPK10亲缘关系最近;亚细胞定位预测都在细胞核。3.在天女木兰不同组织中,MsSnRK2A在干种子中表达量最高,MsSnRK2E在叶中表达量最高。PEG处理下,根、叶中MsSnRK2A的表达量都在12 h到达峰值,茎中MsSnRK2A在6 h到达峰值;根中MsSnRK2E在6 h到达峰值,茎、叶中MsSnRK2E的表达量都在12 h时到达峰值。MsSnRK2A和MsSnRK2E基因在吸胀过程中的表达量都有先升高后降低的趋势。通过在不同浓度ABA处理下,天女木兰种子层积过程中的表达分析结果发现:在设置的浓度梯度范围内,MsSnRK2E表达量随着ABA浓度升高而降低。MsSnRK2A表达量随着ABA浓度升高而升高。4.MsSnRK2A、MsSnRK2E蛋白定位在细胞核中。为了研究MsSnRK2A、MsSnRK2E的生物学功能,利用单酶切成功构建了p RI101-MsSnRK2A-GFP、p RI101-MErdafitinib体外sSnRK2E-GFP植物表达载体,并通过花序侵染法将其转入哥伦比亚野生型拟南芥及突变体snrk2a、snrk2e进medial stabilized行遗传转化,获得了过表达T1代转基因植株。
单核苷酸多态性微阵列技术在高龄孕妇产前诊断中的应用
目的 探讨染色体核型与单核苷酸多态性微阵列技术(SNP array)在高龄妊娠孕妇胎儿的产前诊断中联合应用的临床价值及染色体变异位点与相应临床表型的关联性。方法 统计2016年1月—2020年12月来广西壮族自治区妇幼保健院遗传门诊就诊的2 642例因高龄妊娠(≥35岁)而行羊膜腔穿刺抽取羊水的孕妇,采用常规的传代细胞培养,行染色体核型分析,G显带;同时并行SNP array技术检测染色体拷贝数变异(copy number variations, CNVs)。结果 共2 642例高龄孕妇羊水样本进行核型分析,检出44例非整倍体染色体异常,其中21-三体综合征最多(65.9%,29BLZ945使用方法/44),其次为18-三体综合征(9.1%,4/44)、13-三体综合征(4.5%,2/44)、性染色体非整倍体嵌合(20.5%,9/44)。SNP array技术还检出20例染色体微缺失或微重复异常,以及104例临床意义未明病例。检测率方面比较,SNP array检测明显高于核型分析技术(P<0.05)。核型分析在年龄段中的比较:35~37岁年龄段异常检出率与38~40岁年龄段;以及38~40岁年龄段与41~43岁年龄段差异均无统计学意义(均P>0.05),41~43岁年龄段异常检出率与≥44岁年龄段差异有统计学意义(P<0.05)。SNP array技术在高龄妊娠这4个年龄段检出率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 高龄妊娠与胎儿染色体异常相关,以染色体非整倍体为主,但也存在CNVs、易位等染色体异常。作为高龄Staurosporine体内实验剂量妊娠的胎儿,同时进行染色体核型分析和SNP array检Hepatocyte histomorphology测,可以为高龄妊娠胎儿的遗传咨询和预后评估提供更为精准的信息和依据。
大豆疫霉GH7家族糖基水解酶PsGH7c和PsGH7d的功能研究
植物病原菌通过分泌细胞壁降解酶降解寄主细胞壁来促进侵染。研究发现大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)两个糖基水解酶GH7家族蛋白PsGH7c和PsGH7d侵染初期高度上调表达。PsGH7c和PsGH7d在多个卵菌物种中高度保守,并且氨基酸序列具有高度相似性(>80%)。然而,它们在毒力中的致病机制以及是否在卵菌中产生协同作bacterial co-infections用仍然未知。通过CRISPR/Cas9基因编辑系ABT-199配制统获得PsGH7c和PsGH7d的敲除突变体,与野生型大豆疫霉菌株相比,突变体菌株对大豆感病品种的毒力显著降低,推测它们是大豆疫霉菌侵染所必需的毒力因子。同时观察发现,PsGH7c和PsGH7d的敲除突变体游动孢子萌发后无法突破寄主细胞壁。因此,深入研究PsGH7Gefitinib体外c和PsGH7d的致病功能和作用机制,对植物细胞壁抗性研究以及有针对性地开发大豆分子育种靶标和植物疫病新型药剂具有重要的指导意义。
秸秆覆盖与施氮对丘陵旱地小麦根系构型改善及H~+、NO_3~-吸收与利用的影响
【目的】研究西南丘陵旱地小麦、玉米轮作系统中秸秆覆盖后小麦根系构型与根尖氮素转运的过程,阐明秸秆覆盖与施氮促进小麦氮素高效吸收利用的生理基础。【方法】试验于2020—2022年在四川仁寿现代农业试验站进行,采用原位土柱试验与大田定位试验相结合,试验设计为二因素裂区试验,秸秆覆盖(SM:秸秆覆盖;NSM:秸秆不覆盖)为主区,副区为施氮量(N0:0;N1:120 kg·hm~(-2))。针对西南丘陵旱地土壤干旱抑制根medical audit系伸长、导致小麦生物量和养分利用效率低的现状,分析秸秆覆盖和氮素对土壤理化性状、小麦根系构型、根尖氮吸收、植株生物量和地上部氮素积累与利用的影响。【结果】2020—2021年度和2021—2022年度秸秆覆盖处理较不覆盖处理土壤硝态氮含量分别增加43.1%和30.8%,铵态氮增加21.8%和18.8%;秸秆覆盖提高了小麦拔节期、孕穗期和开花期0—10 cm土层的根长、根表面积和根体积,且施氮也显著增加0—10 cm土层根长、根表面积和根体积。同时秸秆覆盖与施氮均可显著提高小麦根尖H~+、NO_3~-的吸收速Entinostat molecular weight率和净吸收速率,降低0—20 cm土层根尖的H~+外排速率;秸秆覆盖与施氮显著提高根系硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,且地上部氮素积累量和生物量两年度分别平均提高25.8%和35.8%。H~+吸收速率、NO_3~-吸收速率、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、氮素积累量与0—10 cm土层根长、根表面积和根体积呈显著正相关(P<0.05)。【结论】在西南丘陵旱地小麦、玉米轮作系统中,玉米秸秆覆盖与施氮能够增加小麦季土壤无机氮含量,表层根系分布和根尖H~+、NO_3~-吸收速率,促进氮素吸收与根尖氮素转运进而促进地上部氮素同化与积累;秸秆覆盖配合120 kg N·hm~(-2)是适用于四川selleck产品丘陵旱地小麦高产、氮素高效利用的绿色生产模式。