目的:克隆表达人源基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的C－端类血红素结合域片段PEX,在鸡胚脲囊膜模型上研究PEX对血管发生,乳腺癌BICR-H1的生长及转移抑制作用。方法:构建人源PEX的原核表达载体pET-28a(+)-PEX-His,转化大肠杆菌BL21DE3-pLys,异丙基β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导PEX蛋白;包涵体蛋白经尿素变性后,通过Ni-NTA 琼脂糖鏊合柱纯化、复性蛋白;观察其对人脐静脉血管内皮细胞增殖和鸡胚脲囊膜血管生长的影响;用带有绿色荧光蛋白(GFP)的腺病毒感染高转移人乳腺癌细胞BICR-H1,接种细胞到10日鸡胚脲囊膜上致瘤,通过静脉注射不同剂量PEX后,观察瘤重、体积和肺转移。结果:5~30μg经原核表达纯化的人PEX蛋白能有效抑制人脐静脉血管内皮细胞增殖能力,表现为时间和剂量依赖效应,并可抑制鸡胚脲囊膜血管发生。BICR-H1的生长及转移在10μg PEX作用时可得到有效抑制,30μg时则完全抑制,未见有肿瘤在接种部位的形成,更未观察到肺脏的转移灶。结论:原核表达纯化的人源PEX具有抑制血管生成、进而抑制乳腺癌BICR-H1细胞的生长和转移作用,是潜在的抗血管发生治疗肿瘤药物,有进一步研发价值。
血管生长抑制因子Kringle 5 是目前发现的抑制血管内皮细胞增殖和肿瘤生长的活性最强的纤溶酶原片段,特异性高而毒副作用小,在肿瘤的治疗方面具有潜在的巨大价值和广阔的应用前景。根据K5基因的序列设计PCR引物,通过PCR从已有的克隆载体扩增出人纤维蛋白溶酶原的K5部分基因,将K5基因克隆入原核表达载体pET15b,经序列测定,成功构建了pET15b-K5非融合表达载体。将重组载体导入大肠杆菌中IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析目的蛋白主要以可溶形式存在于菌体中,破碎后上清通过阳离子交换层析,纯化获得纯度大于95%的目标蛋白,脱盐后对分子量测定推测形成了三聚体。通过鸡胚绒毛尿囊膜法证明蛋白产物对鸡胚绒毛尿囊膜血管增生有一定的抑制作用。
为进一步改造重组人激肽释放酶1(hK1),以期提高其生物活性,制备了通过柔性接头相连接的重组人激肽释放酶1-L-IgG1 Fc融合蛋白(hK1-L-Fc)。采用重叠延伸PCR技术构建hK1-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pcDNA3.1,在中国仓鼠卵巢细胞(CHO-S)中表达。利用Protein A 亲和层析柱纯化融合蛋白,SDS-PAGE、Western blotting、飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、HPLC检测表达产物,底物法检测融合蛋白的体外活性。结果显示:成功构建pcDNA3.1-hK1-L-Fc重组表达载体;获得稳定表达融合蛋白的细胞株;无血清悬浮批式培养的表达量在0.7 mg/L以上;纯化的蛋白其纯度在95%以上,分子量约60 kDa;活性检测显示其比活性在9.2 U/mg以上,较hK1-Fc蛋白提高了18%以上。
目的:探讨重组干扰质粒pshRNA-COX-2对人肝癌细胞Hep3B裸鼠皮下移植瘤生长和肿瘤血管生成的抑制作用。方法:重组干扰质粒pshRNA-COX-2转染Hep3B细胞并筛选后,RT-PCR和Western blot检测COX-2mRNA和蛋白表达,RT-PCR检测VEGFmRNA表达。将被成功转染的Hep3B细胞种植于裸鼠皮下,测量肿瘤大小,4周后处死裸鼠,免疫组织化学法检测肿瘤组织中COX-2蛋白表达和肿瘤微血管密度(MVD)。结果:与未转染细胞相比,干扰组COX-2mRNA和蛋白表达抑制率分别为65.3%和52.8%(P<0.05),干扰组VEGFmRNA表达抑制率为56.5%(P<0.05)。干扰组瘤体大小明显小于阴性组和空白组(P<0.01)。干扰组COX-2得分和MVD均明显低于阴性组和空白组(P<0.01)。结论:pshRNA-COX-2通过抑制COX-2表达明显抑制人肝癌细胞Hep3B裸鼠皮下移植瘤生长和肿瘤血管生成。
目的:研究印记基因PEG10修饰的树突状细胞(DC)疫苗对肝癌细胞的杀伤效应,为肝癌的治疗提供新的策略。方法:将重组PEG10腺病毒rAd-PEG10感染HLA-A2阳性的人外周血来源的DC,制备PEG10基因修饰的DC疫苗,并在体外刺激HLA-A2阳性限制性的单个核细胞,酶联免疫斑点试验(Enzyme Linked Immunospot Assay, ELISPOT)和标准51Cr释放试验分别检测PEG10腺病毒感染的DC所诱导的特异性CTL活性,并检测对HLA-A2阳性的HepG2肝癌细胞的杀伤作用。结果:成功制备了PEG10基因修饰的树突状细胞(DC)疫苗,并在体外能有效诱导抗原特异性CTL效应,对HepG2肝癌细胞有明显的杀伤毒性。结论:PEG10基因修饰的树突状细胞能有效激发出特异性CTL应答,并对HepG2肝癌细胞有明显的杀伤毒性,为肝癌治疗提供了新思路。
TAT蛋白转导肽是HIV-1病毒编码的一段富含碱性氨基酸序列的多肽,能够高效介导多种外源生物大分子通过多种膜性结构,如细胞质膜和血脑屏障等。为探索TAT蛋白转导肽介导的秀丽线虫体内外源蛋白跨膜转导作用,以EGFP为报告基因结合常规分子克隆技术构建了原核表达载体pET28b-EGFP和pET28-TAT-EGFP,继而利用诱导剂IPTG(终浓度1mmol/L)诱导表达了靶蛋白并结合荧光显微观察、SDS-PAGE和Western blot等鉴定技术获得表达靶蛋白的大肠杆菌BL21(DE3)细胞,最后将其涂布到含有Kana+的LB固体培养基上直接饲喂野生型N2株系线虫,利用荧光显微镜观察绿色荧光信号在线虫体内的分布。结果证明,TAT-EGFP融合蛋白较之于EGFP可高效、可溶性表达,而且通过直接饲喂秀丽线虫表达靶蛋白的大肠杆菌48小时后,TAT-EGFP荧光信号明显分布于线虫肠壁细胞,而EGFP荧光信号则分布在秀丽线虫肠腔,空载体对照组未见任何荧光信号,说明TAT蛋白转导肽能够高效介导外源蛋白在秀丽线虫体内跨膜转导。同时,通过比较空载体对照组与实验组线虫微分干涉图像,未见线虫出现明显的细胞形态变化,说明TAT蛋白转导肽介导的外源蛋白跨膜转导作用是安全的,为在秀丽线虫体内直接研究外源蛋白的功能以及进行蛋白药物的研发提供了重要参考。
通过对猪SRPK3基因初步的研究,为猪分子遗传育种提供基础分子生物学信息,为猪的遗传育种提供分子标记。以大白猪为实验材料,采用RT-PCR方法克隆了精氨酸-丝氨酸蛋白激酶3 (serine/arginine-rich specific kinase 3,SRPK3) 的全长基因CDS区;采用生物信息学方法分析了SRPK3基因核酸序列并对其所编码的的蛋白序列进行了预测与分析编码蛋白序列的结构特点;采用PCR-SSCP方法对大白猪,野猪,民猪及野家杂交猪的SRPK3基因的多态性进行了检验;采用实时荧光定量PCR (Real-time) 方法检测了SRPK3在1日龄和30日龄大白猪及杜洛克的心脏、肌肉、脾脏、肝脏、肾脏、肺脏、胃、小肠、大肠、脑的表达情况;采用皮下注射的方式构建猪骨骼肌损伤模型用于研究在骨骼肌修复过程中SRPK3基因表达特性。经拼接所得到的1 708bp核苷酸片段,涵盖了SRPK3基因的全长CDS (1 701bp),该基因编码含567个氨基酸片段;蛋白存在两个S_TKc结构域,猪SRPK3蛋白序列与人和牛的相似性较高。PCR-SSCP检测发现第6外显子上A629→G629,T653→T653的突变,氨基酸变化为Pro→His,Ile→Thr;第9外显子处的G1059→ A1059,氨基酸无突变。利用荧光定量PCR研究发现,表达结果显示该基因表达具有组织和种间特异性。SRPK3基因的表达在整个骨骼肌细胞损伤修复过程中逐渐升高。SRPK3基因主要在肌肉和心肌内表达,骨骼肌损伤修复过程中伴随骨骼肌细胞分化SRPK3的表达持续升高,推测其可能与骨骼肌细胞发育相关。
目的:探究NH4+浓度对大肠杆菌E.coli TRTH发酵生产L-色氨酸的影响。方法:通过外源添加试验,利用30 L发酵罐进行分批补料发酵试验,考察E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸过程中生物量、L-色氨酸产量、有机酸含量、耗糖速率、发酵液中NH4+浓度及质粒稳定性变化。建立了大肠杆菌合成L-色氨酸的代谢流平衡模型,应用 MATLAB 软件计算出E. coli TRTH发酵中后期代谢网络的代谢流分布。结果:发酵结果显示,利用NaOH和氨水混合补料,控制NH4+浓度在120 mmol/L以下,菌体能够以较长时间和较高比生长速率保持对数生长,最终菌体生物量和L-色氨酸产量分别提高了12.16%和19.80%。随着NH4+浓度的增加,发酵液中丙酮酸、乳酸及乙酸浓度均略有增加,细胞质粒稳定性下降。控制NH4+浓度在120 mmol/L以下,E. coli TRTH发酵生产L-色氨酸的代谢流量分析结果表明,EMP途径的代谢流量降低7.31%,PP途径的代谢流量增加7.14%,TCA循环的代谢流量降低22.04%。结论:高浓度的NH4+导致菌体生长提前结束,耗糖速率降低,产酸受阻,控制NH4+浓度在120 mmol/L以下,解除了NH4+对菌体生长和产物生成的抑制,使得菌体生物量和L-色氨酸产量大幅提高,实现了高密度发酵培养的目的。
光生物反应器设计中,气体分布器对微藻生长有较大的影响,尤其是在鼓泡式光生物反应器中更为显著。实验考察了采用氧化铝烧制的多孔气体分布器的5L鼓泡式光生物反应器中通气速率、CO2 浓度对小球藻LICME002生物量、叶绿素含量、油脂积累的影响。对该气体分布器下的CO2浓度和通气速率对小球藻的作用机理进行了初步的探讨。结果表明,CO2浓度为3%时,该株微藻生物量、叶绿素、油脂积累的最佳;CO2浓度超过6%时各项指标显著下降。通过对0.1vvm,0.4vvm,0.7vvm、1.0vvm的通气速条件下的各项指标的分析,确定最佳通气条件为0.4vvm。结论显示,在最佳通气速率和CO2浓度下,微藻生物量能达到1.52g/L,油脂含量达到31.5%。
在一套由搅拌罐和管式反应器串联而成的组合式反应系统中,利用酿酒酵母进行连续发酵生产高浓度乙醇。后续管式反应器内通过装填聚氨酯颗粒和木块对酵母细胞进行吸附固定化,在乙醇抑制造成细胞活性大幅降低的情况下,通过大幅提高细胞浓度保证发酵效率,在稀释速率0.02h-1和280g/L葡萄糖的条件下,系统的终点乙醇浓度为15.4 % (v/v)。研究表明在一定稀释速率之下,应该通过增加反应器的级数来降低稀释速率,以达到提高终点乙醇浓度,如简单地降低进料速率则可能增加整个系统所受的乙醇抑制,对提高终点乙醇浓度效果不显著。
比较了SA-PVA-SiO2固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO2固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO2固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。
利用超滤膜对珊瑚藻中溴过氧化物酶(EC 1.11.1.18,分子质量740kDa)进行分离纯化,对膜的截留分子质量、操作压力、起始蛋白质浓度、搅拌速率、pH、离子强度等条件进行了优化。超滤分离纯化最优条件为:截留分子质量为100kDa的聚偏氟乙烯(PVDF)膜,操作压力为0.02MPa,搅拌速率为600r/min,起始蛋白质浓度为0.1g/L,pH=6.0。对粗酶液先进行热沉淀纯化,再进行超滤纯化,溴过氧化物酶被纯化了21倍,比活为212U/mg,酶活回收率为96%。
干细胞以其多潜能性和自我更新能力成为人类早期胚胎研究、干细胞治疗和组织工程修复中的主要细胞来源和种子细胞。但传统细胞研究方法难以提供干细胞生长和分化所需的复杂多层次的微环境,使研究结果与体内真实情况相差甚远,尽可能模拟和精确调控干细胞培养微环境,进而控制干细胞自我更新或分化命运,成干细胞研究的难点。微流控芯片可以更真实地模拟干细胞小生境(niche);实时可控的对单个干细胞加载剪切力和生长因子;其透明的装置可对细胞行为进行跟踪观察等研究细胞微环境中占有优势,从而受到越来越多干细胞研究者的关注。结合对微流控技术研究经验,对干细胞微环境构建所需条件进行了综述,总结了微流控在干细胞研究中所取得的成果,并展望了微流控技术在干细胞研究中的应用前景。
近年来,亚单位疫苗、DNA重组疫苗、合成肽疫苗等新型疫苗不断涌现,这些疫苗纯度高、特异性强。但其分子小,免疫原性较差,难以诱导机体产生有效的免疫应答,需添加佐剂来增强其免疫原性或增强宿主对抗原的保护性应答。免疫学的研究阐明了固有免疫如何调节适应性免疫。随着固有免疫学的发展和生化技术的提高,开发特异性更强、生物安全性更高的免疫佐剂越来越受到重视。对佐剂的分类、作用机理,固有免疫学的研究进展进行了综述,并就未来发展趋势提出自己的观点,为临床应用和进一步研制高效、低毒的免疫佐剂提供了参考。
利用聚合酶链式反应(PCR)进行的核酸体外扩增是1983年开始发展起来的一项革命性技术,目前已被广泛运用于现代化的农业和医学以及食品工业等领域,特别是在人类认知基因和基因组的过程中,体外核酸扩增技术做出了卓越的贡献。最初,体外核酸扩增技术主要是利用耐高温的DNA聚合酶(Taq酶),这样就使核酸的体外扩增反应可以在热循环中进行。但因需要使用昂贵的设备和消耗大量的电力,其成本和应用范围都受到一定的限制。之后,恒温体外核酸扩增悄然兴起,这改变了传统扩增技术的局限性,使核酸的体外扩增更加简单和方便。重组酶介导扩增(RAA)法是一种最新型的恒温体外核酸扩增技术,该系统的显著优点在于它在常温下就能实现DNA解链并快速扩增(15~30min完成),反应快速、专一性好、灵敏度高,还可用于定时定量的结果分析。
人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus, RSV)是引起婴幼儿下呼吸道感染的最重要的病毒病原,减毒RSV活疫苗能模拟自然感染充分活化机体固有免疫系统,并诱导产生体液免疫和细胞免疫,不会产生疾病增强作用,经黏膜途径应用,能突破母传抗体的干扰,因而受到广泛关注,反向遗传学(reverse genetics)在减轻野生型RSV毒力和增强其免疫原性等方面具有传统减毒技术不可比拟的优势,所以综述了反向遗传学在RSV减毒活疫苗研究中的应用。
绵羊腺病毒287(OAdV287) 具有独特的基因组结构,全长29 576bp。基因组最大的特点是有很高的A/T含量(66.4%)和缺少典型的E1区,以及含有一段较长的冗余片段。已识别出其基因组中有3个外源基因插入区,理论上最多可容纳6.3kb的外源DNA。OAdV287的纤维和五邻体结构结构独特,衣壳蛋白上缺少可识别的整合蛋白结合域。OAdV287能感染一系列人和动物的细胞系,但是不能在非绵羊源细胞内成功复制。OAdV287载体可以避免人腺病毒的免疫干扰,具有很高的转染效率。目前,OAdV287已成为研究最热的动物源腺病毒载体之一。
乳铁蛋白是哺乳动物天然免疫系统和获得性免疫系统中的重要防御成分,具广泛生物学功能,包括调节体内铁平衡、广谱抗菌、抗炎症、抑制肿瘤生长、增强机体免疫力等,在医药、食品、饲料领域有重要应用价值。目前乳铁蛋白规模化生产技术瓶颈是提取成本高,利用基因重组技术构建高效表达系统是突破这一瓶颈的重要途径。基于抗菌导向的乳铁蛋白及其衍生分子在大肠杆菌、酵母、昆虫、哺乳动物和植物中表达的研究进展进行了综述。
外源基因在大肠杆菌中表达后常形成不溶性的无活性包涵体。包涵体的形成已经成为研究和应用活性蛋白质生产的主要障碍。然而,在合适的条件下,包涵体经过溶解、纯化、复性过程后可在体外重新折叠成有活性的蛋白质。迄今,已对蝰科、眼镜蛇科11种毒蛇的18个基因(包括金属蛋白酶、PLA2、β-银环蛇毒素、心脏素素、丝氨酸蛋白酶、神经生长因子、C-型凝集素等)成功进行了原核表达,采用稀释复性、透析复性和层析复性三种方法成功进行了包涵体复性。着重就蛇毒蛋白原核表达后包涵体复性所用的方法予以综述。
热休克蛋白30是小分子热休克蛋白(small heat shock proteins,sHSPs)中的一种,也是真菌中研究最广泛的小分子热休克蛋白。多种真菌编码热休克蛋白的基因序列已经被克隆和检测,HSP30的研究主要集中在应激水平下的表达和转录水平的调控,HSP30在应激反应中的合成机制仍不是很清楚,综述了它的研究概况以及应用前景。
