目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Toll样受体4(TLR4)基因敲除小鼠模型,并观察突变小鼠对革兰氏阴性细菌脂多糖(LPS)刺激响应的变化。方法 针对TLR4基因外显子2设计并合成1对sgRNA片段,与编码Cas9的mRNA混合后通过受精卵显微注射方法,建立TLR4基因敲除小鼠,通过繁育获得基因敲除纯合子小鼠(TLR4-/-小鼠);通过LPS刺激,分析TLR4-/-小鼠对炎症应激的反应情况,并在分子和病理水平上和野生型对照(WT)进行比较。结果 PCR及测序检测表明TLR4基因外显子2在小鼠基因中被成功敲除;给予LPS刺激后,IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa等炎症因子的表达在野生型小鼠的心、肝和肺组织中显著上调,而在TLR4-/-小鼠中则几乎没有变化;血生化指标显示LPS刺激后WT小鼠血清中的尿素(Urea)和肌酐(Cre)水平显著升高,而TLR4-/-小鼠刺激前后无显著变化,病理分析同样发现TLR4-/-小鼠能够抵抗LPS对肾组织的损伤。结论 利用CRISPR/Cas9技术成功构建了TLR4基因剔除小鼠模型,TLR4的缺失能够降低IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa炎症因子对LPS刺激的响应,抑制LPS引起的炎症反应及对组织的损伤。
目的 研究Ozanimod(RPC1063)在少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cell, OPC)分化中的作用,并初步探讨其分子机制。方法 利用免疫吸附法直接分离OPC诱导培养,使用免疫荧光染色、实时荧光定量PCR(quantitative real time-PCR, qRT-PCR)对细胞进行鉴定。qRT-PCR法检测大脑皮层发育、OPC分化过程中的S1pr家族基因mRNA水平变化。OPC经不同浓度RPC1063处理后,使用MTT法、ATP细胞活性检测法、免疫荧光染色、qRT-PCR和Western blot检测RPC1063对OPC分化细胞数目、mRNA或蛋白水平的影响。结果 利用免疫吸附法可获得高纯度的OPC;而MTT、ATP检测结果显示在0、0.1、1、5、50、100nmol/L浓度下,RPC1063对细胞活性无明显影响。进一步研究发现,RPC1063处理OPC后,O4、MBP阳性细胞形态舒展,MBP蛋白表达量增加,OPC分化相关基因Mbp、Mag、Sox10、Cnp的mRNA水平增加。机制上,少突胶质细胞系Oli-neu或OPC经RPC1063处理5min后,AKT-mTOR信号通路相关蛋白p-AKT、p-mTOR、p-4EBP1显著增加,OPC经RPC1063处理48h后,p-AKT、p-mTOR蛋白水平增加;而抑制mTOR活性,RPC1063作用减弱。结论 RPC1063通过AKT-mTOR信号通路促进少突胶质前体细胞的分化。
启动子是控制基因转录的重要元件,也是合成生物学研究和细胞工厂设计的关键环节。糖酵解途径和三羧酸循环是糖类分解代谢的中心代谢,受到包括启动子强度在内的严格调控。为了筛选一系列能满足合成生物学研究和细胞工厂设计需要的不同强度的内源性组成型启动子,利用报告基因——红色荧光蛋白mCherry和在线分析软件,系统研究了大肠杆菌糖酵解和三羧酸循环中27个启动子的强度和核心结构元件。结果表明:这些启动子的强度范围变化很大,最强启动子PgapA的强度是最弱启动子PacnA强度的43.6倍;启动子的-10序列和-35序列与它们的一致序列也不完全相同,两者之间的距离为17±3bp;但是,启动子的强度和启动子的结构特征基本一致。应用最强启动子PgapA在重组大肠杆菌DH5αΔpck中分别表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因和丙酮酸激酶基因,它们的酶活性分别提高了0.32和1.57倍,柠檬酸产量也提高了124.7%和75.5%。这些不同强度的启动子为大肠杆菌的合成生物学研究和细胞工厂设计奠定了一定的基础。
目的 利用单碱基编辑技术定点修饰MECP2基因T158M位点,获得单一定点突变类型的啮齿类及非人灵长类胚胎,为建立模拟临床上Rett综合征的疾病动物模型奠定基础。方法 利用单碱基编辑技术构建3对T158M-sgRNA质粒,并分别与BE系统(BE3或BE4max)质粒共转染293T细胞筛选高效的sgRNA,通过显微注射将体外转录的mRNA以不同的浓度组合注射到ICR小鼠和猕猴受精卵中,检测小鼠和猕猴胚胎发育率和编辑效率,评估BE3和BE4max的工作效率及最优浓度组合。结果 小鼠胚胎上BE4max(ng/μl)∶sgRNA(ng/μl) = 100∶50浓度组合时,小鼠胚胎发育率和编辑效率最佳,同时该浓度组合在猕猴胚胎上也获得了有效编辑效率。结论 成功在小鼠及猕猴胚胎上实现了MECP2基因T158M位点上C→T的转变,为后期建立T158M突变的RTT动物模型建立了稳定的胚胎编辑体系。
目的 开发一种既能用于亲和纯化目标蛋白,又可介导不能自主进入细胞的药物蛋白跨膜转运到细胞内发挥活性的双功能标签。方法 从已有文献资料中挑选四种富含碱性氨基酸的钙调蛋白结合肽(calmodulin binding peptide,CBP),将其与绿色荧光蛋白(EGFP)融合表达,然后采用与钙调蛋白(calmodulin,CaM)亲和结合过程来筛选与CaM具有最高亲和力的CBP;随后采用荧光显微镜检测、激光共聚焦显微镜检测以及流式细胞术等技术来分析测定和比较候选CBP序列将EGFP重组蛋白自主转运进入细胞的能力。最后将筛选到的新型CBP双功能标签与凋亡蛋白融合表达,考察其与CaM亲和结合后纯化重组凋亡蛋白的能力,以MTT法分析此重组蛋白进入肿瘤细胞抑制生长的能力。结果 通过CaM-CBP亲和层析筛选出与CaM具高有亲和力的三种CBP序列;从重组蛋白胞内荧光检测结果得知,带有野生型骨骼肌肌球蛋白轻链激酶CBP序列(MLCK)的重组EGFP蛋白具有最佳跨膜转运效率,且显著高于来源于艾滋病毒的经典穿膜肽TAT的穿膜效率。以此MLCK新型双功能标签成功地通过CaM-CBP亲和结合纯化得到重组凋亡蛋白,并可将重组凋亡蛋白转运进入细胞内发挥抗肿瘤作用。重组凋亡蛋白对MGC-803、H460、HeLa三种肿瘤细胞生长的24h半抑制浓度(IC50)分别为:1.18μmol/L、1.23μmol/L、1.23μmol/L。结论 筛选得到一种新型双功能标签MLCK,其可通过与CaM高亲和作用进行亲和纯化;同时标签本身还具有和典型穿膜肽一样的高效跨膜转运功能,可将药物蛋白自主转运进入细胞,发挥药物的生物活性。因此,新型双功能标签既可用于药物蛋白的亲和纯化,又兼具体内跨膜运输作用,可广泛用于各种新型药物的开发。
溶瘤病毒利用肿瘤细胞抗病毒信号通路缺损或病毒受体过表达的特点,实现在其中选择性高复制进而杀伤肿瘤细胞,同时刺激机体产生特异性抗肿瘤免疫反应,是目前肿瘤治疗研究领域的热点。水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV)能依赖肿瘤细胞干扰素信号通路的缺陷特异性靶向肿瘤细胞,具有复制高效、广泛组织嗜性、人群低致病性、基因组较小且易操纵等优势,是一种具有发展潜力的溶瘤病毒载体。对水疱性口炎病毒的病毒学特征以及目前基于VSV溶瘤病毒关于提高肿瘤选择性、延长半衰期、增强溶瘤效果的研究进展进行综述,为基于VSV溶瘤制剂的开发提供依据,为肿瘤治疗提供新的策略。
脂肪细胞自噬(autophagy)以脂自噬和线粒体自噬的形式存在。细胞通过脂自噬调节脂质代谢,降低脂毒性并为线粒体活动提供原料;通过线粒体自噬控制细胞数量和质量影响细胞的功能。白色脂肪细胞中脂质过度积累及自噬调控异常引起的炎症,可导致肥胖症及其相关代谢疾病的发生。通过白色脂肪细胞棕色化将储能的白色脂肪细胞转变成产热的米色脂肪细胞是防治肥胖症的策略之一,而白色脂肪细胞棕色化过程需要自噬的调控。就目前有关两种形式的自噬在白色脂肪细胞棕色化中的作用、相关信号通路及自噬调节炎症的研究进展做一综述评论,以期为抗肥胖及其相关代谢性疾病研究提供参考依据。
群体感应(quorum sensing,QS)是一种特殊的动态代谢调控机制,是细菌用于监控自身群体密度的环境信号感受系统。近年来,随着合成生物学的大力发展,基于稳定的菌群关系的人工合成菌群以及混菌共培养技术也取得了突破性的进展。群体感应系统因为可以实现细菌自主控制菌群关系的目的,而在菌群关系构建以及代谢工程中的研究和应用受到越来越多的关注。在对群体感应系统进行概述的基础上,对单菌基于群体感应的动态代谢调控进行了总结;同时也对群体感应的动态调控在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间以及混菌共培养过程中的研究进展进行综述,以期能对群体感应系统的其他应用提供一些建议和帮助。
乳酸菌是一类革兰氏阳性、不产芽孢、兼性厌氧、发酵多种碳源产乳酸的重要工业微生物之一,广泛应用于食品、医药及化学品的生产当中。随着乳酸菌工业化应用范畴的不断拓展,乳酸菌生理生化特性、酸耐受特性,代谢途径及产酸调控机理的研究受到广泛关注。因此,建立稳定、高效的乳酸菌基因编辑方法,借助基因编辑技术来解析代谢关键基因及基因网络的功能,调控代谢途径,十分必要。对乳酸菌基因编辑技术的研究进展做一综述,并对乳酸菌基因编辑技术的未来研究方向进行展望。
pH是影响微生物生长的重要因素。工业发酵过程中,pH调控波动产生酸/碱胁迫,进而影响到微生物细胞的生长及目标产物的积累。阐述了工业微生物在发酵体系pH波动时所发生的生理变化,总结了目前工业发酵中pH调控的主要策略及各自的优缺点,并指出了未来pH调控的发展方向,以期为发酵工业pH调控提供新的思路。
木质纤维素资源是自然界中含量丰富的可再生资源,利用微生物降解木质纤维素是一种重要的策略。在综合国内外对木质纤维素降解微生物的筛选方法和研究策略的基础上,从单一菌株、复合微生物菌系和组学技术三个方面对筛选微生物降解木质纤维素进行了总结和分析,阐述了各个策略的优势特点和应用价值,即单一菌株易于培养但降解能力较低,复合菌系降解能力强但传代稳定性较差,组学技术能够更好的解释微生物降解木质纤维素的机理,为筛选木质纤维素降解微生物提供一定的指导。同时提出使用合成生物学的策略进行相应微生物的筛选,旨在为筛选高效降解木质纤维素的微生物提供一定的参考。
目的 通过全球细胞治疗CMO/CDMO行业发展现状和主要企业进行分析,揭示CMO/CDMO行业发展存在的质量评估问题,提出质量评估相关建议。方法 利用定量分析法和对比分析法进行分析,揭示全球免疫细胞和干细胞治疗产品开发现状和细胞治疗CMO/CDMO行业发展现状。结果 随着细胞治疗行业的发展,越来越多机构显示对细胞治疗CMO/CDMOS行业的兴趣,其通过创建、收购、投资等方式介入进来。目前已经确定提供合同细胞或基因治疗制造服务的48家公司。结论 细胞治疗行业发展导致了CMO/CDMOS合同制造协议的繁荣,鉴于细胞治疗的特殊性和复杂性,对细胞治疗CMO/CDMO质量评估也充满挑战。
