目的: 对嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)来源的谷胱甘肽双功能合成酶(glutathione bifunctional synthetase,GshF)在大肠杆菌(Escherichia coli)进行表达,对GshFst进行定点突变,得到酶活和稳定性有所提高的突变株,并对突变株全细胞催化条件进行优化。方法: 选择6种不同的表达载体表达,获得最优表达载体后利用单因素试验进行诱导条件的优化,在此基础上,利用AlphaFold2对GshFst进行建模和分子对接,通过预测得到突变位点,经单点突变及组合突变,获得优势突变体,并对催化条件进行优化。结果: GshF在大肠杆菌中成功表达,获得了突变体GshFstL136K/V498C,其比酶活为12.03 U/mg,较野生型提高了86.80%,在37℃的半衰期为134.24 min,较野生型提高了40.95%。以GshFstL136K/V498C为出发菌株,采用单因素试验对全细胞催化条件优化,得到的最佳催化条件是:生物量OD600 = 30,反应温度40℃,反应pH 9.0,缓冲液Tris-HCl 50 mmol/L、L-谷氨酸40 mmol/L,L-半胱氨酸25 mmol/L,甘氨酸40 mmol/L,ATP 25 mmol/L,催化3 h后,GSH浓度可以达到24.17 mmol/L,底物L-半胱氨酸的转化率约为96.68%。结论: 筛选到了适合GshFst的表达载体及诱导表达条件,对GshFst进行半理性改造提高了其催化活性和稳定性,通过优化获得了全细胞催化合成GSH的工艺。
目的: 从采自云南省丽江郊野的土壤中筛选出具有抑菌活性的菌株,分离其活性成分进行抗菌作用机制初步研究以寻找抗菌活性物质。方法: 使用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等6种细菌以及白色念珠菌等11种真菌作为指示菌,采用管碟法和菌丝生长速率法对拮抗菌进行筛选,通过生理生化测试和16S rDNA序列分析鉴定菌种;对发酵液中分离出的活性化合物使用液相色谱-质谱/质谱技术进行结构分析;采用氯化三苯四氮唑法检测RN8菌株发酵液不同稀释倍数处理大肠杆菌和白色念珠菌后的细胞脱氢酶活力,利用分光光度法测定蛋白质、DNA和钾离子泄漏率;将环四肽RN作用于白色念珠菌进行代谢组研究。结果: RN8菌株发酵液对17种测试指示菌具有拮抗效果,鉴定为枯草芽孢杆菌;RN鉴定为环肽类化合物,当其质量浓度为12.5 μg/mL时,抑制率达73.41%,EC50为4.69 μg/mL;KEGG数据库和路径拓扑分析显示,五个主要代谢途径有显著影响,包括嘧啶代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,苯丙氨酸代谢,烟酸和烟酰胺代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,这些过程涉及2'-脱氧胞苷等37种代谢物。结论: 枯草芽孢杆菌RN8是广谱拮抗性菌株,其抑菌活性成分造成白色念珠菌细胞外膜的损伤,破坏细胞膜整体结构,导致细胞内物质泄漏,显著影响主要代谢途径,从而起到抗菌作用。
目的: 微生物是降解磺胺类抗生素(sulfonamides,SAs)的主要驱动者,但在抗生素胁迫下易处于活的非可培养状态(viable but non-culturable,VBNC)而无法筛选得到;利用藤黄微球菌产生的复苏促进因子(resuscitation-promoting factor,Rpf)改善VBNC降解菌群的生长繁殖特性,提高废水的抗生素去除效果。方法: 以磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine,SMZ)废水为处理对象,利用Rpf蛋白的复苏作用驯化SMZ废水处理系统内活性污泥中潜在的功能降解菌群。结果: 当SMZ质量浓度为0.5 mg/L时,投加Rpf蛋白后,SMZ的去除率提高了9.38%;当SMZ质量浓度增加到20 mg/L时,SMZ的去除率提高了17.10%;高通量测序结果表明,Rpf蛋白的投加主要促进了与SMZ降解相关的归属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)的unclassified_f_Comamonadaceae、OLB8、Shinella和Rhodococcus等在系统内的富集,进而提高了SMZ去除效果。结论: 首次利用Rpf强化微生物降解SMZ废水,为Rpf应用于其他磺胺类抗生素的去除提供了理论基础。
骨与软组织肿瘤是起源于间叶组织的恶性肿瘤,发病率低,临床预后差。由于缺乏有效的研究模型,骨与软组织肿瘤的研究受到限制。肿瘤类器官的出现,为骨与软组织肿瘤的研究和治疗带来新的机遇。肿瘤类器官是在体外特定的3D培养环境中由肿瘤细胞通过自组织过程增殖形成的微器官,可最大限度地保留肿瘤异质性,使得恶性肿瘤在基础研究和个体化精准治疗方面取得了新突破。目前,肿瘤类器官的研究主要集中在上皮组织来源的肿瘤,已建立包括结直肠癌、肾癌、胃癌、膀胱癌在内的多种肿瘤类器官模型,而骨与软组织肿瘤类器官仍处于探索阶段。从研究现状、构建方法、应用以及面临的问题四个方面对肿瘤类器官在骨与软组织肿瘤中的研究进展及未来发展方向进行综述,旨在为骨与软组织肿瘤类器官的相关研究提供参考。骨与软组织肿瘤类器官平台有望成为转化医学研究的重要工具,加速科学研究成果向临床应用的转化,使实现骨与软组织肿瘤患者的个体化治疗成为可能。
近年来随着科学技术的飞速发展,嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor-T cell,CAR-T)产品从分子设计到制备技术均取得了突破性进展,疾病治疗范围从血液系统肿瘤逐步扩大至自身免疫性疾病及实体瘤。然而,生产成本高、产能低是目前CAR-T产品面临的最大现实问题,严重限制了其临床可及性。原辅料价格高昂、定制化生产导致的质检费用和公用设施设备投入无法摊薄、技术依赖下的高人力成本均是CAR-T产品成本居高不下的重要原因。对目前造成CAR-T产品高成本的具体因素及针对性解决方案进行分析,总结发展趋势,以期为CAR-T制备技术的降本增效提供一些参考和建议。基因转导工艺改良,特别是非病毒转导系统的开发、通用型细胞治疗产品的探究、国产自动化设备的布局,是未来CAR-T技术发展的重要方向。随着科研人员的持续攻坚,CAR-T产品成本下降将成为必然趋势,最终成为普通患者可及的“平民化”治疗药物,为重病患者提供更多治疗机会。
阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性神经退行性疾病,主要导致认知和记忆能力进行性损害,影响着全球5 000多万人,给社会带来的负担正在日益增加。AD的病理学特征复杂多样,包括淀粉样β肽沉积、过度磷酸化Tau蛋白以及突触连接丧失。神经干/祖细胞(neural stem/progenitor cells,NSPCs)是一种特殊类型的细胞,具有自我更新和多能分化的能力,可以分化为多种类型的神经元和神经胶质细胞。NSPC移植疗法因其促进突触连接和功能恢复以改善AD症状而备受关注。概述AD动物模型中NSPC移植治疗的研究现状,总结NSPC治疗AD的最新临床试验进展,讨论NSPC移植面临的问题和挑战,为NSPC治疗AD的临床研究提供参考。
肿瘤疫苗(cancer vaccines,CVs)是将肿瘤抗原导入患者体内,激活患者自身免疫系统,使机体产生特异性免疫应答,从而对抗肿瘤的一种治疗手段。肿瘤疫苗在癌症免疫治疗时代备受关注,现代免疫学和疫苗技术的突破性进展使得新一代疫苗在识别可以导致强烈和广泛T淋巴细胞反应的抗原、高效抗原呈递、克服癌细胞逃避和抑制免疫系统等方面得以改进,为癌症患者带来了福音。纳米载体系统提供了一种创新性呈递肿瘤抗原的手段,能够有效提高疫苗的稳定性和特异性,弥补了传统疫苗靶向性不足和提呈效率不高的缺点,成为癌症免疫治疗的重要组成部分。此外,纳米颗粒本身还具有辅助特性,可以作为免疫激活剂发挥作用。基于纳米技术的肿瘤疫苗具有特异性递送抗原、提升疫苗免疫反应强度以及降低不良反应等诸多优点,因此极具发展前景。综述近年来肿瘤抗原、佐剂以及不同来源及制备方式的纳米递送载体的研究进展,为肿瘤疫苗的相关研究提供参考。
疫苗被认为是疫病防控的有效手段之一,其主要类型包括传统灭活疫苗、弱毒疫苗以及新型蛋白、核酸和多肽疫苗等。新型疫苗的抗原成分多为生物活性物质,容易受到外界环境的影响,单独使用在体内易被代谢且免疫原性弱,必须搭配佐剂使用。不同类型的疫苗搭配使用的佐剂普遍存在制备过程复杂、生物安全性低、稳定性差、转染效率低等问题。因此,亟待开发一种更加安全、高效、生物相容性好以及易制备的新型疫苗佐剂/递送载体。ZIF-8(zeolitic imidazolate framework-8)是由锌离子和2-甲基咪唑结合而成的一类金属有机框架材料,具有高稳定性、高比表面积、低毒性以及高生物相容性等特点。近年来,由于ZIF-8独特的结构和优异的热稳定性,研究人员通过仿生矿化的方法使ZIF-8包封蛋白、核酸、细菌和病毒等生物活性成分,可作为疫苗新型佐剂/递送载体。概述ZIF-8作为蛋白疫苗、核酸疫苗、灭活疫苗、病毒疫苗递送载体的相关研究进展,以期为疫苗递送载体的研发提供参考。
在自然界中,绝大多数酶具有寡聚特性。寡聚酶在工业上具有重要的价值,它能够提高反应速度和效率,降低生产成本,减少废物产生,扩大反应底物范围,提高产品质量。这些优势使得寡聚酶成为工业生产中不可或缺的催化剂。但是,寡聚酶在催化过程中,亚基解离可能导致酶活性减弱,这是其工业化应用的主要限制因素之一。因此,提升工业用寡聚酶的催化稳定性是当前生物催化与转化研究领域的重要课题。近年来,研究人员致力于通过优化手段提高寡聚酶的稳定性和催化活性以满足工业应用的需求。综述工业用寡聚酶的普遍性、寡聚化调节过程、功能影响以及分子改造情况,同时对未来工业化利用寡聚酶的发展前景进行展望,以期实现对寡聚酶催化和反应性能的精确调控,为高效工业用酶战略的发展提供理论指导。
熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是用于治疗多种肝胆疾病的临床优选药物,对某些癌症及其他疾病也有辅助治疗的作用。然而,UDCA的化学合成普遍存在路线繁琐、反应条件苛刻、对环境不友好,产率低等缺陷,严重限制了其工业化生产与应用。因此,具有合成路线短、产率高、反应条件温和、成本低等优势的绿色生物合成技术逐渐成为UDCA合成的主要研究方向。生物转化法合成UDCA通常是以石胆酸(lithocholic acid,LCA)、鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)或胆酸(cholic acid,CA)为底物,利用全细胞转化法或酶法合成UDCA,该生物合成的本质主要是利用酶的特异性将底物转化为UDCA。因此,具有特异性辅酶依赖性、高酶活性、高稳定性和高浓度底物耐受性的7α/β-羟基类固醇脱氢酶(7α/β-HSDH)和P450单加氧酶的设计开发成为研究热点。综述UDCA的酶法制备技术,探讨现有酶法合成的优缺点,展望未来发展方向,以期实现UDCA的绿色、高效、安全、可持续的生物制造。
紫色杆菌素(violacein)是某些特殊微生物代谢过程中产生的一种蓝紫色吲哚衍生物,具有干扰生物膜、抑制细胞增殖、抗氧化、抗炎等生物活性,是极具开发价值的天然微生物紫色色素,在抑菌、抗肿瘤、抗病毒、生物染料等方面具有广泛的应用。野生型原始菌株产紫色杆菌素普遍存在产量低、产量不稳定等缺陷,制约了紫色杆菌素的工业化生产及应用。对紫色杆菌素的生物活性、基因组成、基因调控和产量提高等方面进行总结,旨在为进一步通过生物技术手段提高紫色杆菌素的产量提供理论基础。
以2015-2022年我国A股225家生物医药行业上市公司的融资数据为研究对象,采用超效率基于松弛的测量模型(slacks-based measure,SBM)对我国生物医药上市公司融资效率进行测度,运用Malmquist指数法从动态角度反映生物医药上市公司融资效率变化情况,并且通过Tobit模型构建融资效率影响因素模型。研究发现,生物医药企业整体融资效率不高,大多数企业融资效率未达到生产前沿面;总资产、资产负债率、净资产收益率、营业收入增长率和资产周转率五个指标与融资效率具有显著的相关性,是影响融资效率的关键因素。从政府、企业和金融机构三个角度提出提高生物医药企业融资效率的对策建议。
