生命科学研究
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生命科学研究
2023年 27卷 3期
刊出日期：2023-06-30
新冠肺炎专栏
肿瘤机理
分类与生态学
技术与应用
新冠肺炎专栏
189
郎巧利, 黄 楠, 李莉萍, 杨 希, 刘春麟
稳定表达人ACE2的Huh-7细胞系的建立及应用
为了构建稳定表达人血管紧张素转换酶2 (human angiotensin converting enzyme 2, hACE2)的Huh-7细胞系, 本研究构建了不带荧光的pWPXL-neo-hACE2慢病毒载体, 并利用psPAX2和pMD2.G-VSVG共同转染HEK293T细胞获得慢病毒; 将包装好的慢病毒感染Huh-7细胞后, 利用潮霉素B筛选获得可表达hACE2的Huh-7细胞; 通过间接免疫荧光法和蛋白质印迹法检测Huh-7细胞中hACE2蛋白的表达; 采用流式细胞术分析Huh-7-hACE2细胞与严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS- CoV-2)刺突(spike, S)蛋白受体结合结构域(receptor-binding domain, RBD)的结合情况, 并用SARS-CoV-2假病毒进一步测定Huh-7-hACE2细胞对SARS-CoV-2的易感性, 最后利用鉴定过的Huh-7-hACE2细胞测定SARS-CoV-2中和抗体REGN10987对假病毒的中和效价。结果显示, hACE2蛋白在Huh-7细胞中成功表达, 且表达的hACE2蛋白能与SARS-CoV-2 S蛋白RBD结合; 相较于Huh-7细胞, Huh-7-hACE2细胞对假病毒的易感性显著提高, 且假病毒中和效价测定结果与文献报道的真病毒中和效价相似。总之, 本研究成功构建了稳定表达hACE2的Huh-7细胞系, 并且其能应用于新型冠状病毒感染(corona virus disease 2019, COVID-19)治疗性单抗的活性评价, 是研究SARS-CoV-2的致病机制、开发抗病毒药物及疫苗的有利工具。
2023 Vol. 27 (3): 189-195 [
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196
赵珊珊, 丁素萍, 朱秀志, 袁丰华, 周江赢, 揭亚亮, 袁志栋
系统鉴定与分析新型冠状病毒感染心肌细胞内的A-to-I RNA编辑事件
严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)感染增加了心肌损伤的风险, 其致病分子机制还不是很清楚。本文比较了SARS-CoV-2感染心肌细胞(感染组)与未感染病毒心肌细胞(对照组)中RNA编辑的变化, 以期从RNA编辑角度了解SARS-CoV-2感染对心肌细胞的影响。首先, 从GEO数据库中下载SARS-CoV-2感染的人诱导多能干细胞衍生的心肌细胞(human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte, hiPSC-CM)的原始测序数据(GSE150392); 然后, 用SPRINT软件识别RNA编辑位点(RNA editing site, RES), 比较感染组和对照组心肌细胞编辑水平的变化; 最后, 对编辑位点进行分析和注释, 并进行相关基因的功能分析。结果显示, 总共检测到约92 899个碱基替换位点, 其中87 670个被鉴定为A-to-I RES, 这些A-to-I编辑位点发生在Alu区域上的有78 978个; A-to-I编辑位点倾向于成簇分布, 主要分布在内含子、基因间区等区域; 与对照组相比, 感染组中编辑水平显著上调的A-to-I RES有102个, 显著下调的有94个, 这些含有显著差异RES的基因参与的病毒感染相关的GO (Gene Ontology)生物学过程主要富集于病毒过程、病毒生命周期和响应病毒感染的防御等, 并且其KEGG (kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)功能通路也富集在病毒感染等方面, 而筛选的含有高质量A-to-I RES、组间编辑水平存在显著差异的11个基因的功能则富集于内吞、细胞因子-细胞因子受体相互作用、蛋白酶体、烟酸和烟酰胺代谢以及铁死亡等方面。本研究结果表明, SARS-CoV-2感染影响了心肌细胞中A-to-I的RNA编辑, 这类RNA编辑事件的发生体现了宿主心肌细胞对病毒感染的一种响应机制。
2023 Vol. 27 (3): 196-209 [
摘要
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210
蔡雨豪, 张婷婷, 程扬健
新冠病毒Omicron变异毒株的研究进展与展望
引发新型冠状病毒感染(corona virus disease 2019, COVID-19)的严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)已经在全世界大规模传播了3年, 并衍生出许多变异毒株。目前, 在全球造成大规模传播的Omicron变异毒株具有极高传染性和较低毒性的特点, 并已经演变出BA.4、BA.5、XBB等亚型, 其对疫苗引发的免疫具有逃逸性, 但疫苗加强针的施打可恢复一定程度的中和能力。针对Omicron变异毒株的新代疫苗和治疗药物正陆续问世, 为人类提供了新的抵御措施和治疗方法。本文对Omicron变异毒株的特征、人体的免疫机制、现今疫苗和药物的研发以及感染后遗症问题进行了总结和浅析, 并对未来应对SARS-CoV-2的方式提出了建议。
2023 Vol. 27 (3): 210-216 [
摘要
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肿瘤机理
217
肖 沛, 李美玲, 周建林, 周 畅
日蟾蜍它灵通过HSP90/突变p53途径抑制三阴性乳腺癌细胞增殖
三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC)恶性程度高, 预后差, 其p53基因的突变频率达80%以上。日蟾蜍它灵(gamabufotalin, CS-6)是日本蟾蜍的皮肤分泌物, 有研究表明CS-6具有抗癌作用, 但其对TNBC的作用和机制尚无报道。本文采用MTT法和细胞克隆形成实验检测了不同浓度CS-6对TNBC细胞系MDA-MB-468和MDA-MB-231细胞增殖的影响; 采用Western-blot检测了CS-6在外源和内源水平对p53和热休克蛋白90 (heat shock protein 90, HSP90)表达水平的影响; 采用联合指数及等效线分析法考察了CS-6和HSP90的抑制剂坦螺旋霉素(tanespimycin, 17-AAG)对MDA-MB-468和MDA-MB-231细胞增殖的协同作用。结果显示, CS-6明显抑制MDA-MB-468和MDA-MB-231细胞的增殖, 其抑制增殖机制有可能与降解HSP90/突变p53有关; 而且, CS-6和HSP90抑制剂17-AAG联合用药对抑制MDA-MB-468和MDA-MB-231细胞增殖具有协同作用。
2023 Vol. 27 (3): 217-222 [
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223
刘 雁, 杜亚蓉, 孙 坤
基于三维培养模型的辐射诱导表观遗传改变研究进展
相比于传统的单层细胞培养, 三维细胞培养(three-dimensional cell culture, TDCC)可以更准确地模拟体内细胞的生长环境, 近年来被越来越多地应用于生物基础研究。表观遗传修饰与细胞癌变等许多细胞过程联系紧密。辐射是肿瘤放射治疗的主要手段之一, 肿瘤放射治疗过程常常伴随着细胞表观遗传的动态变化, 它会诱导机体产生包括DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰和非编码RNA调控在内的表观遗传的改变。基于TDCC模型探究辐射诱导表观遗传调控发生的机制, 对于肿瘤患者的治疗和防护具有重要意义。
2023 Vol. 27 (3): 223-228 [
摘要
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分类与生态学
229
王丹丹, 王剑峰
广粪蚊不同发育阶段体内细菌多样性研究
利用Illumina MiSeq高通量测序技术, 对广粪蚊不同发育阶段体内细菌16S rDNA的V3~V4变异区进行分析, 探究其细菌的群落多样性。7个样本共获得548 058条有效序列, 它们聚类为870个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU), 注释到24门、51纲、92目、175科、346属。广粪蚊体内细菌的赵氏指数(Chao index)、艾斯指数(Ace index)和香农指数(Shannon index)分别为485.00~885.03、485.09~877.55和2.90~4.31。其中, 优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria), 优势菌目为根瘤菌目(Rhizobiales)和放线菌目(Actinomycetales), 优势菌属为黄色杆菌科未知属(unclassified Xanthobacteraceae)、假单胞菌属(Pseudo-monas)和无色杆菌属(Leucobacter)。但各样本的优势菌属有所不同, 如假单胞菌属在卵中的占比最高, 黄色杆菌科未知属在1~3龄幼虫和成虫中的相对丰度最高, 棒状杆菌属(Corynebacterium)在4龄幼虫中的占比最高, 普罗威登斯菌属(Providencia)在蛹中的占比最高。主成分分析(principle component analysis, PCA)表明, 广粪蚊体内细菌的群落组成在不同发育阶段存在一定的差异。研究结果为广粪蚊体内微生物资源的开发提供了相关信息, 也为广粪蚊的生物防治工作提供了参考依据。
2023 Vol. 27 (3): 229-236 [
摘要
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237
蒋 能, 伍丽艳, 吴清姐, 刘志霄
武陵洞蛭卵茧的形态结构和化学组成
卵茧是蛭类生活史中一个重要的阶段, 对卵茧进行研究具有重要的生态生物学意义。武陵洞蛭(Sinospelaeobdella wulingensis)是近年新发现的中国洞蛭属的模式种, 其在洞穴顶壁繁衍后代, 具有不同于水蛭和山蛭的生态生物学特征。鉴于武陵洞蛭的特殊性, 以及卵茧在洞蛭适应性进化过程中的关键作用, 本文对武陵洞蛭卵茧的形态结构和化学组成进行了初步研究, 结果显示: 1) 武陵洞蛭的卵茧大致呈椭球形, 长径(10.80±1.71) mm、短径(8.32±1.60) mm, 重量(135.3±76.8) mg; 2) 卵茧由外到内包括茧壁外层(蜂窝状)、茧壁内层、蛋白液和受精卵; 3) 茧内含有17种水解氨基酸和11种游离氨基酸, 其中谷氨酸和丙氨酸分别在水解氨基酸和游离氨基酸中的相对含量最高; 4) 在卵茧中共鉴定出68种可信蛋白质, 其中27种为未鉴定蛋白质, 其余41种可信蛋白质主要分为6类, 即抗氧化蛋白5种、酶蛋白12种、细胞骨架蛋白6种、结合蛋白12种、热休克蛋白2种、其他蛋白质4种。以上卵茧的形态结构和化学组成是洞蛭对洞穴生态环境长期适应的结果, 卵茧对洞蛭物种进化和种群存续的关键作用值得深入系统的研究。
2023 Vol. 27 (3): 237-244 [
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245
张蓉蓉, 康小虎, 谢 放, 唐德平
群体感应信号分子AIP功能与作用机制研究进展
群体感应(quorum sensing, QS)是微生物种群之间、微生物群落与植物之间相互作用的重要途径。调控群体感应过程的信号分子称为自诱导物(autoinducer, AI), 它们在生物发光、毒力因子分泌、孢子形成、次级代谢物合成以及生物膜的形成过程中均发挥着重要的调控作用。自诱导寡肽(autoinducing peptide, AIP)是细菌群落之间特异性交流的群体感应信号分子之一。本文综述了AIP的来源、结构、功能与作用机制方面的研究进展, 讨论了AIP在植物促生和生防中的应用潜力, 以期更好地理解微生物群落生态功能及其与植物互作的分子机制, 为群体感应信号分子在生态农业中的应用提供理论基础。
2023 Vol. 27 (3): 245-252 [
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253
刘 霞, 汪思怡, 芮 晨, 朱丽霖, 陆姮磊, 乔俊文, 盛 嬅, 孙煦晔, 姜爱莉, 任 进, 肖 瑛
默克尔细胞在多物种中的组织分布
环境刺激在野生动物的生存和进化中起了关键作用, 协助感知触觉、温度等的细胞感受器也因此体现了生物多样性。默克尔细胞(Merkel cell, MC)是脊椎动物触觉敏感区重要的感觉细胞。本文采用文献调研和数据统计的方法, 借助PubMed、ScienceDirect和中国知网等数据库对默克尔细胞的分布进行了调研。结果显示, 默克尔细胞分布于动物界哺乳纲、两栖纲、鸟纲、爬行纲、圆口纲和辐鳍鱼纲6个纲77个物种。其中, 默克尔细胞的组织病理研究主要集中在哺乳纲动物, 占比达到50%, 主要分布在人、猴、大鼠、小鼠、犬、猫、猪以及兔等物种; 其次集中在两栖纲和辐鳍鱼纲动物。在组织脏器上, 默克尔细胞在33个物种的鼻/触须中有分布, 占比达到40%, 提示鼻和触须是动物尤其是野生动物感知外界机械力刺激的重要部位; 其次, 腭、口周、手脚指掌、唇、舌、背皮、牙龈、四肢、腹皮、眼睛、颊和腮等触觉敏感部位的默克尔细胞在较多种属中有研究。系统地汇总已知物种中触觉敏感细胞默克尔细胞的分布, 研究默克尔细胞在不同物种中的分布规律, 有助于了解环境多样性在生物多样性中的作用。
2023 Vol. 27 (3): 253-266 [
摘要
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技术与应用
267
曾冰洁, 蒋 情, 张钰萍, 徐 叶, 刘如石, 王庆林, 梁湘辉
肝癌生物标志物SOAT1单克隆抗体的制备及评估
肝癌是临床上一种常见的恶性肿瘤, 目前临床上仍缺乏特异有效的诊断标志物。有研究表明, 固醇O-酰基转移酶1 (sterol O-acyltransferase 1, SOAT1)作为胆固醇代谢的关键酶, 与肝癌的发生发展密切相关。因此, SOAT1在作为肝癌生物标志物方面具有巨大潜力。本研究从肝癌细胞Huh-7中获取SOAT1基因, 经原核表达、蛋白质纯化后, 以纯化的重组SOAT1蛋白作为抗原免疫小鼠, 利用杂交瘤等技术共获得5株SOAT1单克隆抗体细胞株, 分别命名为1F3、1G3、1D6、2F8、4D11, 其中4D11能够识别肝癌细胞Huh-7及临床肝癌组织标本中的SOAT1蛋白; 最后, 将4D11送至生物公司进行测序, 获得该抗体可变区的氨基酸序列。本研究利用重组SOAT1蛋白成功制备了抗SOAT1的特异性单克隆抗体, 这不仅为后续应用SOAT1蛋白制备肝癌伴随诊断试剂盒提供了原材料, 而且还为建立基于SOAT1的肝癌诊断方法奠定了基础。
2023 Vol. 27 (3): 267-274 [
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275
金 金, 梁旭俊, 毕 武, 张鹏飞
基于液相色谱-串联质谱技术鉴定药物靶标的研究进展
药物靶标是指细胞、组织或器官的特殊结构, 它能与药物相互作用, 促使药物发挥疗效。全面识别药物靶标对了解药物的作用机制及其潜在的副作用至关重要。目前, 应用广泛的药物靶标识别和鉴定技术, 如基于活性的蛋白质分析(activity-based protein profiling, ABPP)、以化合物为中心的化学蛋白质组学(compound-centric chemical proteomics, CCCP), 需要对化合物小分子进行修饰, 这可能会降低甚至改变药物分子的活性。因此, 无需对药物分子进行化学修饰的技术, 如药物亲和反应的靶标稳定(drug affinity responsive target stability, DARTS)、细胞热位移分析(cellular thermal shift assay, CETSA)和热蛋白质组分析(thermal proteome profiling, TPP), 逐渐成为药物靶标研究的重要手段。液相色谱-串联质谱技术是鉴定药物靶标蛋白的重要工具。本文综述了基于液相色谱-串联质谱技术的药物靶标研究方法的应用, 并对药物靶标鉴定技术的未来发展进行了展望。
2023 Vol. 27 (3): 275-282 [
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生命科学研究
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