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中国生物工程杂志

基本信息

  • ISSN:1671-8135
  • 出版时间:1976-
  • 出版者:中国科学院文献情报中心;中国生物技术发展中心;中国生物工程学会
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  • 语种: Chinese;
  • 出版格式: Print;

出版信息

  • 总访问量:1868416次
  • 6-羟基烟酸3-单加氧酶(NicC)催化反应机理研究

    关键词: 6-羟基烟酸3-羟化酶; 酶学性质; 催化机理; 同位素标记;

    提交时间: 2019-04-21

    摘要: 恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)KT2440中的6-羟基烟酸(6HNA)3-单加氧酶(NicC)是烟酸代谢过程中的关键酶。NicC通过在吡啶环上加羟基对吡啶环进行了活化,从而使得吡啶环可在双加氧酶催化下开环最终被完全降解。本研究通过去除NicC的N端稀有密码子增加了NicC的表达量,进一步利用Ni-Sepharose重力柱对NicC进行了纯化。通过实验发现,NicC的最适反应温度为30℃-40℃,最适反应pH为8.0。Cd2+离子对于NicC的酶活有明显的抑制作用。当NADH的浓度为0.25 mM的时候,底物6HNA所对应的NicC的最大酶活为14.1 U/mg,Km值为51.8 μM;当6HNA的浓度为0.25 mM的时候,底物NADH所对应的NicC的最大酶活为10.79 U/mg,Km值为15.0 μM。通过HPLC和LC-MS分析表明,NicC可以在NADH和氧气的参与下催化6HNA转化生成2,5-二羟基吡啶(2,5-DHP)和甲酸,另外可以将对羟基苯甲酸转化生成对苯二酚。同位素标记实验表明产物2,5-DHP中的氧原子来源于参与反应的氧气。该研究为研究吡啶类化合物微生物代谢提供了理论基础。

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  • 超大表面积自驱动微流控芯片的设计与制备

    关键词: 纳米森林; 微流控芯片; 现场检测;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:目的:利用新型纳米森林材料,构建一种操作简单、检测快速、灵敏度高的用于现场检测的自驱动微流控芯片。方法:利用MEMS加工技术制备出具有优良光学性能和大表面积的石英纳米森林结构微流道,对该纳米森林结构的高度、宽度/横向尺寸、密度、表面积、光学性能、毛细驱动效果、荧光增敏效果做出评价,利用双抗体夹心的方法进行蓖麻毒素的检测。结果:纳米纤维锥底直径约200~300nm,高度约1.0um,纳米森林的密度约为10个/μm2,估测表面积比底面积达5:1以上。其在波长为680nm处的透光率达89.5%,驱动流速约5mm/s,与平面结构相比,其饱和荧光显色成倍提高。蓖麻毒素的检测限低于10 pg/ml,在 10~6250pg/ml范围内具有较好线性关系。结论:基于纳米森林结构,成功构建了一种具有超大表面积和高灵敏度的毛细自驱动微流控芯片。

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  • 跨国种业公司并购形成的国际种业竞争新格局变化趋势研究

    关键词: 跨国种业企业; 育种技术专利; 品种权; 种业市场份额;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:跨国种业企业第三次大规模的兼并重组形成了新一轮的国际种业竞争格局,而知识产权保护则是跨国种业公司兼并重组的最大动力之一。研究跨国种业公司并购形成的核心知识产权的积聚重组,更能深度考察国际种业竞争新格局的变化趋势。趋势之一,美日欧三国仍然是全球育种研发创新活动的主导者和垄断者,大规模的兼并重组,实现了技术和资源的整合,提升了国际种业集中度,全球种业42.75%的专利申请量集中在美国、日本和欧盟,并且掌握着全球64.68%的DNA重组技术专利。趋势之二,知识产权已经成为跨国种业公司保持市场竞争优势的有力武器,跨国种业公司是核心种业技术专利的拥有者,拜耳/孟山都、中国化工/先正达和杜邦先锋/陶氏的育种专利申请量占全球总育种专利申请量将近14%,全球农作物的转化体81%以上被跨国种业公司所掌握。对国际种业新格局的变化趋势进行研究分析,可以为我国种业兼并重组提供有价值的政策建议。

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  • 基于重组毕赤酵母的fusaruside生物合成

    关键词: 毕赤酵母; 去饱和酶; 2A肽; 共表达; fusaruside;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:目的:构建产fusaruside的毕赤酵母菌株,解决天然小分子免疫抑制剂fusaruside的来源问题。方法:从禾谷镰刀菌Fusarium graminearum PH-1中扩增获得合成fusaruside的相关基因—3位去饱和酶(Δ3(E)-SD)和10位去饱和酶(Δ10(E)-SD)基因;并通过2A肽策略构建两种基因的共表达载体,转化到毕赤酵母GS115中进行双酶的诱导表达;对诱导后的毕赤酵母菌体进行甲醇和二氯甲烷的处理后,经高效液相色谱质谱联用仪(HPLC-MS)检测其中产物变化。结果:3位去饱和酶和10位去饱和酶在毕赤酵母中成功共表达,SDS-PAGE显示3位去饱和酶分子量约为48 kDa,10位去饱和酶分子量约为65 kDa;HPLC-MS显示重组酵母可以产生fusaruside。结论:与fusaruside原产菌株镰刀菌相比,该酵母菌的发酵时间更短,产量更高,为fusaruside的进一步开发与应用奠定基础。

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  • MiR-17-5p靶向自噬相关蛋白ATG7调控巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染作用的研究

    关键词: 自噬; 结核分支杆菌; miR-17-5p; ATG7;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:【目的】 通过研究miR-17-5p对自噬相关基因ATG7的靶向调控机制和对细胞自噬的作用,探究miR-17-5p在结核分枝杆菌介导的自噬途径中的作用及其机制。【方法】 生物信息学分析得到miR17-5p的靶基因ATG7,通过成功构建载体ATG7野生型(pMirGLO-ATG7-3'UTR-WT)和突变型,利用双荧光素酶报告系统、Western blot验证miR-17-5p和ATG7的靶向关系,同时构建结核分枝杆菌(H37Ra)感染的人源性THP-1巨噬细胞模型,将做不同处理的细胞分为三组:miR-17-5p mimics,miR-17-5p inhibitor,miR-17-5p nc。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测H37Ra感染对miR-17-5p表达量的影响,并且进一步通过Western blot、免疫荧光观察检测LC3蛋白的表达量和自噬小体的数量。【结果】 MTB感染能够引起miR-17-5p的下调,随着感染复数的增加有明显的降低。而生物信息学预测结果显示miR-17-5p与ATG7具有靶向性,双荧光素酶报告实验、Western blot验证miR-17-5p能够和ATG7靶向结合,并对其进行负调控。进一步通过Western blot,免疫荧光观察发现miR-17-5p mimics组LC3Ⅱ的表达下调,自噬小体表达降低,而miR-17-5p inhibitor组相反。其中对H37Ra感染组与未感染组之间比较,ATG7和LC3Ⅱ蛋白表达明显增强。【结论】 miR-17-5p直接靶向结合ATG7 3'UTR抑制自噬,在巨噬细胞抗MTB过程中发挥作用。

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  • 去泛素化酶OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型的构建与表型分析

    关键词: OTUB1; Cre/Loxp系统; 肝脏特异性基因敲除小鼠; 代谢;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:目的:建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,初步分析其表型并研究OTUB1基因与肝脏代谢的关系。方法:利用Cre/Loxp系统构条件性基因敲除小鼠模型,即将OTUB1fl/fl转基因小鼠与Alb-Cre小鼠杂交,子代自交,得到OTUB1肝特异性基因敲除小鼠并进行鉴定。取同窝对照小鼠(control, NC)和肝特异型基因敲除(hepatic-specific OTUB1 knockout, HCKO)小鼠,通过PCR和免疫印迹(Western blot, WB),确证OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型是否成功构建。通过组织病理学方法,分析主要组织器官的形态以及是否存在自发的病变;通过血清生化指标检测肝脏脂代谢水平;通过血糖耐受实验(GTT)分析HCKO小鼠对血糖的控制。结果:基因组测序和WB检测结果显示HCKO小鼠肝脏中OTUB1被敲除,其他组织中OTUB1表达水平无变化,证明OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型构建成功。HCKO小鼠出生正常,各组织器官无异常,生化指标中总胆固醇水平明显降低,表明OTUB1影响肝脏脂代谢水平。糖耐受实验中HCKO小鼠血糖回落迅速,表明敲除OTUB1影响肝脏血糖调节稳态。结论:应用Cre/Loxp技术成功建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,为研究OTUB1在肝脏的生理功能和调控机制提供了重要的动物模型。

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  • 木聚糖酶异源表达的研究进展

    关键词: 木聚糖; 木聚糖酶; 异源表达;

    提交时间: 2019-02-13

    摘要:摘要:木聚糖(Xylan)在自然界中的含量极其丰富,在农作物和农林剩余物中大量存在。随着能源资源问题的日益凸显,对木聚糖的应用和研究越来越受到重视。木聚糖酶(Xylanase)是可以将木聚糖降解为低聚木糖和木糖的一类水解酶,近年来,为了实现木聚糖酶的高产、高酶活表达,科研工作者做了大量的研究工作,本文将就木聚糖酶异源表达(Heterologous expression)的研究进展进行综述。 关键词:木聚糖;木聚糖酶;异源表达

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  • 新型重组毕赤酵母产人胰岛素前体的表达工艺研究

    关键词: 毕赤酵母; 胰岛素前体; 发酵工艺; 高产菌株筛选;

    提交时间: 2019-02-13

    摘要:摘要:以毕赤酵母为异源表达宿主合成人胰岛素前体,在实验室研究和工业生产中已有广泛应用。目前研究主要使用天然甲醇诱导型AOX1启动子,以甲醇为单一基础碳源进行胰岛素前体的诱导发酵生产。但在毕赤酵母高密度发酵生产过程中,甲醇代谢过程耗氧大、产热高,补料控制工艺复杂,限制了发酵生产的放大。本研究基于我们前期对启动子AOX1的转录调控设计研究,提出以人工设计的高效组成型转录调控器件CSAD_5驱动胰岛素前体基因表达,开发了葡萄糖为碳源的发酵生产工艺,以解决甲醇体系中的产热、耗氧以及工艺控制问题。在此基础上,通过增强筛选压力提高异源基因拷贝,获得了一株胰岛素前体高表达重组毕赤酵母,利用优化的培养工艺在5 L反应器水平发酵生产,胰岛素前体产量在108 h达到1.85 g/L,为目前报道以葡萄糖为碳源,生产人胰岛素前体的最高水平。该研究为胰岛素前体的工业生产以及毕赤酵母的应用提供了新的思路和方法。

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  • 高分子囊泡在药物释放体系的应用

    关键词: 高分子囊泡; 药物释放体系; 两亲性嵌段共聚物; 控释; 靶向;

    提交时间: 2019-02-13

    摘要:摘要:高分子囊泡作为一种新型的纳米药物载体,具有生物可降解性、稳定性、生物相容性以及可修饰的多功能化等特点。改变聚合物种类和亲水-疏水嵌段的比例,可以制备具有不同形态和膜特性的高分子囊泡。经过修饰后的高分子囊泡,可赋予其更多的功能,从而实现药物的控释和药物靶向的能力。本文对高分子囊泡的结构、组成和制备方法以及在药物释放体系的应用等方面进行了较为详细的综述,目的是了解高分子囊泡最新研究进展以及未来科学家们亟需要解决的重要问题。

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  • 外泌体作为肿瘤标志物的研究进展

    关键词: 肿瘤; 外泌体; 分子标志物;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:外泌体是细胞内源性囊泡样生物纳米级膜结构,直径大小在40-100 nm之间,可由各种类型的细胞分泌释放。外泌体具有许多功能,如蛋白质、mRNA、miRNA和脂类的细胞间运输和传递,以及抗原递呈,还可能具有致癌的能力。肿瘤细胞所分泌释放的外泌体在肿瘤的发生、发展以及迁移等生理和病理过程中发挥重要的作用。目前从肿瘤外泌体中寻找特异性标志物已成为肿瘤研究者重点关注的方向,对肿瘤早期诊断、疗效评价和预后分析具有重要的意义。本文作者就近年来外泌体在肿瘤研究和诊断中研究进展进行综述。

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  • 利用CRISPR/Cas9技术构建稳定表达人白蛋白基因的中国仓鼠卵巢细胞系

    关键词: CHO; 定点整合; CRISPR/Cas9; 蛋白质表达;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:通过目的基因的随机整合方式,构建得到的CHO表达细胞系,常会因为目的基因插入到染色体内不稳定区域,而在长期传代过程中出现表达不稳定的现象,这主要是由于位点效应所导致。为了解决这个问题,现利用CRISPR/Cas9技术介导的同源重组,将目的基因直接整合于CHO细胞染色体上稳定表达区域,以克服位点效应带来的CHO表达细胞系的长期表达不稳定。现总共利用该技术获得了2株外源基因(人白蛋白基因)定点整合细胞系;western blot结果显示,细胞上清液的产物具有人白蛋白抗原性;细胞在贴壁状态下,两株细胞系在第3、12、23、35、50代,细胞每日表达的HSA质量接近,且均维持在0.5 pg/cell/day;选取一株表达细胞系,经悬浮驯化后,在批次条件培养下,第1、25及50代的悬浮细胞,在摇瓶内的表达浓度均稳定在13-14 mg/L。本研究显示了将外源基因基因定点整合于CHO细胞基因组内的的可行性;且外源基因整合在稳定表达区域后,重组细胞系具有对外源基因长期表达的稳定性。

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  • 定点突变改善PvEH1对邻甲基苯基缩水甘油醚的催化特性

    关键词: 环氧化物水解酶; 定点突变; 催化活性; 动力学拆分; 邻甲基苯基缩水甘油醚;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:环氧化物水解酶能够对外消旋环氧化物进行动力学拆分保留单构型的环氧化物。测定了菜豆环氧化物水解酶 (PvEH1) 针对苯基缩水甘油醚及其甲基衍生物的催化特性,并基于分子对接及多序列比对分析确定7个突变位点,通过单点和组合突变对PvEH1进行改造,以期改善PvEH1对邻甲基苯基缩水甘油醚 (1a) 的催化特性。底物谱分析表明PvEH1对1a的催化活性 (157.2 U/g湿细胞) 和对映选择性 (E = 5.6) 最高。单点突变结果显示E. coli/pveh1L105I和E. coli/pveh1V106I对1a的催化活性和对映选择性均有明显提高;L105I和V106I位组合突变菌株E. coli/pveh1L105I/V106I的催化活性 (493.8 U/g湿细胞) 是E. coli/pveh1的3.1倍,对映选择性 (E = 8.3) 也提高至E. coli/pveh1的1.5倍。纯化后PvEH1L105I/V106I的催化活性为17.6 U/mg是PvEH1的1.5倍,对1a的催化效率提高至PvEH1的2.1倍。SDS-PAGE分析表明提高了蛋白的可溶性表达量。利用E. coli/pveh1L105I/V106I全细胞催化100 mmol/L 1a水解动力学拆分获得手性纯 (R)-1a (ee > 96%) 的产率和时空产率分别为31.2%和5.12 g/L/h,因此,在手性纯 (R)-1a的制备中,E. coli/pveh1L105I/V106I是一种颇具潜力的生物催化剂。

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  • 基于核酸适配体的肿瘤免疫治疗进展

    关键词: 适配体; 肿瘤免疫治疗; 双特异性适配体; 免疫检查点;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:肿瘤免疫治疗是通过调节机体的免疫功能来控制和杀伤肿瘤的一种治疗手段。针对免疫检查点的治疗等一系列临床突破使得肿瘤的免疫治疗受到了广泛重视。目前,抗体治疗和过继性细胞治疗是肿瘤免疫治疗的主要方式,但是这些方法仍具有副作用较强,实体瘤治疗难以实现,治疗费用高昂等缺点。因此改进和发展更加高效、安全、低成本的新技术仍十分必要。适配体是利用指数富集的配体系统进化技术筛选得到的单链寡核苷酸,有核酸“抗体”之称。适配体具有低免疫原性,组织穿透力强,易于化学合成与修饰等优势,且与其靶标的结合具有较好亲和力和特异性,可像抗体一样实现肿瘤的免疫治疗。本文对适配体在肿瘤免疫治疗相关技术中的新应用作一综述,主要包括基于免疫检查点的抗肿瘤作用、双特异性适配体的肿瘤免疫治疗、适配体靶向递送siRNA的肿瘤免疫治疗和适配体联合抗体的肿瘤免疫治疗几个方面。

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  • 甲醇周期诱导控制强化毕赤酵母生产猪干扰素

    关键词: 毕赤酵母; 甲醇; 周期控制; DO; pIFN-;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:利用甲醇营养型毕赤酵母生产猪干扰素(pIFN-),诱导过程一般在高细胞密度、定值控制甲醇浓度于5-10 g/L下进行,此时、溶解氧浓度(DO)自然下降到接近于0的水平。如果高好氧的毕赤酵母长期处在高甲醇/低DO的诱导浓度环境会导致其代谢活性恶化;胞内甲醇积累严重;pIFN-表达生产效率低。为此,提出了一种甲醇周期诱导控制策略来强化pIFN-生产。先将甲醇控制于高浓度达7 h;再降低甲醇流加速率、将DO控制在~20%约4 h,一共重复6个循环。采用上述周期控制策略,毕赤酵母代谢活性可以长期维持在较高水平;胞内甲醇处于极低水平(≤ 0.003 g/g-DCW)、解除了甲醇毒性效应;pIFN-活性达到3.90×107 IU/mL的最高水平,是定值控制甲醇浓度时的1.86倍。

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  • MOFs固定5-羟甲基糠醛氧化酶及其催化活性的研究

    关键词: MOFs; 5-羟甲基糠醛氧化酶; 固定化酶; 生物催化剂;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:固定化酶作为一种绿色高效的生物催化剂,其性能远超游离酶。目前酶的固定化技术适用范围仍然较小,酶的研究范围多停留在模型酶阶段,扩大固定化酶的研究范围具有十分重要的意义。金属有机骨架材料(MOFs)作为酶固定化的载体在近些年得到了广泛的探索,但是具有生物功能的酶-MOFs复合材料的许多特性仍有待挖掘。本文采用仿生矿化的合成方法将5-羟甲基糠醛氧化酶(HMFO)固定到以沸石咪唑酯(ZIF-8)为代表的MOFs材料中,制备得到一种新的生物催化剂HMFO@ZIF-8,扫描电子显微镜表征其形态区别于经典的菱形十二面体。采用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度,计算得到酶的固定化效率达到89.0%。HMFO@ZIF-8催化5-羟甲基糠醛的转化率达到84.3%,收率和选择性均高于游离酶。本文拓展了MOFs固定化酶的研究范围,为研究其他生物大分子复合材料的生物催化剂提供一定的借鉴意义。

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  • 气相色谱法对狂犬病疫苗灭活工艺中β-丙内酯研究

    关键词: 狂犬病疫苗; β-丙内酯; 气相色谱;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:目的:基于GC-FID法,对狂犬病疫苗生产过程中采用的β-丙内酯灭活剂进行了含量及稳定性研究。方法:气相色谱条件:采用Agilent DB-624(30 m×0.530 mm×3.00 μm)毛细管柱;升温程序:初始温度为80 ℃,保持1 min,以20 ℃/min的速率升温至200 ℃,保持3 min;色谱柱流量:3 mL/min;检测器温度:250 ℃;进样口温度:150 ℃;载气:氮气,线速度:25 cm/sec;进样量:1 μL,分流比为2:1,进样方式:手动进样。结果:以乙腈作为稀释剂,BPL在1:100~1:32000范围内线性关系良好(R2≥0.999)。在1:200、1:1000、1:8000 三个浓度水平下,加标回收率在95.04%~116.86%之间,相对标准偏差(RSD)为2.6%~3.2%,检测限为0.112 μg/mL。结论:该方法简便、专属性强、稳定且在室温条件下操作,大大降低了对试验条件和技术操作的要求,能够满足灭活狂犬病病毒工艺中对BPL检测的需求。

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  • 细菌中D-氨基酸生物合成及调控作用研究进展

    关键词: 肽聚糖; D-氨基酸; 氨基酸异构酶; 氨基酸转氨酶;

    提交时间: 2019-01-17

    摘要:细菌中普遍存在L/D型氨基酸,与L-氨基酸(L-AAs)不同,D-氨基酸(D-AAs)不参与蛋白质合成,而与细胞壁肽聚糖的合成有关,直接影响细菌细胞壁的形状、数量和强度。D-AAs在细菌表征、药物抑菌性、靶标确定等方面具有重要的作用。目前,外源添加D-AAs参与肽聚糖合成的机制已有一些研究进展,其荧光衍生物已应用于细菌可视化,特异性探测细胞壁形成/重塑、细菌生长和细胞形态。但D-AAs如何影响细菌生长及其抗逆性的机制尚未研究清楚。本文对D-AAs的研究现状进行了综述,重点介绍了D-AAs在细菌中的生物合成和参与细胞壁合成的机制,非典型D-AAs对细菌的调控以及在细菌可视化中的应用,并对D-AAs未来研究方向进行了展望。

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  • CD133(Prominin-1)的结构、功能及其相关抗体的研究进展

    关键词: CD133; Prominin-1; 信号通路; 视网膜; 抗体;

    提交时间: 2019-01-07

    摘要:CD133(Prominin-1)是五次跨膜糖蛋白Prominin家族的成员之一,最初作为特异性标志物用于筛选人造血干细胞和祖细胞,随后用于分离鉴定各种肿瘤干细胞的特定细胞亚群。研究表明,CD133是肿瘤治疗预后的标志物,能与血管内皮生长因子等物质相互作用,参与细胞通路的信号传导,在维持视网膜形态和功能中发挥着重要作用。根据是否与CD133的糖基化表位结合,可将CD133的相关抗体分为糖基化抗体、非糖基化抗体以及其他未指明是否与糖基化表位结合的抗体。本文将围绕CD133近年的研究成果对Prominin家族、CD133的功能、相关抗体和相关研究方法进行综述。

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  • 基于慢病毒系统的双荧光标记多功能自噬流监测系统建立与应用

    关键词: 自噬流; 载体构建; 慢病毒; mRFP-eGFP-LC;

    提交时间: 2018-12-25

    摘要:目的 构建能够用于稳定动态监测细胞自噬流变化和过表达基因的红色荧光蛋白-绿色荧光蛋白-鼠源LC3融合慢病毒多功能表达载体(PCDH-Duo-mRFP-eGFPph-LC3rat,PCDH-Duo) , 并构建小鼠腹腔巨噬细胞Raw264.7稳转株观察自噬流变化。方法 应用基于PCR精确合成mRFP-eGFPph-LC3rat融合全基因,将其克隆至慢病毒表达载体PCDH-CMV-MCS-EF1a-GFP中,重组质粒经菌落PCR、酶切及测序分析正确无误后, 包装慢病毒,转染Raw264.7细胞,并利用流式分选术获取稳转株,经氯喹抑制自噬模型及Western blotting鉴定eGFP蛋白表达确认其可靠性。结果 成功构建了PCDH-Duo重组慢病毒质粒,包被慢病毒并获得Raw264.7稳定细胞系(Raw264.7-PCDH-Duo),可稳定表达双荧光蛋白,经3 mM氯喹作用6h后,能够稳定准确指示自噬流变化。结论 成功构建了基于慢病毒系统的双荧光标记多功能自噬流监测系统,为研究细胞自噬与编码基因及非编码基因之间的关系提供了方便有力的工具。

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  • BMP7基因沉默抑制钙盐诱导猪主动脉瓣膜间质细胞成骨分化

    关键词: 钙化性主动脉瓣膜病; 瓣膜间质细胞; BMP7; 成骨分化; RNA干扰;

    提交时间: 2018-12-25

    摘要:目的:探究小干扰RNA(small interference RNA,siRNA)介导的骨形态发生蛋白7(bone morphogenetic protein7,BMP7)基因沉默对钙盐诱导猪主动脉瓣膜间质细胞成骨分化的影响及机制,为钙化性主动脉瓣膜病(calcific aortic valve disease,CAVD)的干预及治疗提供理论依据。 方法:非CAVD瓣膜组织(non-CAVD组)取自手术治疗的主动脉夹层患者,CAVD瓣膜组织(CAVD组)取自因钙化性主动脉瓣狭窄而进行主动脉瓣膜置换术的患者,采用免疫组化和Western blot法检测non-CAVD组和CAVD组中BMP7、Runt相关转录因子2(Runx2)的蛋白表达水平。选取健康家猪处死后即刻于无菌条件下取主动脉瓣叶,采用胶原酶连续消化法分离主动脉瓣膜间质细胞,观察其形态特征,并用免疫荧光染色行表型鉴定。采用脂质体转染法将BMP7-siRNA转染猪主动脉瓣膜间质细胞,采用qPCR和Western blot法验证BMP7表达的变化;利用钙盐培养基诱导细胞成骨分化,建立体外主动脉瓣膜间质细胞钙化模型后,采用ALP染色和茜素红S染色实验分别检测细胞早期及晚期成骨分化能力;采用qPCR和Western blot法分别检测细胞成骨相关基因及蛋白Runx2、OCN和OPN的表达情况。并用Western blot法检测BMP7下游信号通路中Smad1/5/8的磷酸化水平。结果:BMP7和Runx2蛋白在CAVD组中表达明显高于non-CAVD组。成功分离出原代猪主动脉瓣膜间质细胞,α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)及波形蛋白(vimentin)染色阳性,血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)染色阴性。转染BMP7-siRNA后猪主动脉瓣膜间质细胞中BMP7的mRNA和蛋白水平均明显下调,早期及晚期成骨分化能力均明显降低。沉默BMP7基因的表达,可下调Runx2、OCN和OPN的基因及蛋白表达,且磷酸化的Smad1/5/8(p-Smad1/5/8)蛋白水平明显降低。结论:BMP7基因沉默抑制钙盐诱导的主动脉瓣膜间质细胞的成骨分化能力,BMP7/Smads信号通路可能在该过程中发挥重要作用。

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