植物原生质体在分子细胞生物学研究中的应用

植物原生质体是去除了细胞壁的裸露细胞,其具有细胞全能性,现广泛应用于植物分子细胞生物学的研究中,可以大大缩减实验周期,并有助于得到体内实验的实时检测数据。该文除了介绍植物原生质体的提取和纯化方法外,还对国内外利用各种植物的原生质体进行细胞瞬时转化、亚细胞定位、细胞融合和大分子复合物相互作用等试验进行了总结和讨论。植物原生质体还可用于基因表达模式的实时检测,并作为生物反应器的受体细胞进行代谢物的体外生产。此外,还对当前该技术所面临的瓶颈进行了分析,为植物原生质体在分子细胞生物学领域的应用提供帮助,为技术的优化和推广提供参考。     

消痰化瘀利窍中药组方对改善慢性间歇性低氧大鼠心肌纤维化的作用及其机制*

目的: 探讨转化生长因子-β(TGF-β)信号通路在消痰化瘀利窍中药组方(XC)对改善慢性间歇性低氧(CIH)大鼠心肌纤维化中的作用。方法: 40只SD 大鼠,随机分为常氧组(Normoxia)、常氧+中药干预组(TCMC)、慢性间歇性低氧模型组(CIH)、CIH +中药干预组(TCMC+CIH),每组10只。通过向舱内充入氮气,使舱内氧体积分数在90 s内从21%下降到9%,随后90 s再充氧气使舱内氧体积分数逐渐上升到21%为一循环建立CIH模型。CIH 与 TCMC+CIH 组大鼠置于CIH装置, Normoxia 和TCMC组大鼠置于正常氧舱。此外TCMC+CIH 与 TCMC 组大鼠于每日XC生药(24 g/kg)煎制灌胃,而 CIH 组与 Normoxia 组大鼠给予等体积生理盐水。造模结束后,天狼星红染色观察大鼠心肌间质内胶原沉积情况;Western blot 法检测大鼠心肌间质中 CollagenⅠ、Collagen Ⅲ、Fibronectin、TGF-β、p-Smad2、p-Smad3的蛋白表达水平。采用Q-PCR法检测基质金属蛋白酶2(MMP-2)和基质金属蛋白酶抑制因子 2 (TIMP-2) 的 mRNA表达水平。结果: 与正常组比较,CIH大鼠心肌组织出现明显胶原的沉积,CollagenⅠ、Collagen Ⅲ和Fibronectin蛋白表达明显增多(P均＜0.01),TGF-β、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达水平也明显增高(P均＜0.01);CIH大鼠心肌组织TIMP-2 mRNA上调导致MMP-2 mRNA明显减少(P均＜0.01)。给予XC干预后,CIH大鼠心肌组织胶原沉积明显减少,CollagenⅠ、Collagen Ⅲ和Fibronectin蛋白表达明显降低(P＜0.05,P＜ 0.01,P＜0.05);CIH大鼠心肌组织中TGF-β、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达水平明显降低(P＜0.01,P＜0.05,P＜ 0.01)。心肌组织中TIMP-2明显基因减少致MMP-2增多(P均＜0.05)。 结论: 消痰化瘀利窍中药组方可抑制CIH大鼠心肌纤维化的形成,进而改善CIH大鼠心肌功能。其机制与该中药组方下调TGF-β/ Smad2/3信号通路及下调TIMP-2mRNA有关。     

有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏JAK2及TGF-β1的影响

目的: 研究有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏Janus激酶2(JAK2)及转化生长因子-β1(TGF-β1)表达的影响,探讨运动与白藜芦醇改善糖尿病肾损伤的可能作用机制。方法: SD大鼠经5周高糖高脂饲料喂养加腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病模型后,将糖尿病大鼠随机分为糖尿病安静组(DC组),糖尿病运动组(DE组),糖尿病药物组(DR组)和糖尿病运动药物组(DER组),每组各12只,另设正常对照组(NC组)。运动组大鼠进行8周的有氧运动(跑速为20 m/min),每天运动60 min,每周运动6 d;药物组大鼠进行8周的白藜芦醇灌胃(每天45 mg/kg,7天/周)。8周末,检测血糖、24 h尿白蛋白(24 h UA)、血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)的变化;采用荧光定量PCR检测肾脏JAK2 mRNA的表达,免疫组织化学法和Western blot法检测肾脏JAK2和TGF-β1的表达。结果: 8周干预后,与NC组相比, DC组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著上升(P＜0.05),肾组织病理损伤加重,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显增加(P＜0.05)。与DC组相比,DE、DR和DER组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著下降(P＜0.05),肾组织病理损伤减轻,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显减少(P＜0.05),且DER组的降低更显著,与DE、DR组相比差异有显著性(P＜0.05)。结论: 有氧运动、白藜芦醇及联合干预可能通过下调肾脏JAK2 mRNA表达,抑制JAK2蛋白的合成,使TGF-β1表达减少,从而改善糖尿病大鼠肾脏损伤的病理性变化。有氧运动联合白藜芦醇干预减轻肾脏病理损伤的效果优于单一的有氧运动或白藜芦醇干预。     

浮萍合成生物学研究进展

随着浮萍基因组和转录组数据的不断获得,以及高效稳定的浮萍遗传转化和基因编辑体系的建立,以浮萍为底盘的表达系统已经成功表达了多种外源蛋白,浮萍有望成为植物合成生物学的研究热点。现简要介绍浮萍的基本信息,对浮萍科植物的基因组和转录组信息、遗传表达体系、浮萍合成生物学使能技术和合成的外源蛋白进行概述,同时简要总结浮萍合成生物学的优势,对浮萍合成生物学未来的发展前景进行展望。     

植物次生代谢产物对哺乳动物生物钟的调节作用

生物钟是生物适应地球自转而形成的内在节律,哺乳动物体内生物钟与内分泌、代谢调控以及疾病均有着紧密联系。随着人类生活和工作模式的改变,生物钟紊乱已经逐渐影响到机体健康。研究发现,饮食在为机体提供物质能量的同时,也是调节生物钟的重要途径之一,并且不同物质的摄入对生物钟的调控也存在差异。现就几种植物次生代谢产物,如白藜芦醇、茶多酚和咖啡因等对生物钟调节的研究进展进行综述。     

内生真菌和内生细菌接种对雷公藤生长和次生代谢产物积累的影响

为探究内生真菌与内生细菌对雷公藤(Tripterygium wilfordii)的生长和次生代谢产物积累的相互作用,用内生真菌NS33、NS6和内生细菌LG3、LY1单独或跨界联合接种雷公藤,对雷公藤的生长和雷公藤甲素、雷公藤红素合成进行了研究。结果表明,单独或混合培养的菌株具有分泌铁载体、吲哚乙酸(IAA)和溶磷能力,对种子萌发、芽伸长和根系活力有显著促进作用。接种菌株NS33、NS6、NS6-LG3和NS6-LY1均显著促进了雷公藤组培苗的生长。单独或联合接种菌株均能显著提高雷公藤组培苗雷公藤甲素和雷公藤红素的积累,其中NS33-LG3和LG3的作用最显著。菌株NS33与LG3能够协同促进IAA的分泌、小麦幼苗根系活力和雷公藤红素的积累;菌株NS6与LY1协同提高了雷公藤组培苗的高度、质量和雷公藤红素的积累。因此,内生真菌与内生细菌联合接种对雷公藤生长和次生代谢产物积累具有一定的协同效应,显示出实际应用潜力。     

氨基糖单体碳氮同位素的分析及其应用

氨基糖(AS)作为有机质中在分子水平识别的重要组分,研究其来源与转化能更好地认知微生物对有机质的调控作用。作为一种新兴技术,氨基糖单体同位素分析(CSIA-AS)为研究氨基糖各组分在自然环境中的变化特征提供了更详细的信息。本文系统总结了CSIA-AS技术的测定方法及其在氨基糖循环转化研究中的应用,气相色谱-同位素比值质谱法(GC-IRMS)和离子色谱-同位素比值质谱法(IC-IRMS)作为2种主要的氨基糖同位素测定方法,各有利弊,但进行相应的校正后均可实现可靠的测定结果。氨基糖各组分在土壤有机质中具有相对较低的周转时间,细菌来源的胞壁酸相对葡萄糖胺、半乳糖胺和甘露糖胺具有更高的矿化速率。氨基糖在环境中的来源和代谢转化受底物的影响,这与微生物群落对不同碳、氮源的特异性响应有关。CSIA-AS技术的推广需要进一步的方法优化并将其与微生物甄别等其他手段相结合,以此来更好地阐释有机质的来源、转化和归宿及其调控机制。     

根癌农杆菌介导真菌遗传转化的研究及应用

根癌农杆菌介导转化法（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,ATMT）具有转化效率高、遗传稳定、适用范围广等诸多优点,已成为真菌遗传转化研究中的强有力手段,在真菌基因资源开发、真菌性疾病研究和外源蛋白表达研究中发挥巨大作用。本文概述了根癌农杆菌转化法在真菌转化中的研究进展、技术优缺点、转化机制、实验方法和应用现状,着重介绍影响其转化效率的因素并对优化方法进行探讨,展望了该技术在真菌基因资源发掘、基因编辑等方面的应用前景,为今后真菌的遗传转化研究提供参考。     

表观遗传的化学干预对金龟子绿僵菌次生代谢产物影响的研究

[背景] 表观遗传酶类化学抑制剂对真菌的影响研究主要集中在新次生代谢产物挖掘方面,而对大量已知次生代谢物含量的变化却关注较少。金龟子绿僵菌是一种常用杀虫真菌,能代谢出多种已知生物活性物质,其含量可能会影响到该菌与环境间关系及利用潜力。[目的] 评估组蛋白去乙酰化酶和DNA甲基转移酶的化学抑制剂对金龟子绿僵菌代谢物安全性和可利用性的影响。[方法] 在金龟子绿僵菌培养基中添加表观遗传酶类化学抑制剂,培养一定时间后用高分辨液质联用及标准品对照方法分析次生代谢产物变化。根据差异代谢物的生物活性评估化学抑制剂的影响。[结果] 高分辨液质联用分析结果表明当抑制剂浓度达500μmol/L时,金龟子绿僵菌有16种主要次生代谢产物出现明显量的变化,包括destruxin A、A1、A2、B、B1、B2、E、E2、Ed、didesmethyldestruxin C、dihydrodestruxin A、desmethyldestruxin B、12-hydroxyovalicin、subglutinol C、fungerin和ustilagic Acid C。其中,丁酸钠处理可使15种主要代谢物含量升高。苯甲酰胺可使12种主要代谢物含量升高。伏立诺他虽然仅能使10种主要代谢物含量升高,但部分代谢物的升高幅度明显高于前两者。2种DNA甲基转移酶抑制剂可使金龟子绿僵菌代谢物中绿僵菌素类代谢物含量普遍下降。[结论] 组蛋白去乙酰化酶抑制剂可引起金龟子绿僵菌主要代谢物含量普遍升高,而DNA甲基转移酶抑制剂使金龟子绿僵菌的绿僵菌素含量普遍下降。由于变化的代谢物都具有显著的杀虫、免疫抑制或抗菌抗癌等生物活性,因此上述化学抑制剂可增强或降低金龟子绿僵菌对环境中昆虫毒性,同时也增加或降低其代谢物利用潜力。另外,subglutinol C、fungerin和ustilagic Acid C是首次在金龟子绿僵菌中被发现。     

常见肠道菌群代谢产物作为疾病诊断的指针的研究进展

人类肠道菌群能够产生多种代谢产物或与人体相互作用产生肠道菌群-宿主共代谢物,显著影响人体各大系统的生理功能。当人体健康状态以及肠道菌群发生变化时,肠道代谢物的种类和含量也会相应受到影响,因此肠道菌群代谢产物具有作为疾病诊断指针的巨大潜力。本文总结了常见的几类肠道微生物代谢产物,包括糖类、胆碱代谢物、脂质、氨基酸与肽类、维生素、胆汁酸、短链脂肪酸、酚、苯甲酰基和苯基衍生物等,及其在不同疾病状态下的作用机理,以期更好地理解肠道菌群、代谢产物和疾病之间的相关性,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的靶点。