三维回转模拟微重力对拟南芥根尖基因表达谱的影响

目的从分子水平上分析和阐述植物根尖对模拟微重力效应的反应。方法以三维回转仪模拟微重力效应,回转处理7 d大小的拟南芥幼苗15 min。利用基因芯片技术,分析模拟微重力下拟南芥mR-NA表达谱的变化。结果拟南芥根尖细胞有392个基因的表达发生了显著变化,其中347个基因表达上调,45个基因表达发生下调。结论模拟微重力效应可以影响拟南芥根尖基因的表达,这些差异表达基因的功能涉及到植物的许多生命过程,包括抗逆反应、细胞壁物质合成、基因转录和信号转导等。     

模拟微重力对肺炎克雷伯菌生物学特性的影响

目的：研究模拟微重力对肺炎克雷伯菌（ KPN）生长、形态、蛋白表达以及4种毒力基因表达的影响。方法实验分为微重力组和对照组,采用回转器模拟微重力模型处理微重力组菌株,检测KPN微重力下的生长情况,电镜观察细菌形态,表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术（ SELDI－TOF－MS ）检测蛋白质表达及采用实时（ real－time,RT） PCR检测ureA、wabG、uge、fimH 4种毒力基因的表达。结果微重力组与对照组相比,KPN的生长加快,最终菌量增加;扫描电镜见部分菌体形态发生变化,细长的菌体增多,透射电镜见细胞质内颗粒状物质增多;质谱分析结果有18个蛋白峰表达发生变化,表达上调和下调各9个,经蛋白库共检索出21个与其相对分子质量（ Mr）相近蛋白,其中13个功能已知的蛋白与细菌的生命活动密切相关;RT－PCR结果表明,4种毒力基因表达均下调。结论微重力使KPN生长加快、繁殖能力增强,菌体形态、蛋白表达以及4种毒力基因表达均发生变化,微重力使KPN的生物学特性发生改变。     

模拟微重力对金黄色葡萄球菌基因表达及表型的影响

目的研究金黄色葡萄球菌在低剪切力模拟微重力系统(low-shear modeled microgravity,LSMMG)条件下连续培养14d的表型变化及基因表达改变。方法利用旋转细胞培养系统模拟微重力环境对金黄色葡萄球菌连续传代培养14d,对菌株进行增殖速率、耐酸性和生物膜形成的测定,评估金黄色葡萄球菌的表型变化。利用转录组测序检测模拟微重力条件下差异表达的基因,与表型作比对。结果模拟微重力导致金黄色葡萄球菌增殖速率降低,耐酸性增强,生物膜形成能力增强,耐碱性下调;共有172个显著差异表达基因(P0.05),其中20个上调,152个下调。36个营养代谢相关差异表达基因中32个表达下降,1个与耐碱相关基因表达下调。结论模拟微重力引起金黄色葡萄球菌表型及相应的基因表达变化,其中生物膜形成能力的增强可能对航天飞行造成潜在威胁。     

回转器模拟微重力对白色念珠菌致病性的影响

目的观察回转器模拟微重力对白色念珠菌致病性的影响。方法回转器处理白色念珠菌SC5314,观察模拟微重力对菌株生长、小鼠的致死能力、小鼠肾脏和大脑的菌落形成、巨噬细胞破坏作用的影响。检测cAMP分子在回转模拟微重力过程中的作用及Gβ-Gα-AC-cAMP信号通路蛋白的基因表达情况。结果回转模拟微重力导致白色念珠菌生长显著加快;对小鼠的致死速度加快;诱导巨噬细胞凋亡的作用显著增强。模拟微重力导致菌株细胞cAMP的水平显著升高;外源性cAMP显著促进菌丝生成,增加其对小鼠的致死率;模拟微重力导致Gβ基因表达显著增加,而其它与cAMP产生的相关基因没有明显变化。结论回转器模拟微重力显著增加白色念珠菌致病性,可能是通过激活Gβ-Gα-AC-cAMP信号转导途径实现的。     

模拟微重力环境下细菌生物学效应的初步研究

目的 研究模拟微重力环境下细菌的生物学效应.方法 应用回转器处理实验菌株(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌、鼠伤寒沙门氏菌),检测其生长曲线,抗生素敏感性,以及抗生素敏感性变化株与野生株间脂肪酸图谱的差别.结果 模拟微重力条件下,细菌对数期提前、生长曲线形状改变.回转器处理30 d后可检测到大肠杆菌抗生素敏感性突变株,并且突变株的数量与处理时间呈现正相关趋势;鼠伤寒沙门氏菌处理120 d后,检测到氨苄西林和左氧沙星耐受株突变为敏感株;脂肪酸图谱分析显示,突变株与对照株相比脂肪酸的种类和含量存在一定差异.结论 回转器模拟微重力条件下,细菌生物性状受到影响,抗生素敏感性的改变可能与细菌脂肪酸图谱的变化有关.     

空间飞行MG63细胞重力敏感新miRNA HN22的鉴定与功能分析

目的筛选空间飞行引起的MG63成骨细胞差异表达新miRNA并进行功能分析。方法对空间飞行后的MG63成骨细胞small RNA(sRNA)进行测序及生物信息学分析,得到空间飞行导致显著变化的新miRNA。利用地面回转模拟微重力效应实验验证其表达变化情况;采用miRNA转染分析其对成骨细胞分化的影响;采用多种miRNA靶基因预测软件综合预测其靶基因并检测其潜在靶基因的表达情况;通过GO注释和Panther pathway进行靶基因功能分析。结果新miRNA HN22在空间飞行和地面回转模拟微重力条件下均发生显著表达变化;HN22转染显著提高成骨分化相关基因表达。靶基因预测结果分析显示HN22可影响成骨细胞Wnt信号通路与钙黏蛋白信号通路。Wnt信号通路中的Wnt5a与HN22的表达趋势相反,是其潜在的靶基因。结论HN22可响应微重力变化,并靶向Wnt信号通路中的Wnt5a与钙黏蛋白信号通路影响成骨细胞分化。     

模拟微重力对肺微血管内皮细胞窖蛋白-1和内皮型一氧化氮合酶表达的影响

目的 探讨回转模拟微重力对肺微血管内皮细胞(PMVEC)窖蛋白-1(caveolin-1)和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)表达的影响.方法 以肺微血管内皮细胞为研究对象,采用回转器模拟微重力效应.将细胞分为回转12h组、回转24h组(在30r/min条件下回转培养12、24h),以及对照12h组、对照24h组(放置于细胞回转器旁静置培养12、24h).采用Griess法检测细胞的NO释放量,透射电镜观察细胞胞膜窖的超微结构变化,Western blotting检测eNOS和caveolin-1的表达.结果 回转12h组较对照12h组NO产量和eNOS蛋白表达均有增加,回转24h组较对照24h组NO产量和eNOS蛋白表达也有增加,差异均有统计学意义(P＜0.05).由透射电镜可见,对照12h组和对照24h组PMVEC细胞膜表面均可见典型的希腊字母Ω状胞膜窖,较丰富,结构清晰;回转12h组PMVEC细胞膜上胞膜窖的结构破坏,数量减少;回转24h组PMVEC细胞膜上很难发现胞膜窖的特征性结构,数量进一步减少.Western blotting检测发现,回转12h组与对照12h组相比,回转24h组与对照24h组相比,PMVEC中caveolin-1表达均显著下降(P＜0.05或P＜0.01).结论 回转模拟微重力可抑制肺微血管内皮细胞中caveolin-1的表达,增强eNOS表达,提高细胞内NO的释放量.     

回转器模拟微重力对神经细胞自噬的影响(英文)

目的探讨回转模拟微重力对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)自噬的影响。方法利用回转模拟微重力的细胞学效应,回转条件下培养细胞12 h、24 h,相同条件下静置培养细胞作为对照。WesternBlot方法检测LC3蛋白表达变化水平。荧光显微镜观察GFP-LC3点状聚集物,计数含有大于5个GFP-LC3点状聚集物的细胞数量。结果回转组SH-SY5Y细胞LC3-II蛋白表达高于对照组,荧光显微镜检测到GFP-LC3点状聚集物也随之增多。结论回转可以引起SH-SY5Y细胞自噬增多。     

miR-34a调控高糖环境中HK-2细胞增殖作用的初步研究

目的探讨miR-34a对高糖环境中HK-2细胞增殖作用的影响。方法以miR-34a模拟物和miR-34a抑制剂分别转染HK-2细胞,定量PCR检测miR-34a的表达变化,MTT检测细胞增殖活性;Western印迹检测周期相关蛋白CyclinD1和CyclinE的表达变化。生物信息学分析miR-34a的靶基因,对其中的增殖相关转录因子E2F3进行双荧光素酶验证。结果 miR-34a模拟物组miR-34a表达显著上调(P<0.05),miR-34a抑制剂组miR-34a显著下调(P<0.05)。与对照组相比,miR-34a模拟物显著抑制高糖环境中HK-2细胞的增殖作用(P<0.05),CyclinD1和CyclinE表达下调(P<0.05),miR-34a抑制剂组显著上调高糖环境中HK-2细胞的增殖作用,CyclinD1和CyclinE表达上调(P<0.05)。TargetScan在线分析软件显示,增殖相关转录因子E2F3可能是miR-34a潜在的靶基因,双荧光素酶分析结果显示E2F3是miR-34a的直接靶基因。结论 miR-34a可以调控高糖环境中HK-2的细胞增殖,其机制可能是通过直接抑制E2F3基因的表达而实现。     

旋转细胞培养系统模拟微重力环境对小鼠成纤维细胞lncRNA表达的影响

目的 研究旋转细胞培养系统(RCCS)模拟微重力环境对小鼠成纤维细胞株L929 lncRNA表达的影响.方法 体外培养L929细胞,随机分为模拟微重力组(SMG组)和正常重力组(NG组),每组3个样本.SMG组回转器轴心与地面平行旋转,NG组回转器轴心与地面垂直旋转,两组转速一致.RCCS培养7d,收集样本,提取样本总RNA,进行荧光标记和芯片杂交.利用Agilent Mouse lncRNA芯片分别检测SMG组和NG组L929细胞的lncRNA和mRNA表达,筛选差异表达显著的lncRNA,RT-qPCR验证芯片结果;利用GO和Pathway分析差异表达lncRNA的功能分布,结合mRNA差异表达谱,进行lncRNA-mRNA联合分析.结果 lncRNA芯片检测分析发现,RCCS模拟微重力环境下小鼠成纤维细胞L929共有238条差异表达的lncRNA,其中134条表达上调,104条表达下调;差异表达的mRNA共有237条,其中53条表达上调,184条表达下调.获取差异表达lncRNA的聚类分析图,对差异表达显著的4条lncRNA芯片结果进行RT-qPCR验证,结果相吻合.GO分析结果显示差异表达的lncRNA与巨噬细胞分化、伤口愈合的负性调节等生物学过程相关,Pathway分析结果显示差异表达的lncRNA与系统性红斑狼疮、TGF-β等信号通路相关.同时成功构建了lncRNA-mR-NA-TF可视化网络图.结论 RCCS模拟微重力环境显著影响L929细胞的lncRNA及mRNA表达谱,基于芯片技术的ln-cRNA靶基因预测和功能富集分析可为失重应激损伤机制探讨和修复措施建立提供理论依据.     

吸入氡致大鼠肺蛋白质组表达变化的分析

目的 从蛋白质组学角度分析氡染毒后大鼠肺组织蛋白质表达谱的变化。方法 雄性Wistar大鼠氡吸入染毒累积剂量分别达100、200、400工作水平月(WLM)后,取大鼠肺组织,裂解提取其总蛋白;双向电泳(2-DE)分离总蛋白,ImageMaster 2D Platinum软件分析差异表达蛋白,切取差异蛋白点,胶内酶解并进行质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定。结果 正常对照组和氡染毒组大鼠肺组织的2-DE图谱有明显差异,差异表达点中与氡染毒呈剂量变化关系的点有14个表达上调,9个表达下调,质谱鉴定出其中的15个差异蛋白点。结论 氡染毒组大鼠肺组织的蛋白表达谱发生了一定的差异性,氡吸入致靶器官肺损伤可能与多种蛋白相关。     

模拟微重力对大鼠皮层神经元蛋白羰基化的影响

目的研究回转模拟微重力效应对Wistar大鼠皮层神经元蛋白质羰基化的影响。方法利用回转器模拟微重力 ,将原代培养的Wistar大鼠皮层神经元分别回转 0h、1 2h、2 4h、36h、48h。提取细胞总蛋白 ,酶联免疫吸附法 (EILSA)检测羰基化蛋白的水平。结果与 1G对照组相比 ,回转 2 4h、36h、48h显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 (P <0 .0 5 )。结论回转显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 ,这可能是神经元损伤的重要原因之一。     

模拟微重力对大鼠嗜铬细胞瘤细胞蛋白酪氨酸硝基化的影响

目的研究微重力状态下活性氮自由基（RNS）对神经细胞蛋白质氧化修饰的影响。方法以大鼠嗜铬细胞瘤（PCI2）细胞作为神经细胞模型，利用水平轴回转器模拟微重力效应。回转72h后，对回转和对照组细胞进行一氧化氮合酶和硝基酪氨酸的免疫细胞化学染色分析，同时采用硝酸盐还原酶偶联法测定回转PC12细胞的一氧化氮（NO）水平，竞争性ELISA方法定量检测细胞硝基酪氨酸的水平。结果回转后PC12细胞诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和硝基酪氨酸免疫细胞化学染色均增强。回转后PCI2细胞NO水平升高（P〈0．01），蛋白质酪氨酸硝基化程度显著增加（P〈0．01）。结论模拟失重可诱导PC12细胞NO的合成，增加蛋白质氧化损伤程度。     

模拟微重力对植物幼苗光合特性的影响

目的：研究模拟微重力对植物幼苗光合特性的影响。方法：采用1π回转器模拟微重力并处理植物样品120h。结果：1）株高和叶片数有所增加。2）草莓的叶绿素含量降低47．5％，香石竹叶绿素含量增加4．3％，3）回转后两种幼苗的叶绿素主要吸收峰位不变，而每个峰位吸收强度有所增加；4）两种幼苗的叶片快速荧光动力学参数，回转后除CA／Fo外，Fv/Fo,Fv/FM和T1／2均有提高；5）对照和处理的叶绿体的两个光系统间的激发能分配有差异。结论：微重力对叶绿体的正常光合功能没有显著影响，故植物幼苗在微重力条件下可以正常生长。     

模拟微重力条件下昆明小鼠早期胚胎体外发育及其G6PD基因表达

目的 研究模拟微重力条件下培养的小鼠早期胚胎体外发育与1g重力条件下体外发育的差异。方法 检测葡萄糖代谢关键酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PD）在昆明小鼠早期胚胎体外不同重力条件下培养各个时期基因的转录与表达。结果 模拟微重力培养条件下,胚胎体外发育受到明显的抑制,模拟微重力不利于小鼠胚胎的体外发育。用CZB＋10％FCS进行培养,2-细胞期培养的囊胚率为零,显著低于常规培养的23．92％;4-细胞期培养的囊胚率为18．44％,显著低于常规培养的80．12％。利用G6PD的内、外两对引物,检测昆明小鼠早期胚胎体外发育各个阶段的G6PD基因的转录与表达。从2-细胞期开始体外常规培养的胚胎,发育至4-、8-细胞胚胎、桑椹胚、囊胚及退化囊胚都有G6PD基因的转录与表达。在模拟微重力条件下,从2-细胞期开始培养的胚胎,发育至4-细胞期、桑椹期、囊胚期胚胎和退化桑椹胚皆有G6PD基因的转录和表达,而退化的2-细胞胚胎没有检测到G6PD基因的转录与表达。结论 两种培养方式之间,G6PD基因的转录与表达不存在差异,说明早期胚胎都存在磷酸戊糖途径。