去乙酰化酶SIRT1调控PFOA诱导小鼠肝损伤的作用及机制研究

【立论依据】 流行病学调查发现,全氟辛酸(PFOA)和人类多种疾病密切相关。我们前期研究发现PFOA可通过氧化应激、炎症反应和诱导凋亡引起小鼠肝脏毒性损伤。去乙酰化酶SIRT1在细胞应激反应中具有关键作用,可引起多种转录因子去乙酰化,从而促进细胞存活,抑制凋亡。因此,我们提出:“SIRT1的去乙酰化修饰可能对PFOA诱导的小鼠肝损伤起保护作用”。 【设计思路】 在前期研究的基础上,探讨PFOA肝脏毒性与SIRT1表达和反应活性的相关性;利用SIRT1激活剂以及SIRT1抑制剂观察SIRT1信号通路对PFOA诱导的肝脏毒性损伤的调控作用;通过检测P53、NF-κB p65 和FOXO3a的表达和乙酰化水平,分析SIRT1系统调控PFOA肝脏毒性的分子机制,是否与SIRT1对P53、NF-κB p65 和FOXO3a的去乙酰化修饰有关。 【实验内容】 (1)Real-time PCR和蛋白质印迹方法检测SIRT1的表达,免疫共沉淀法检测SIRT1的反应活性,对比正常对照和PFOA染毒小鼠,明确PFOA肝脏毒性与SIRT1的相关性;(2) PFOA染毒小鼠给予SIRT1激活剂SRT1720以及SIRT1抑制剂尼克酰胺,石蜡切片HE染色观察肝组织病理学改变;全自动生化分析仪检测ALT、AST、ALP及LDH的血清水平;酶联免疫分析IL-6、COX-2及CRP的肝组织水平;免疫组化检测DNA氧化损伤标志物8-OHdG的产生;比色法检测MDA生成及SOD、CAT和GSH-PX的活性;TUNEL染色法观察细胞凋亡;real-time PCR和蛋白质印迹方法检测Bcl-2、Bax、Fas、FasL等凋亡相关基因的表达,明确SIRT1通路的激活或抑制对PFOA诱导肝脏损伤的调控作用;(3)应用乙酰化赖氨酸抗体通过蛋白质印迹方法检测P53、NF-κB p65 和FOXO3a的乙酰化水平,分析SIRT1是否通过对P53、NF-κB p65 和FOXO3a的去乙酰化修饰调控PFOA诱导的肝脏毒性损伤。 【材料】 本项目以小鼠为实验动物,实验仪器包括实时荧光定量PCR仪、全自动DNA扩增仪、紫外可见分光光度计、石蜡切片机、高速低温离心机、蛋白电泳系统、电转仪、全自动生化分析仪等。 【可行性】 本项目充分分析了国内外研究现状和发展前景,并取得了较好的前期研究基础。 【创新性】 SIRT1对PFOA肝脏毒性的调控作用尚未见报道,本实验项目研究SIRT1对PFOA诱导肝损伤的保护作用及其分子机制,为预防和治疗全氟化合物引起的肝脏损伤寻找新靶点。     

抑制SIRT2介导的心肌程序性坏死改善衰老心肌的缺血耐受

【立论依据】 衰老心肌对缺血/再灌注(I/R)损伤的耐受力显著降低。并且,坏死是I/R心肌死亡最主要的病理途径,但以往认为心肌坏死不可调控。最新发现SIRT2介导的RIP1去乙酰化是触发程序性坏死(Necroptosis)这一可调控性细胞坏死的关键机制。 【设计思路】 本研究以成年和老年组为对比,结合基因和药理学干预,从整体,器官,细胞,分子四个水平进行功能验证, 旨在探讨衰老状态下SIRT2介导的心肌Necroptosis是否是老年心肌缺血损伤加重的新机制。 【实验内容】 采用成/老年C57小鼠建立整体心肌I/R(30 min/4 h)模型。分别于基础状态和I/R后检测各组心肌SIRT2表达水平及其活性;RIP1的乙酰化水平。采用免疫共沉淀方法检测RIP1-RIP3复合物(necrosome)水平;免疫组化方法检测下游分子MLKL的质-膜转位;再灌注后测定心肌梗死面积。采用成年SIRT2 KO和RIP3 KO小鼠建立心肌I/R平行实验,分析SIRT2介导的促坏死在心肌缺血易损中的关键作用。进而,采用心肌点注射腺病毒或siRNA 上调/下调成年和老年心肌SIRT2的表达,在整体水平明确衰老状态下心肌SIRT2对I/R心肌Necroptosis以及心肌损伤的影响。运用离体心脏灌流结合SIRT2特异阻断剂AGK2和Necroptosis抑制剂nec-1,建立成/老年小鼠离体心脏I/R模型。在器官水平探讨干预SIRT2介导的Necroptosis能否抑制衰老心肌死亡。再则,建立体外心肌细胞缺氧/复氧(H/R)模型,使用AGK2或nec-1处理细胞;采用细胞动缘探测系统观察单心肌细胞收缩舒张功能;流式细胞仪检测PI和Annexin V双阳性细胞定量检测心肌Necroptosis程度与细胞存活率。在细胞水平阐明干预SIRT2介导的Necroptosis促进衰老心肌存活的分子机制。 【材料】 成年(4个月龄)及老年(22个月龄)C57小鼠。 【可行性】 老年组I/R心肌SIRT2活性显著增高,RIP1乙酰化水平随之降低,necrosome水平升高,MLKL细胞质-膜转位增加(均P<0.05)。离体灌流实验发现,AGK2可有效抑制老年I/R心肌SIRT2活性,减小老年组心肌损伤。心肌细胞实验显示,抑制SIRT2介导的Necroptosis可提高H/R后心肌存活率(均P<0.05)。现有的实验结果表明本设计切实可行。 【创新性】 我们有望首次证实:SIRT2介导的Necroptosis加重是老年心肌缺血易损性增加的重要原因;针对性的抑制心肌SIRT2可显著改善衰老心肌抗I/R损伤能力。本研究将为降低老年缺血性心脏病患者的心肌损伤提出新的干预靶点。     

SIRT3对乳腺癌干细胞衰老影响及机制的研究

【立论依据及设计思路】 乳腺癌干细胞是一类具有较强自我更新能力与分化潜能的癌细胞,在肿瘤形成和复发中起重要作用。衰老是细胞、机体成熟后,随年龄增加,自身结构组分逐步退变、趋向死亡的现象。促进乳腺癌干细胞衰老,可抑制其增殖分化。SIRT3是组蛋白去乙酰化酶之一,可调控干细胞衰老相关基因的表达。有研究显示,SIRT3在乳腺癌干细胞中高表达,但其对乳腺癌干细胞衰老的影响及机制未明。我们猜测SIRT3可通过增强ROS清除酶活性,抑制ROS的蓄积,从而阻碍乳腺癌干细胞衰老。本研究拟在乳腺癌干细胞中沉默、过表达SIRT3,探究SIRT3对乳腺癌干细胞衰老的作用,并利用免疫共沉淀等技术,阐明其中机制。 【实验内容】 (1)体外实验:构建过表达、沉默SIRT3的乳腺癌干细胞稳定细胞系,检测ROS及相关基因的表达量,同时检测细胞衰老状态,利用免疫共沉淀及质谱技术研究其机制;(2)体内实验:过表达、沉默SIRT3的乳腺癌干细胞稳定细胞系体内成瘤,获得成瘤实验标本,检测ROS及相关基因的表达量、细胞衰老状态;(3)临床研究:获取临床乳腺癌样本,研究SIRT3表达量与乳腺癌干细胞数量、乳腺癌患者生存率及生存时间的相关性。 【材料】 临床乳腺癌组织标本、Balb/c裸鼠、乳腺癌细胞系MCF7等。 【可行性】 已有研究证实SIRT3可调控干细胞衰老相关基因;现有研究提示,SIRT3在乳腺癌干细胞中高表达;本小组及所在实验室长期致力于肿瘤干细胞研究,具备相关经验、技术、设备,所以本研究从理论、人员、实验技术、实验条件上都是可行的。 【创新性】 从SIRT3的角度探究乳腺癌干细胞的衰老机制,成果可为防治乳腺癌提供新靶点。     

虾青素通过SIRT1/FOXO3a信号通路预防低渗性对比剂诱导的急性肾损伤的实验研究

目的 探讨虾青素（astaxanthin,AST）通过沉默信息调节因子（Sir2）家族成员之一的SIRT1/叉头框蛋白（FOXO3a）对碘海醇诱导的人肾小管上皮（HK-2）细胞氧化损伤的作用。方法 HK-2细胞株培养贴壁后随机分为对照组、二甲基亚砜（DMSO）对照组、碘海醇组、碘海醇+SIRT1抑制剂尼克酰胺（niacinamide,NA）组、碘海醇+FOXO3a siRNA组、碘海醇+低、高剂量虾青素（1.0、10.0μmol/L）组,继续培养然后应用细胞计数试剂盒（CCK-8）检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞内活性氧（ROS）的水平,蛋白免疫印迹法检测细胞中SIRT1及FOXO3a的蛋白水平。结果 与对照组相比,碘海醇组、碘海醇+低、高剂量虾青素组细胞存活率降低,并且随着碘海醇剂量的增加,抑制作用增强;虾青素组（在一定浓度范围内）可改善碘海醇对HK-2细胞增殖的抑制作用,一定范围内剂量增加,改善能力越强。加入碘海醇后,细胞内ROS水平明显增加,虾青素预处理后,ROS水平下调。碘海醇使SIRT1蛋白的表达上调,同时降低了叉头框蛋白（FOXO3a）的表达,虾青素可以拮抗这一作用,在一定浓度范围内,随着浓度增加,拮抗作用增强。碘海醇作用下,SIRT1抑制剂NA可以降低SIRT1的表达,增加叉头框蛋白的表达,FOXO3a siRNA使FOXO3a的表达下降,但对SIRT1的表达无明显影响。结论 虾青素可以对抗碘海醇诱导的HK-2的氧化损伤,其可能的机制与降低内皮细胞SIRT1的表达有关,且在FOXO3a的上游发挥对抗碘海醇诱导的氧化损伤作用。     

沉默SIRT1基因对高糖诱导的系膜细胞NF-κB p65乙酰化

目的 探讨沉默信息调节因子1（SIRT1）对高糖诱导的大鼠肾小球系膜细胞（RMC）核因子κB（NF-κB） p65蛋白乙酰化及单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）表达的影响。 方法 构建干扰SIRT1基因的shRNA慢病毒质粒pTRC-shSIRT1并进行鉴定。将RMC分为高糖组（用高糖培养液培养）、白藜芦醇（SIRT1激活剂）+高糖组（用含1 μmol/L白藜芦醇的低糖培养液培养24 h后,换用高糖培养液培养）、SIRT1 RNAi组（添加干扰病毒pTRC-shSIRT1感染4 h后,换用低糖培养液培养）、SIRT1 RNAi+高糖组（添加干扰病毒pTRC-shSIRT1感染4 h后,换用高糖培养液培养）,同时设正常对照组和甘露醇高渗对照组。以实时荧光定量PCR检测SIRT1、MCP-1的mRNA表达,蛋白质印迹法检测SIRT1和NF-κB p65乙酰化蛋白的表达,ELISA技术检测MCP-1蛋白含量。 结果 质粒测序证实干扰SIRT1基因的shRNA慢病毒载体构建成功,且能抑制RMC中SIRT1基因表达（P<0.01）。高糖刺激使RMC SIRT1基因表达降低,NF-κB p65蛋白乙酰化增强,MCP-1 mRNA和蛋白水平增高;SIRT1激活剂白藜芦醇可逆转高糖引起的变化;而沉默SIRT1可促进高糖诱导的RMC NF-κB p56乙酰化及MCP-1 mRNA和蛋白表达（P<0.05或0.01）。 结论 SIRT1可抑制高糖诱导的RMC MCP-1表达,其机制可能与NF-κB p56去乙酰化有关。     

去乙酰化修饰调控瘦素诱导乳腺癌细胞增殖的分子机制

【目的】 研究去乙酰化修饰在瘦素(Leptin)诱导的乳腺癌细胞增殖过程中的调控作用。 【方法】 应用MTT法测定Leptin对乳腺癌MDA-MB-231细胞生长的诱导作用,并测定乳腺癌细胞活力、侵袭力及细胞周期的变化情况;实时定量PCR、蛋白质印迹法测定Leptin诱导后MDA-MB-231细胞周期关键因子及相关酶的表达情况;染色质沉淀法(ChIP)检测Leptin作用MDA-MB-231细胞后核心组蛋白H3、H4乙酰化水平变化情况。 【结果】 Leptin诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖呈现时间和剂量依赖性,1.25 nm (20 mg/mL)、24 h为Leptin最佳作用浓度和孵育时间;经Leptin处理后,乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡明显减少、活力增强,同时由G₁进入S期的细胞显著增多;荧光显微镜观察发现Leptin诱导后BrdU荧光染色增强,且主要集中在MDA-MB-231细胞核内;Transwell小室侵袭实验也显示细胞侵袭力增强;实时定量PCR及蛋白质印迹法检测 发现Leptin处理后的 MDA-MB-231细胞中与G₁/S 期限制点调控相关的细胞周期调控因子CDK2、cyclin E1以及与抑制细胞凋亡有关的Bcl-2均显著增加,细胞中HDAC酶活性增强,且与细胞周期G₁/S 期调控密切相关的HDAC1 mRNA及蛋白表达水平也明显增强;ChIP 实验发现Leptin处理后的乳腺癌MDA-MB-231细胞中GAPDH 启动子区域核心组蛋白乙酰化水平显著降低,而经HDAC抑制剂SAHA阻断后MDA-MB-231细胞p21WAF 1/CIP 表达水平显著提高。 【结论】 Leptin通过HDAC1的去乙酰化修饰抑制p21WAF 1/CIP的表达,激活细胞周期关键因子CDK 2、cyclin E1的表达,从而加速乳腺癌细胞周期G₁/S 期的进程。     

SIRT1与肺部疾病的关系

沉默信息调节因子Sir2是近来发现的一类具有NAD+依赖性的组蛋白/非组蛋白去乙酰化酶,从细菌到哺乳动物都有表达,属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶(HDAC)。Frye[1]首次鉴定和克隆出了7种人类的Sir2同系物:SIRT1～SIRT7,取名为     

DNA复制起始的复制压力诱导子代细胞非对称分布的染色体损伤

【立论依据】 细胞对染色体在有丝分裂后子代中分布的精密调控是生物遗传过程中最基本的特征之一。迄今对染色体在有丝分裂过程中的编程机制尚不清楚。本研究着力于研究DNA复制起始位点的复制压力所诱导的DNA损伤在子代细胞中的分布信息。 【设计思路】 通过对细胞周期的同步化处理,在DNA复制起始位点诱导复制压力,再免疫荧光染色观察染色体损伤在下一个细胞周期子细胞中的分布。从DNA损伤的角度探讨染色体分布的可能调控机制和生理意义。 【实验内容】 (1)用去血清方法将大部分细胞同步于细胞周期的G₁期,通过流式细胞术进行鉴定;(2)在细胞进入G₁期后给予血清培养,使细胞同步化开始DNA复制,实验组给予APH(DNA聚合酶抑制剂)干预,对照组给予不含APH的血清。同时加入脱氧核苷酸异构物EdU(5-ethynyl-2'-deoxyuridine)参与合成中的DNA,并可作为后续荧光标记DNA复制的起始位置;(3)流式细胞术观察细胞周期进入有丝分裂M期和到达下一个细胞周期G₁期所需的时间;(4)分别进行细胞爬片和滴片固定收样,并标染EdU(DNA复制起始位置)和FANCD2(DNA损伤修复蛋白)。观察各对子细胞中的DNA损伤情况,并进行统计分析。观察统计染色体的断裂频率,判断断裂位点与EdU染色位点的相对位置关系。 【材料】 人HBE上皮细胞;FANCD2抗体(美国Gibco公司);APH;EdU;1640培养基(美国Gibco公司)。 【可行性】 已完成的前期实验:(1)明确了DNA复制起始位点通过抑制DNA聚合酶更容易导致染色体损伤;(2)这些DNA起始位点的损伤在有丝分裂后的两个子代细胞中呈现明显的非随机、非对称分布,表现为一个子代细胞损伤明显增多,而另一个子细胞基本没有或很少出现损伤。这些前期实验结果与预期结果相符。 【创新性】 (1)首次在体细胞水平探讨DNA复制起始位点的复制压力所诱导的DNA损伤在子代细胞中的分布信息;(2)探讨DNA复制起始位点在复制压力下与染色体断裂的关系;(3)首次从DNA损伤的角度阐释染色体分布的可能调控机制。     

去细胞肝支架诱导大鼠损伤肝脏再生的研究

【立论依据】 基于结合国内外对肝脏去细胞的研究及前期的基础,利用肝脏去细胞支架在体内诱导损伤肝组织的修复与再生。以解决肝功能衰竭供体缺乏,在外科手术后损失修复与再生的空缺。 【设计思路】 制造肝损伤模型研究去细胞支架对于肝脏损伤修复及再生的作用。 【实验内容】 通过外科手术造成大鼠肝脏损伤,移植去细胞支架修补创面;检测去细胞基质内生长因子含量与移植后支架内细胞的类型;观测移植后肝脏形态及内部结构的改变与蛋白表达情况。 【材料】 去细胞肝脏支架。 【可行性】 去细胞支架相较于其他生物材料具有完全模拟机体细胞的生存环境;去细胞支架含有的一系列黏附分子及生长因子是细胞与组织再生的关键因素;运用去细胞支架体外培养细胞已初具成效。 【创新性】 相较国外针对去细胞支架的体外研究,体内移植能模拟真正的体内生理环境;运用新型生物材料修复肝损伤。     

PPARγ通过结合脂肪因子Vaspin基因启动子促进其表达

【立论依据】 内脏脂肪组织丝氨酸蛋白酶抑制剂Vaspin是2005年首次从自发性T2DM肥胖大鼠脂肪组织中分离得到的一种cDNA片段,人体内脏脂肪组织中也有表达,在代谢性疾病中起代偿作用。PPARγ与脂肪细胞分化和胰岛素抵抗关系密切,PPARγ激动剂罗格列酮能使体外培养的3T3-L1 前体脂肪细胞Vaspin mRNA的表达上调。因此提出假设,PPARγ与Vaspin基因启动子上的某一基因片段结合从而发挥促进Vaspin表达的作用。 【设计思路】 首先测定3T3-L1 前体脂肪细胞诱导分化过程中PPARγ与Vaspin的蛋白表达谱,比较两者是否有相同变化趋势。然后构建Vaspin启动子-PGL3(含荧光报告基因)质粒和PPARγ-pcDNA3.1(+)质粒,转入293细胞,检测PPARγ是否使报告基因表达。再用启动子截短试验、结合位点的核苷酸点突变结合Gel mobility shift和荧光报告试验确定与Vaspin启动子结合的位点。 【实验内容】 首先在3T3-L1 细胞诱导分化过程的第0、2、4、6、8天,用蛋白质印迹法测定PPARγ与Vaspin的蛋白表达谱。再PCR扩增小鼠Vaspin 启动子-1200bp的DNA序列,用Cloning方法构建Vaspin启动子-PGL3质粒和PPARγ-pcDNA3.1(+)真核载体,转染入293细胞中,检测PPARγ能否使报告基因表达,再分别加入PPARγ激动剂和抑制剂,检测报告基因表达是否增加和减少。再用启动子截短试验,确定PPARγ与Vaspin启动子结合的位置区间。最后利用结合位点的核苷酸点突变结合Gel mobility shift和荧光报告试验确定PPARγ与Vaspin启动子结合的位点。 【材料】 3T3-L1细胞,293细胞,小鼠全基因,PGL3质粒,pcDNA3.1(+)质粒,PPARγ激动剂,PPARγ抑制剂。 【可行性】 文献提示PPARγ可能对Vaspin的表达起促进作用。实验平台为复旦大学分子医学教育部重点实验室,设备优良齐全。所需的各项实验技术和材料均已得到成熟广泛的应用。指导教师在脂肪细胞分化中的基因转录调控方面研究经验丰富,课题组成员具备优良的基础医学知识水平和实验操作水平。 【创新性】 目前国内外无任何研究证实PPARγ对Vaspin的表达有直接促进作用,也无相关机制的报道。本实验成果不仅是Vaspin表达机制的新发现,还是对PPARγ功能的新补充,能够为2型糖尿病和肥胖等代谢性疾病的预测和治疗提供新靶点。     

Sirtuin家族成员及其生物学特性

组蛋白的乙酰化/去乙酰化修饰在基因表达调控中起重要作用.参与去乙酰化的酶除了经典的Ⅰ类和Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶(HDAC)外,还有Ⅲ类HDAC,即Sir2相关酶类(Sir2-related enzymes,Sirtuin),它是一类依赖NAD的去乙酰化酶,共有7个成员(SIRT1～SIRT7).哺乳动物Sirtuin可与...     

Sir2基因家族与心血管疾病相关通路

Sir2(silent information regulator 2)基因家族是一类NAD+依赖型组蛋白去乙酰化酶.其蛋白质结构包含1个由开放型α/β结构域和1个Rossmann折叠结构组成的大的结构域,以及由3个反平行的β-折叠、两个α-螺旋和1个FGE环组成的1个小的结构域.Sir2去乙酰化反应与NAD+分解、NAM和2-O-乙酰-ADP-核糖生成相偶联[1].最早发现Sir2是酵母菌基因组中调控重复DNA序列沉默的所需基因,随后发现哺乳动物有SIRT1～SIRT7共7种Sir2同源蛋白,它们通过参与转录沉默、染色体稳定、重组抑制、DNA修复等生物学过程,在心血管疾病、衰老、能量代谢性疾病等的发生发展过程中具有重要作用,其中SIRT1、SIRT3和SIRT7与心血管疾病关系最紧密[2].     

人二硫键氧化还原酶类似蛋白基因启动子克隆和上游抑制元件分析

目的 克隆DsbA-L基因启动子,并对其活性进行初步分析。方法 以人基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增DsbA-L基因5’端2115bp片段（从翻译起始点ATG上游-2128~-14区域）。将PCR产物插入荧光素酶报告基因载体pGL3-basic。随后,构建5’端系列缺失的报告基因质粒。将构建的一系列质粒转染3T3-L1和HEK 293细胞,检测荧光素酶活性。利用在线软件MAPPER预测转录调控关键序列潜在的转录因子结合位点。通过Real-time PCR比较这些转录因子在肥胖和正常人脂肪组织中的表达。结果 成功构建人DsbA-L启动子报告基因质粒。系列缺失分析表明-2128~-1302区域是影响转录活性的关键序列。MAPPER软件预测此区域可能与一些转录因子结合。比较这些转录因子在肥胖患者和正常人脂肪组织中的表达情况,发现其中NF-κB和FOXO1在肥胖患者中表达显著增加,进一步推测NF-κB和FOXO1可能是人DsbA-L基因启动子上游的调控抑制因子。结论 成功构建人DsbA-L基因启动子系列缺失质粒,初步分析了其上游可能存在的关键调控元件,为进一步的转录调控研究奠定了基础。     

登革病毒prM蛋白糖基化对ADE的影响

【立论依据及设计思路】 登革病毒的致病作用表现复杂,目前大多数学者均认同Halstead等于1977年提出的抗体依赖增强效应(ADE)学说。现已知与机体免疫应答有关的病毒蛋白包括E蛋白、M蛋白和NS1蛋白。其中,prM蛋白(即M蛋白的前体)的切割是未成熟登革病毒颗粒向成熟病毒颗粒转变的关键步骤。且prM蛋白为黄病毒属的主要表面抗原,能诱导机体产生特异性抗体,研究发现其亦与ADE作用相关。同行及我们的研究均发现 prM抗体是诱导ADE作用发生的主要增强型抗体。prM蛋白本身为糖蛋白,其糖基化位点存在于7、31、52上。目前对于prM蛋白各位点的糖基化作用及其机制不明,特别是其对ADE作用的影响尚无报道。因此,本实验通过构建单个和多个糖基化位点突变的真核表达载体,制备突变后prM抗体,探讨登革病毒prM蛋白N-糖基化位点7、31、52的单个和多个位点的突变重组对其ADE效应的影响。 【实验内容】 通过聚合酶链式反应(PCR)、突变体的设计与构建技术构建重组真核表达载体pPICZαA-prM,通过毕赤酵母表达系统稳定表达并纯化蛋白,免疫小鼠,制备鼠多克隆抗体。用分析型流式细胞仪和荧光定量PCR两种方法检测ADE效应。 【材料】 酵母表达质粒pPICZαA;菌株P. pastoris x33;实验小鼠;C6/36细胞株;LoVo 细胞株。 【可行性】 预期结果:(1)prM蛋白的各位点的糖基化都将对病毒的ADE效应有所影响,且糖基化位点越多,对ADE效应影响越大。(2)prM蛋白部分位点的糖基化将对病毒的ADE效应有所影响,且不同位点影响不同。(3)prM蛋白3个位点的糖基化对病毒的ADE效应都没有影响。 【创新性】 登革病毒是广泛流行于热带亚热带危害较大的虫媒病毒。人们对登革出血热和登革休克综合征机制未明确。其次,从蛋白糖基化角度研究探讨prM蛋白参与ADE效应的可能机制尚未见报道。本研究项目有助于进一步探讨DHF/DSS的发生机制,并能为新型登革热病毒疫苗与药物的研发提供新方向或者新思路。     

沉默信息调节因子在心血管系统作用方面的研究进展

沉默信息调节因子2（Silent Information Regulator2,SIR2）是依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotin Amide Adenine Dinucleotide,NAD）的第三类组蛋白去乙酰化酶,SIRT1是与哺乳动物Sir2同源性最高的家族成员,不仅使组蛋白去乙酰化以介导基因沉默,在心血管系统,还可能与FOXO家族、NF-κB、PARP-1、PGC-1、PPAR-γ、eNOS等多种靶基因或蛋白相互作用,对细胞生存、衰老、炎症和氧化应激等起到十分重要的调节作用。本文拟对SIRT1在心血管系统调节氧化应激、凋亡、衰老方面的主要下游作用靶基因、蛋白以及目前其在心脏/血管保护方面的研究进展进行综述。     

探究3C蛋白酶切割p51在B组柯萨奇病毒致病毒性心肌炎中的作用

【立题依据】 B组柯萨奇病毒(CVB)是病毒性心肌炎的主要病原体,可引发扩张型心肌病,尚无治疗药物。CVB的3C蛋白酶切割前体蛋白形成结构蛋白,完成病毒复制,也通过切割宿主蛋白发挥致病作用。我们发现宿主细胞中一个长约51kDa的蛋白质(其功能尚不清楚,暂称为p51)有3C蛋白酶的特异性酶切位点,推测p51是CVB的作用靶点之一,3C蛋白酶切割p51可能是CVB致病的新机制。 【设计思路】 通过蛋白质过表达和沉默等分子生物学技术,在细胞和动物实验中证实CVB 3C蛋白酶可以切割p51,并通过通过切割p51发挥致病作用。 【实验内容】 本实验设计通过以下4方面研究CVB通过其3C蛋白酶切割p51致病的作用机制:(1)构建真核表达载体质粒pEGFP-p51;(2)细胞实验确定3C蛋白酶通过特异性位点切割p51;(3)细胞实验确定CVB通过3C蛋白酶切割p51发挥致病作用;(4)动物实验确定3C蛋白酶可以切割p51并在CVB致病毒性心肌炎中发挥作用。 【材料】 HeLa细胞;Balb/c小鼠;CVB3,嗜心肌CVB3 H3株;质粒:pEGFP-C1,pEGFP-2A,pEGFP-3C;干扰RNA:通过商业渠道购买。 【可行性】 本实验设计有充分依据表明p51有CVB 3C蛋白酶的酶切位点,CVB可能通过3C蛋白酶切割p51发挥致病作用,从而导致病毒性心肌炎和扩张型心肌病。 【创新性】 通过本实验,我们可能揭示CVB致病的新机制,能够更加全面地了解CVB致病毒性心肌炎的分子机制,为研发抗CVB药物提供新靶点,为临床治疗提供新方向,有广泛的应用前景。     

苹果酸酶2乙酰化调控脑胶质瘤细胞增殖的机制

目的 研究苹果酸酶2(ME2)的乙酰化修饰在恶性脑胶质瘤细胞系U87MG增殖中的功能及其分子机制.方法 基于序列保守性并结合质谱数据库,预测ME2的乙酰化修饰位点,再构建点突变体,转染细胞,通过免疫沉淀(IP)和Western blot确定修饰位点;通过293T细胞纯化ME2野生型和突变体,检测乙酰化修饰对ME2酶活的影响;通过共转染、富集纯化并结合酶活实验,检测去乙酰化酶Sirtuin3(SIRT3)对ME2酶活、细胞内活性氧(ROS)及NADH水平的影响;在U87MG细胞中用shRNA敲低内源ME2后,回转野生型和模拟乙酰化突变型,检测ME2的乙酰化对细胞增殖的影响,并通过裸鼠成瘤在动物水平验证;通过Western blot在恶性脑胶质瘤临床样本中检测癌与癌旁组织中ME2的乙酰化水平差异.结果 K156是ME2主要的乙酰化修饰位点,该位点的乙酰化会抑制ME2活性并抑制U87MG细胞增殖.SIRT3去乙酰化ME2,提高ME2活性,促进NADH的生成,降低细胞内ROS水平.结论 SIRT3调控的ME2乙酰化修饰通过提高自身酶的活性,上调细胞NADH水平,降低ROS水平,从而促进U87MG细胞增殖.     

MiR-101通过靶向RAP1B调节上皮间质转化并抑制乳腺癌的侵袭和转移

【目的】 探讨微小RNA miR-101在乳腺癌细胞转移与侵袭中的功能及靶点。 【方法】 首先通过脂质体转染的方法在MDA-MB-231、BT549和MDA-MB-4355细胞系中瞬时过表达miR-101模拟物,进而通过划痕实验、transwell迁移和侵袭实验来反映细胞运动能力的改变;然后应用荧光素酶报告基因分析技术和蛋白质印迹技术寻找并验证miR-101的靶基因。 【结果】 在功能学上miR-101的过表达可显著抑制MDA-MB-231、BT549和MDA-MB-4355细胞的迁移和侵袭能力(P<0.01);在线软件预测RAP1B和RAB5A是miR-101的潜在靶基因;荧光素酶报告基因分析初步证明RAP1B是miR-101的靶基因;蛋白质印迹从蛋白质水平进一步验证RAP1B是miR-101的靶基因。 【结论】 在乳腺癌中,miR-101可以通过靶向RAP1B抑制细胞的侵袭和转移能力,这是miR-101作为一种特殊的基因调节因子,在乳腺癌的发生发展中起的重要作用之一。     

半夏及近缘种叶绿体非编码区序列分析

目的 通过测定半夏及近缘种的DNA叶绿体的非编码区序列,为半夏的分子鉴别和遗传多样性研究提供依据。方法 在我国半夏主要分布区收集到43份半夏及滴水珠和虎掌半夏2个近缘种,采用PCR法克隆叶片基因组DNA中psbK-psbI和atpF-atpH两段序列,借助生物信息学软件进行比对分析。结果 半夏atpF-atpH序列长为337～342 bp,较为保守,仅含变异位点7个,其中信息位点1个,遗传距离为0～0.024。半夏psbK-psbI序列长为432～435 bp,变异位点37个,其中信息位点17个,遗传距离为0～0.069。聚类分析结果均显示出与表型以及地理居群的不一致。结论 psbK-psbI序列较atpF-atpH有更好的鉴别能力,在半夏种内具有较丰富的变异位点。     

半夏凝集素基因的克隆与氨基酸序列初步分析

目的 克隆半夏凝集素基因并对其氨基酸序列生物信息与已报道相关基因进行对比分析,为抗虫基因利用和转基因育种研究奠定基础。方法 根据已报道的植物凝集素基因序列设计特异引物,以半夏叶片DNA为模板进行PCR扩增,获得特异性片段,将其连接到测序载体上,进行序列测定,用分析软件分析序列信息。结果 克隆1 069 bp的半夏凝集素基因(pta),开放阅读框全长804 bp,编码268个氨基酸残基;预测相对分子质量和等电点分别为2.91×10⁴和7.77,功能区完整,具有1条信号肽和3个甘露糖结合区;已在GenBank中登记（登录号AY725425）。结论 克隆的半夏凝集素基因序列信息完整,具有典型的甘露糖结合位点,可以作为抗虫基因用于抗虫育种。