胰腺癌类器官模型的构建与应用

目的 构建胰腺癌类器官(patient-derived tumor organoid, PDO)并进行药物治疗评价,评估PDO模型的有效性。方法 收集胰腺癌患者新鲜手术标本,用于PDO培养;分析PDO模型与原发瘤的病理学和遗传学特征;利用PDO模型开展临床化疗药物的疗效评价,测试模型的有效性。结果 成功建立一例胰腺癌PDO模型,组织形态学分析显示PDO模型基本保持了原发肿瘤病理学特征。全外显子测序结果显示,PDO在基因突变类型和特征方面与原始肿瘤保持一致。药物筛选试验显示,PDO模型对临床常用的化疗药物吉西他滨、伊立替康具有较好的敏感性。结论 成功构建了一例胰腺癌PDO模型,该模型能够反应原始肿瘤的组织学和遗传学特征,并可以进行体外药物敏感性实验,证明了PDO模型的有效性,有望应用于胰腺癌的个体化治疗。

猪繁殖与呼吸综合征河南毒株Henan-1的分离及其NSP2、ORF3、ORF5的序列分析

将2007年1月河南省某猪场送检的疑似高热病病料处理后接种于Marc-145细胞，出现细胞聚集、固缩、脱落等特异性细胞病变。根据GenBank中猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的基因序列设计并合成针对NSP2、ORF3和ORF5基因的引物，RT-PCR扩增目的基因并将其克隆入pMD18-T载体进行测序。并与国内外已发表的毒株的序列进行比较。结果表明：分离毒株Henan-1是美洲型PRRSV，而且NSP2基因发生30个AA的不连续缺失；Henan-1的NSP2、ORF3和ORF5基因与JXA1、JX0612、HZ-X、HB-1（sh）、CH-1a、HB-2（sh）、SP、ATCC VR-2332、Henan-HN1、Resp PRRS／Repro MLV、PA8、BJ-4等毒株等位基因的核苷酸同源性分别为83．0％～99．0%、88．3％～99．2％、88．6％～99．5％，推导的氨基酸同源性分别为66．7％～97．9％、84．7％～98．8％、87．1％～99．5％；而ORF3和ORF5基因与LV4．2．1等位基因核苷酸同源性分别为64．7％和64．2％，推导的氨基酸同源性分别为56．7％和61．0％。基因系统发育树分析表明：Henan-1与JXA1、JX0612株的亲缘关系很近，与HB-1（sh）亲缘关系较近，与HZ-X、CH-1a、HB-2（sh）、SP、RespPRRS／Repro MLV等毒株处于不同的分支。

人前列腺癌骨转移裸鼠移植模型的建立及其循环肿瘤细胞的特性

目的利用裸鼠移植模型研究雄激素阻断对人前列腺癌骨转移发生的影响,并初步探索肿瘤转移过程中循环肿瘤细胞(CTCs)的生物学特性。方法将40只裸鼠随机平分为两组,一组裸鼠手术切除睾丸以阻断雄激素的分泌,另一组为正常对照。心脏注射绿色荧光蛋白和荧光素酶双标的人前列腺癌细胞PC3-Luc-GFP,剂量为每只1×106/50μL,制备实验用骨转移模型。通过小动物活体成像系统检测人前列腺癌骨转移模型的建立;将发现转移的骨组织切片进行HE染色分析,并分离转移模型中CTCs,通过Western blot检测CTC中转移相关分子RANKL和TOPK的表达。结果成功建立了前列腺癌骨转移模型,切除睾丸组的骨转移发生率为2/13(15.38%),而正常对照组的骨转移发生率为5/14(35.71%);再次重复裸鼠移植模型的建立,合并两次动物实验结果得出:切除睾丸组的骨转移发生率为3/26(11.54%),而正常对照组的骨转移发生率为10/27(37.04%),两组间差异有显著性(P<0.05);CTCs中RANKL和TOPK表达量均明显高于原始的前列腺癌细胞。结论在裸鼠移植模型中阻断雄激素能显著降低前列腺癌骨转移的发生率。CTC的转移能力高于原始的前列腺癌细胞。

近红外荧光染料IR-783介导的肿瘤成像

目的评估近红外荧光染料IR-783在犬自发性肿瘤中的特异性成像。方法将IR-783染料(5μmol/kg)腹腔注射荷瘤裸鼠,通过活体成像仪检测IR-783的代谢周期,在此基础上,将IR-783染料(1.5μmol/kg)通过后肢静脉注射入自发肿瘤犬体内,5 d后手术切除肿瘤组织,分别进行荧光成像、组织切片HE染色、冰冻切片荧光观察。结果 IR-783染料注射荷瘤裸鼠后可以在肿瘤部位检测到特异性荧光,连续观察8 d,仍有较强的荧光。IR-783注射自发肿瘤犬5 d后,可在肿瘤组织中检测到特异性荧光。结论近红外荧光染料IR-783能够被肿瘤组织特异性吸收,可用于犬自发性肿瘤的特异性诊断,具有重要的临床应用前景。

结核分枝杆菌分泌蛋白调控巨噬细胞自噬诱导持续性感染

巨噬细胞的自噬作用能够保护宿主抵抗结核分枝杆菌的感染;而持续性感染的MTB(Mycobacterium tuberculosis)可以从自噬体中逃逸或抑制自噬的发生,从而在宿主体内长期存活。尽管相关机制不明确,但胞内存活的MTB分泌蛋白在持续性感染时发挥了重要作用。它可以通过抑制巨噬细胞自噬维持蛋白质稳定性和在胞内长期存活,导致LTBI(latent TB infection)的发生。综述了MTB的四种分泌蛋白(Eis、Pkn G、Sap M和Hsp16. 3)在持续性感染中调节巨噬细胞自噬的作用,可能为发现LTBI新的生物标志物和药物新靶点提供有效思路。

近红外荧光染料MHI-148应用于肿瘤活体成像的初步研究

评估近红外荧光染料MHI-148在肿瘤活体成像研究中的应用。近红外染料MHI-148(0.1 mmol/kg)腹腔注射SD大鼠,观察其体内的安全性;将MHI-148按照1μmol/kg剂量腹腔注射人胃癌原位荷瘤裸鼠,48 h后通过活体成像仪进行肿瘤特异性荧光成像;将MHI-148与放射性核素68Ga标记后,前肢静脉注射自发性睾丸肿瘤的犬,1h后进行PET/CT成像。MHI-148腹腔注射SD大鼠14 d,脏器未见任何病理变化;MHI-148腹腔注射荷瘤裸鼠,48 h后活体成像,在肿瘤部位能检测到特异性荧光;将标记成功的2.6 mCi的68Ga-MHI-148化合物注入实验犬体内,1 h后通过PET/CT成像,在犬的右侧睾丸部位检测到特异性的高量核素的摄取(SUV均值为1.43),是正常组织(SUV均值为0.44)的3.25倍,通过HE染色确认该部位为肿瘤发生区域。结论近红外荧光染料MHI-148毒性低,具有良好的安全性,标记核素68Ga后通过PET/CT能够特异性地检测犬肿瘤部位,具有重要的临床应用前景。

基因工程小鼠制备和保种、育种技术研究

本文从小鼠的超数排卵、采集胚胎、原核受精卵显微注射、胚胎移植、基因型鉴定等多个环节,详细阐述制备基因工程小鼠的技术操作要领;通过实施辅助生殖技术IVF(体外受精)、精子和胚胎的冷冻、复苏技术实现了基因工程小鼠的保种和育种,涉及相关技术的要点改进和操作体会,成功建成了基因工程小鼠的制备和保种、育种平台,提供了良好的技术服务。

结核分枝杆菌Hsp16.3单克隆抗体的制备及其特性鉴定

制备抗结核分枝杆菌Hsp16.3的单克隆抗体,并对其生物学特性进行鉴定。将含目的基因的表达载体pProEXHTb-Hsp16.3,通过E.coli DH5α诱导表达,获得含有6×His的Hsp16.3蛋白,采用Ni-NTA纯化试剂盒进行目的蛋白的纯化,并用透析方法进行蛋白复性。将复性的蛋白免疫BALB/c小鼠,利用杂交瘤技术进行细胞融合,间接ELISA筛选阳性杂交瘤细胞株。将获得的Hsp16.3阳性杂交瘤细胞株分别利用间接ELISA法和Western blot方法进行效价、相对亲和力及特异性的测定。获得了三株Hsp16.3的单克隆抗体,分别命名为3H6F9、1D5E1和4H8G6,其效价分别为1:1×107、1:1×106和1:1×106,相对亲和力分别为0.000 1 mg/mL、0.001 mg/mL和0.001 mg/mL,并且无交叉反应性。所获得的结核分枝杆菌Hsp16.3的单克隆抗体效价高、特异性强,为进一步研究Hsp16.3在结核分枝杆菌潜伏感染中的作用提供了有效的工具。

Hsp16.3在结核分枝杆菌潜伏感染中的作用

结核病(Tuberculosis,TB)主要是结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)引起的细菌感染性疾病.当宿主免疫力减弱,潜伏感染的Mtb得以复苏,导致TB感染的复发.巨噬细胞自噬作为宿主先天性和适应性免疫反应的重要组成部分,在保护宿主抗Mtb感染方面发挥着重要作用.热休克蛋白16.3(Hsp16.3)是Mtb潜伏感染(LTBI)期间表达的重要蛋白,它可能通过抑制巨噬细胞自噬而维持Mtb长期生存,从而导致LTBI的发生.本文综述了Hsp16.3在LTBI中调控巨噬细胞自噬的作用,期望Hsp16.3能够成为LTBI的生物标志物和抗结核药物的新靶点.

自噬在结核分枝杆菌感染中的作用及相关基因的表达

目的:探讨自噬在结核分枝杆菌(MTB)感染中的作用及相关基因的表达。方法:透射电镜观察在雷帕霉素诱导下自噬体的形成,通过克隆形成单位(CFU)检测自噬形成后对胞内感染的MTBH37Rv菌株的清除作用,以实时定量PCR方法检测自噬相关基因atg5、atg7、atg8、atg12mRNA表达水平。结果:在雷帕霉素诱导下,RAW264.7细胞可形成自噬体,自噬体产生后对胞内感染的H37Rv菌株具有一定的清除作用。在MTB感染过程中参与自噬形成的atg5、atg8、atg12mRNA表达量上调,而atg7表达量无变化。结论:自噬参与抗MTB免疫应答过程,而atg5、atg8、atg12是MTB感染形成自噬体的重要调控分子。

利用CRISPR/Cas9技术构建miRNA-29b1基因敲除小鼠

目的应用CRISPR/Cas9技术构建miRNA-29b1基因敲除小鼠。方法针对miRNA-29b1基因设计一段sgRNA,sgRNA和Cas9体外转录后显微注射至C57BL/6小鼠受精卵细胞。小鼠出生后取其基因组DNA进行测序以鉴定基因型,同时取小鼠心、肝、脾、肺、肾等脏器研磨后提取总RNA,通过real-time PCR分析miRNA-29b1在这些脏器中的表达。结果设计了20 bp的miRNA-29b1sgRNA并与Cas9一起进行了体外转录,显微注射小鼠受精卵细胞后获得miRNA-29b1基因突变小鼠。测序结果表明突变小鼠有两种基因型,一种为10 bp的缺失突变;另一种为22 bp的缺失突变,同时伴有3 bp的插入突变。与野生型小鼠相比,基因突变小鼠心、肝、脾、肺、肾等组织中miRNA-29b1表达量下降明显。结论应用CRISPR/Cas9技术成功构建miRNA-29b1基因敲除小鼠。

猪繁殖与呼吸综合征病毒变异株的致病性试验

【目的】研究从江西、湖南发生持续高热的病猪体内分离的4株NSP2基因缺失的猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV）Jiangxi-3、Jiangxi-4、Hunan-1、Hunan-2的致病力。【方法】通过Reed—Muench法，测定4株PRRSV（第3代）的TCID50，将毒株分别接种PRRSV和猪圆环病毒2型（PCV2）抗原与抗体均为阴性的健康猪，各设同居试验猪，通过检测体温、临床症状观察、RT—PCR、ELISA、病理切片等方法检测病毒的致病性。【结果】4株病毒的TCID50为10^-3.75～10^-4.5／mL。攻毒试验猪和同居试验猪均表现典型猪繁殖与呼吸综合征临床症状，最后试验猪均死亡。病理切片也显示典型的猪繁殖与呼吸综合征病理变化，并在脑组织内检测到PRRSV核酸。【结论】4株PRRSV分离株的致病力增强。

近红外荧光染料在胃癌人源性肿瘤组织异种移植模型研究中的应用

目的建立胃癌人源性肿瘤组织异种移植(patient-derived tumor xenograft,PDX)裸鼠模型,探讨近红外荧光(near infrared fluorescence,NIRF)染料IR-783在胃癌PDX模型活体成像研究中的应用。方法取临床胃癌新鲜手术切除标本,裸鼠肾包膜移植建立PDX模型,HE染色比较移植肿瘤组织与患者肿瘤组织形态结构的一致性。将移植肿瘤组织裸鼠皮下接种,20 d后,荷瘤小鼠腹腔注射NIRF染料IR-783(每只10 nmol/L),活体成像连续测定肿瘤部位近红外荧光强度并分析肿瘤体积与荧光强度的相关性;免疫组织化学检测移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3的表达强度。结果成功建立了3个人胃癌PDX模型,移植肿瘤组织较好的保持了原发肿瘤的特征,NIRF活体成像早期检测到肾包膜部位荧光信号。PDX模型中肿瘤体积与荧光强度的相关性均在98%以上。移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3表达呈强阳性。结论 NIRF染料IR-783可在PDX模型肿瘤部位特异性聚集,用于PDX模型的早期检测,这种肿瘤靶向性可能与HIF1α和OATP1B3的表达相关。

基于临床手术标本的胰腺癌原位移植模型建立及评价

目的建立基于临床肿瘤标本的胰腺癌原位移植模型,开展模型的评价研究。方法将临床新鲜的胰腺癌手术标本移植到裸鼠胰腺部位,建立原位异种移植模型(PDOX),通过活体成像技术和PET/CT对肿瘤生长状况进行评价;采用STR技术分析移植瘤的来源,通过组织形态观察和免疫组化判定移植瘤的病理学特征,同时检测PDOX模型外周血中CA19-9的表达水平。结果模型建立6周后,通过活体成像观察到近红外荧光信号明显富集在肿瘤部位,通过荧光强度可以初步判断肿瘤位置和大小;使用小动物PET/CT可清晰观察到腹部18F-FDG分子探针富集区域,与预期的肿瘤位置和大小一致;安死术后,解剖分离的各个脏器组织及肿瘤组织,通过近红外荧光成像进一步确认肿瘤生长状况;STR检测证实移植瘤人源性比率为99.99%;组织形态学和免疫组化分析表明移植肿瘤生长于裸鼠胰腺;血清中CA19-9检测进一步证实了胰腺癌的发生。结论成功建立了人胰腺癌原位异种移植模型,通过小动物活体成像、PET/CT等技术对模型进行了全面评估,为胰腺癌的发病机制和治疗研究提供了良好的动物模型。

结核分枝杆菌肝素结合血凝素与人IL12融合基因重组耻垢分枝杆菌的构建及鉴定

目的构建表达肝素结合血凝素与人IL12融合基因的重组耻垢分枝杆菌并对其进行鉴定。方法通过RT-PCR从人淋巴细胞获得hIL12基因模板,采用PCR技术克隆hIL12的P40和P35两个亚基及结核分枝杆菌的HBHA基因,通过酶切鉴定及DNA测序证实连接的基因片段均正确后,构建分枝杆菌穿梭表达质粒pSMT3-HBHA-hIL12,并用电穿孔法将重组质粒转到耻垢分枝杆菌中。分别用HBHA单克隆抗体和hIL12多克隆抗体检测HBHA和hIL12蛋白在重组耻垢分枝杆菌中的表达,并测定重组耻垢分枝杆菌生长状态的改变。结果重组耻垢分枝杆菌构建成功,通过HBHA单抗和hIL12多抗进行免疫荧光法检测证实HBHA和hIL12均有表达,并且重组的耻垢分枝杆菌的生长速度比正常组有较大的提高。结论成功构建了表达结核分枝杆菌HBHA基因和人IL12的重组耻垢分枝杆菌,为构建一种结核病的候选疫苗提供了实验基础。

表达HBHA和hIL-12融合蛋白的重组耻垢分枝杆菌对结核分枝杆菌感染小鼠的免疫治疗作用

评价表达HBHA和hIL12融合蛋白的重组耻垢分枝杆菌用于结核分枝杆菌感染小鼠的免疫治疗效果。结核分枝杆菌H37Rv感染小鼠4周后,用表达HBHA和hIL12融合蛋白的重组耻垢分枝杆菌免疫治疗,检测免疫小鼠肺部荷菌量和组织病理变化。重组耻垢分枝杆菌可有效控制感染小鼠肺部结核分枝杆菌的荷菌量,减轻病理损伤。但在降低肺部荷菌量方面不如化疗药物。表达HBHA和hIL12融合蛋白的重组耻垢分枝杆菌可有效控制结核分枝杆菌在小鼠体内的增殖,可能成为联合化疗药物控制结核病的有效候选疫苗。

近红外荧光染料对胃癌细胞的特异性识别

测试近红外荧光(near infrared fluorescence,NIRF)染料IR-783对胃癌细胞的特异性识别。将转染荧光素酶luciferase的人胃癌传代细胞SGC-7901皮下移植于裸鼠,7 d后分别使用NIRF染料IR-783和荧光素酶底物进行活体荧光成像和生物发光,测定肿瘤部位ROI(region of interest)值,连续检测并绘制NIRF强度与生物发光强度相关性曲线;选择前期建立的胃癌PDX(patient-derived tumor xenografs,PDX)模型免疫组织化学检测肿瘤组织中CEA与CK8/18的表达,确定移植瘤与原发肿瘤病理学一致性;将SGC-7901细胞和来自PDX模型的胃癌细胞分别培养24 h,分别加入线粒体示踪剂(mito-tracker)或溶酶体示踪剂(lyso-tracker),30 min后加入IR-783染料,在荧光显微镜下观察近IR-783染料在胃癌细胞中的结合部位;将正常胃上皮细胞分别与转染GFP的SGC-7901细胞和来自PDX模型的胃癌细胞共培养24 h后,加入IR-783染料,在荧光显微镜下观察近IR-783染料对胃癌细胞的特异性识别。活体成像结果显示,IR-783染料能够特异性的聚集于人胃癌裸鼠移植瘤部位;NIRF强度与luciferase强度的相关性达99%以上;PDX肿瘤与原发肿瘤中CEA与CK8/18表达均呈强阳性;荧光显微镜下检测到NIRF染料不仅能够特异性识别传代胃癌细胞,同时也能识别来自PDX模型的肿瘤细胞,并优先集聚在肿瘤细胞的线粒体与溶酶体中。近红外荧光染料IR-783能够特异性识别胃癌细胞,可用于胃癌模型的成像研究,是肿瘤治疗的一种潜在工具。

猪繁殖与呼吸综合征病毒流行株Jiangxi-3的全基因组序列分析

通过RT-PCR分段扩增PRRSV流行株Jiangxi-3的基因组,参照VR2332序列,根据各片段之间相重叠的区域,将扩增片段的序列依次拼接获得Jiangxi-3完整的全基因组,并通过DNAStar软件对其进行分析。结果表明:Jiangxi-3的Nsp2推导氨基酸发生30个氨基酸的不连续缺失,与HB-1(sh)/2002相比,Nsp2推导的第480位氨基酸由D突变为E,缺失的位置为第481位氨基酸和532～560位氨基酸;Jiangxi-3与2006年Tian Kegong等从江西"高热病"病死猪体内分离的毒株JXA1的各个结构蛋白阅读框的氨基酸同源性为98.0%～100%;Jiangxi-3与HB-1(sh)/2002、VR2332、RespPRRSMLV的Nsp2推导的氨基酸同源性分别为94.7%、77.8%、77.7%,由遗传系统发育树可知与2006年以前分离的毒株相比,Jiangxi-3与HB-1(sh)/2002的亲缘关系较近。说明Jiangxi-3和JXA1极可能由同一毒株HB-1(sh)/2002演化而来。

基于从业人员培训的实验动物教学改革

按照国家相关法规制度将实验动物从业人员培训纳入到实验动物教学改革中。通过调整培训内容,完善授课方式和典型动物模型范例的应用实现培训模式的转变;采取基础理论加实践操作考核的方式,增强学员独立思考和动手操作的能力;通过课堂讲授、实验教学、质量考核和跟踪调查四个方面实现对对培训教学质量的过程评估,从而建立了基于从业人员培训的实验动物学教学改革。