基于数据库挖掘、网络药理学和试验验证探究葡萄籽多酚缓解溃疡性结肠炎的作用机制

本试验旨在探究葡萄籽多酚缓解葡聚糖硫酸钠诱导的溃疡性结肠炎的机制。试验选用GEO数据库中的两个数据集,使用sva包对其进行整合后,通过加权基因共表达网络的方法鉴定与溃疡性结肠炎相关的基因模块,并利用基因本体论数据库和京都基因与基因组百科全书数据库对基因功能进行注释;使用液相色谱-质谱联用技术检测葡萄籽多酚主要成分,选取含量前10的成分,利用TCMSP、DrugBank、SwissTargetPrediction等数据库和靶点预测工具获取其作用的靶点,并与先前鉴定的溃疡性结肠炎相关模块的基因取交集,使用蛋白质-蛋白质相互作用网络分析,得到葡萄籽多酚缓解溃疡性结肠炎的关键靶点;使用分子对接验证葡萄籽多酚主要成分与关键靶点的连接活性;利用Raw264.7细胞系,通过荧光定量PCR鉴定葡萄籽多酚对关键靶点基因的影响。结果表明,有3个基因模块与溃疡性结肠炎表型高度相关,且模块内的基因主要与炎症反应、细胞周期和代谢、细胞的趋化等功能相关;葡萄籽多酚的主要成分分别为儿茶素、表儿茶素、原花青素B2、刺柄芒花素等,这些成分作用的靶点基因与溃疡性结肠炎相关模块的基因有15个相同,而在这15个基因中,前列腺素内过氧化物合酶2、基质金属酶9、白介素-6、肿瘤坏死因子-α因为在网络中有最高的连接度而被认为是关键靶点;葡萄籽多酚含量最高的10个成分与这4个靶点均具有良好的连接活性,荧光定量PCR也证明了葡萄籽多酚能影响这4个靶点基因的表达。综上,葡萄籽多酚最有可能通过影响前列腺素内过氧化物合酶成2、基质金属酶9、白介素-6和肿瘤坏死因子-α来缓解溃疡性结肠炎。

峡东寒武纪第二期三管缠绕形壳Anabarites cf.tripartitus的螺旋手性

在现生生物和化石记录中螺旋手性十分常见,然而,其发生机制一直悬而未决,尤其是寒武纪早期小壳化石。阿纳巴管类(anabaritids)是一类广布于寒武纪纽芬兰世地层中呈明显三辐射对称的管状化石,前人对该类化石中螺旋扭转属种的研究大多仅限于形态描述,其手性机制讨论甚少。本文依托湖北宜昌寒武系纽芬兰统岩家河组中111枚右手螺旋手性的小壳化石——Anabarites cf.tripartitus,探讨该类化石右手螺旋模式生长机制,认为螺旋扭转原因并非外部环境所致(水流变化、埋藏作用、科里奥利力),而应从生物自身因素(功能形态学、分子发育生物学)出发探究其固定的右旋不对称性机制。

华南寒武纪早期刺胞动物演化框架

刺胞动物是华南寒武纪早期海洋生态系统的重要组成部分,针对这类化石的研究有助于深入了解寒武纪多幕式爆发事件。本文主要根据寒武纪早期扬子板块陕南宽川铺生物群、湖北岩家河生物群以及澄江生物群产出的刺胞动物,探讨刺胞动物在寒武纪早期的演化框架,取得了以下初步认识。截至目前,所发现的寒武纪早期刺胞动物绝大多数都属于水母超纲,珊瑚纲的化石记录在寒武系幸运阶、第二阶保存较为罕见。其中寒武系幸运阶刺胞动物的化石记录全部属于底栖类型,体型小,且具有多种类型的身体辐射对称形式,绝大多数类型可以确定属于直接发育。第二阶刺胞动物仍以底栖固着类型为主,体形增大,仅见两、四辐射对称形式;而寒武系第三阶刺胞动物仍有底栖固着类型,但游泳的水母开始出现,体型增大明显,代表水母冠群的出现,以及世代交替的复杂生命周期的正式建立。从幸运阶到第三阶刺胞动物体型明显增大,可能与海水氧气含量增加有关。在寒武纪大爆发的背景下,刺胞动物的分异度和丰度在寒武系幸运阶就已经达到顶峰,然后在第二阶、第三阶开始衰减,这种变化可能与两侧对称动物辐射演化有关。华南刺胞动物的化石记录表明,寒武纪大爆发并非纯粹的一幕式爆发,其中充斥着一系列生物群的替代甚至灭绝事件。

陕西汉中梁山二叠系乐平统底部吴家坪组王坡页岩新认识

陕西汉中梁山瓜德鲁普统—乐平统界线(GLB)附近的吴家坪组底部王坡页岩段长期以来被认为是古风化壳沉积,代表了茅口期后暴露于地表风化剥蚀的产物。最近对该地层进行了重新研究,采集了系列岩石和化石样品,进行了X射线衍射、古生物学、岩相学和岩石学分析。X射线衍射分析表明该粘土层主要矿物成分为蒙脱石71%,片沸石23%,石英6%,暗示其物质来源于火山玻璃。岩相学分析显示岩石主要由蚀变矿物组成,具有蚀变残留玻屑凝灰质结构,其中蒙脱石、片沸石保留了原岩中的玻屑的塑性形态。粘土层中大量腕足动物化石暗示其为海相环境。研究结果表明王坡页岩是典型的斑脱岩,并非风化壳和长期剥蚀的产物,而是峨眉山大火成岩省火山喷发时火山灰在海相环境下沉积、蚀变的产物。火山灰在正常浅海沉积时对海洋生态系统造成严重破坏,导致了包括腕足动物在内的海洋生物的生存危机。

三峡地区寒武系纽芬兰统岩家河组小壳化石研究进展

埃迪卡拉纪—寒武纪转换时期小壳化石的突然出现是世人瞩目的重要演化事件之一,它见证了动物的爆发式快速演化过程,标志着以两侧对称动物为特征的寒武纪生态系统的开始。湖北三峡地区寒武系纽芬兰统岩家河组处于幸运阶—第二阶这一关键层段,是研究上述问题的理想地区之一。岩家河组小壳化石研究最近取得的进展,为寒武系纽芬兰统幸运阶/第二阶界线的标定,和寒武纪早期软体动物和刺胞动物的演化及个体发育提供了重要的化石依据,本文对其进行了总结。全球界线层型剖面和点位(GSSP)寒武系第二阶底界划分标志的Watsonella crosbyi和Aldanella attleborensis在岩家河组第5段底部的同时出现,意味着岩家河组第5段已归属寒武系第二阶。这两类软体动物化石均广泛分布于华南、蒙古、西伯利亚和北美等大陆碳酸盐岩相寒武系第二阶地层中,它们均是定义寒武系第二阶底界的有力竞争者。另外,W.crosbyi壳顶下方一对肌肉附着结构的发现提供了重要的软组织结构信息,证实了W.crosbyi为内腹型壳,归属为未扭曲的软体动物太阳女神螺类。新发现六方锥石类Septuconularia yanjiaheensis具侧向压扁、两辐射对称的、14个等大锥面的围鞘,是迄今所描述的六方锥石类中锥面数最多的类型。根据横肋疏密程度,围鞘由下向上可分为三部分,可能代表胚胎期、幼年期和成年期不同的生长阶段。Septuconularia显然由寒武系幸运阶Hexaconularia通过扇面扩增演变而来,证明Hexaconularia可能是Arthrochites和Septuconularia之间的中间过渡类型。新发现的橄榄蛋类Octapyrgites elongatus与幸运阶Olivooides和Quadrapyrgites十分相似,围鞘由方形的壳顶区和波纹状倒宝塔形的远顶区组成。然而Octapyrgites只有8个口折叶,有别于具12个口折叶的Quadrapyrgites。通过与幸运期水母类多种对称方式对比,发现在寒武系第二阶橄榄蛋类数量减少和五辐射对称骨状壳类缺失,表明在幸运期/第二期转换时期,底栖固着型的刺胞动物水母类多样性发生了明显衰落,甚至部分绝灭,而同期的两侧对称动物则迅速辐射演化。

高增殖猪流感重组病毒GX1659/PR8的制备与鉴定

为构建一株具有高复制能力的流感病毒疫苗株,本研究利用反向遗传技术以PR8的6个内部基因为骨架,以一株H3N2亚型低致病力猪流感病毒(SIV)GX1659株的HA和NA表面基因为供体,构建了pBD-GX1659-HA和pBD-GX1659-NA重组质粒,转染293T细胞并接种SPF胚,经血凝试验、测序筛选获得了一株重组病毒GX1659/PR8。该重组病毒在鸡胚传20代,血凝价均能达到8 log2以上。每5代病毒的全基因组经PCR和测序鉴定,结果显示,PCR产物均无任何缺失或突变,表明GX1659/PR8具有遗传稳定性。分别利用100 EID_(50)剂量的GX1659和GX1659/PR8感染鸡胚,在不同时间测定鸡胚尿囊液的血凝效价和EID_(50),绘制其生长曲线。结果显示,GX1659和GX1659/PR8分别在接种后60 h和48 h时血凝效价达到峰值,GX1659/PR8效价滴度明显高于亲本病毒GX1659。利用亲本病毒GX1659与重组病毒GX1659/PR8的抗原和阳性血清进行交叉HI试验,测定HI效价及交叉HI效价并对抗原性进行分析。结果显示,亲本病毒GX1659与重组病毒GX1659/PR8抗原性无明显差异。本研究拯救出一株具有稳定遗传性和高增殖性能的H3亚型重组病毒GX1659/PR8,为H3N2亚型流感病毒疫苗株的构建奠定了重要基础。

欧亚类禽H1N1猪流感病毒HA蛋白单克隆抗体的制备及竞争ELISA检测方法的建立

为建立一种快速检测欧亚类禽H1N1猪流感病毒(EA H1N1 SIV)抗体的检测方法,本研究以EA H1N1 SIV代表株A/Swine/Liaoning/445/2018(LN445)灭活的全病毒免疫BALB/c小鼠,通过HI试验筛选得到7株HA蛋白单克隆抗体(MAb),分别命名为1B3、2B12、2E1、3B4、3F6、3G5、3H12。抗体亚类鉴定结果显示,HA蛋白MAb除3B4重链为IgG1之外,其余均为IgG2a,7株MAb轻链均为κ链。间接免疫荧光试验结果显示,7株HA蛋白MAb均可以与EA H1N1 SIV发生特异性反应。采用纯化的EA H1N1 SIV(LN445)灭活全病毒作为包被抗原,以EA H1N1 SIV SPF猪阳性血清作为待检血清,选取HA蛋白MAb 2B12作为竞争抗体,经条件优化后初步建立了检测EA H1N1 SIV抗体的竞争ELISA方法。特异性试验结果显示EA H1N1 SIV的阳性血清对2B12 MAb具有良好的阻断作用,而甲型H1N1 SIV、H3N2 SIV、猪圆环病毒2型(PCV2)、轮状病毒(RV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、非洲猪瘟病毒(ASFV)、猪瘟病毒(CSFV)、猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)和肠致病性大肠杆菌(EPEC)阳性血清对其均无阻断作用,表明该方法的特异性较强;敏感性试验结果显示,该方法对HI效价为1:10的EA H1N1 SIV阳性血清检测仍为阳性结果,敏感性较高;重复性试验结果显示,该方法批内、批间变异系数均小于10%,重复性较好。利用本研究建立的竞争ELISA方法与GB/T 27535-2011猪流感HI抗体检测方法同时对100份临床猪血清样品进行检测,结果显示该方法与国标HI检测方法总体符合率为81%,表明该方法的准确性较高。本研究为EA H1N1 SIV抗体检测和流行病学调查提供了有效的检测手段。

一株新型三源重配H1N2亚型猪流感病毒的进化分析及对小鼠的感染性研究

为了研究我国广西地区流行的猪流感病毒分子特征和感染性,本研究对分离自广西临床健康猪群中的H1N2亚型猪流感病毒(SIV)A/swine/Guangxi/238/2018(H1N2)(简称GX238株)进行了分子进化分析和致病性研究。扩增该病毒株8个基因节段后进行分子进化分析,结果显示其8个节段均与2015年~2016年在美国分离的H1N2亚型SIV有高度同源性(98.9%~99.7%),其中HA基因可能来自于2009年之前的人季节性H1N1亚型流感病毒,PB2、PB1、PA、NP、NA和NS可能来自北美三重配H1N2亚型SIV,M基因可能来自H1N1/2009。以106 EID50 SIV GX238株病毒鼻腔感染BALB/c小鼠后记录小鼠的体质量变化及死亡情况,感染后第3 d检测小鼠各脏器病毒复制情况。结果显示,感染组小鼠体质量与PBS对照组小鼠相比有明显下降趋势,感染小鼠40%死亡;在小鼠肺脏和鼻甲中病毒滴度分别达6.3 Log10EID50/mL、4.8 Log10EID50/mL,表明该病毒对小鼠表现出中等的致病力。本研究结果表明输入型SIV持续对我国猪群造成威胁,凸显了在世界范围内开展猪流感监测的必要性。

一株H1N1亚型猪流感病毒的遗传演化分析及在雪貂体内复制和飞沫传播能力评估

本实验室于2016年在天津分离到一株猪流感病毒(SIV),命名为A/swine/Tianjin/312/2016(H1N1)(简称为TJ312株)。为了解该株病毒的生物学特性及遗传演化特征,本研究对经PCR分段扩增该病毒全基因组并测序,采用SeqMan软件拼接成全基因组序列经BLAST比对,得到与该SIV各基因节段序列同源性最高的病毒株,采用mafft分析其各基因节段编码氨基酸序列的分子特征,利用MEGA5.1软件分别构建该病毒8个基因节段的进化树。结果显示,SIV TJ312株各基因节段与2016年分离自天津的H1N1 SIV相应各基因节段的同源性在99%~100%。进化树结果显示该病毒株HA、NA和M基因均来自欧亚类禽H1N1(EA H1N1)SIV谱系;PB2、PB1、PA和NP基因来自2009/H1N1流感病毒谱系;NS基因来自北美三重配H1N2 SIV谱系。蛋白分子特征分析结果显示,HA蛋白碱性氨基酸裂解位点序列为PSIQSR↓G,符合低致病性流感病毒分子特征;受体结合位点符合人源唾液酸受体(α-2,6唾液酸受体)的分子特性;NA蛋白aa275为H、aa295为N,且该蛋白头部区域未缺失,表明该病毒对奥司他韦类药物敏感;PA蛋白^(356)R为病毒复制增强和对哺乳动物致病性增强的分子特征;NP蛋白存在^(41)I以及^(210)E病毒聚合酶活性增强的分子特征;M2蛋白的^(31)N表示该SIV对金刚烷胺类药物耐药。将该病毒以10^(6) EID_(50)/只经鼻腔感染2只雪貂,感染后96 h剖杀,采集各脏器组织观察其剖检病变并对出现病变的肺脏制备病理切片观察其组织病变,采用免疫组化试验检测肺脏组织中的病毒抗原。将采集的所有脏器处理后接种鸡胚检测脏器内的病毒滴度评估该病毒在雪貂体内的复制能力;将该株病毒以上述剂量经鼻腔感染3只雪貂分别放入3个铁笼内作为感染组,24 h后在相邻3个铁笼内分别放入1只未感染雪貂作为传播组。所有雪貂自感染组接种病毒后2 d起,隔天采集鼻洗液至第14 d,通过检测雪貂鼻洗液内的病毒滴度与感染后21 d血清HI抗体效价评估病毒在雪貂间的飞沫传播能力。结果显示,TJ312株感染后引起雪貂肺脏明显的剖检病变,其余脏器均无肉眼可见病变。肺脏病理切片及免疫组化结果显示,肺脏组织出现了一定的病理损伤,且支气管上皮细胞中出现大量棕黄色和深棕色颗粒,即检测到了病毒抗原。病毒滴定结果显示,TJ312株在雪貂呼吸道内复制良好,在其鼻甲中复制能力最强,平均病毒滴度6.13 log_(10)EID_(50)/mL,在其肺右下叶中的复制能力次之,平均病毒滴度可达6 log_(10)EID_(50)/mL。在脾脏、肾脏、肝脏中均未检出病毒。但在1只雪貂的脑中检出微量病毒,滴度为0.63 log_(10)EID_(50)/mL。飞沫传播试验中,感染组3只雪貂的鼻洗液中均检测到高滴度的病毒,病毒滴度最高达5.50 Log_(10)EID_(50)/mL,血清中均检测到了高水平的HI抗体效价(1∶1280、1∶1280、1∶2560);传播组3只雪貂中有1只鼻洗液病毒滴定结果呈阳性(最高达5.75 Log_(10)EID_(50)/mL)且其血清中检出较高的HI抗体效价(1∶2560)。上述结果表明,TJ312株可能是由2016年天津其他H1N1 SIV间的基因节段重组而来,且该株病毒存在部分耐药性及对哺乳动物致病性增强的氨基酸分子特征。病毒在雪貂的呼吸道中复制水平较高并对其肺脏造成损害,且可以通过飞沫在雪貂间传播。本研究为进一步了解EA H1N1 SIV的生物学特性及探究其感染机制提供一定的参考依据。

一株欧亚类禽H1N1亚型猪流感病毒的遗传进化分析及其对小鼠的致病力研究

猪流感病毒(SIV)是一种重要的人兽共患病毒,不仅对养猪业造成重大的经济损失,也对其他哺乳动物和人类有潜在感染风险。本研究团队前期对山东猪群常规流行病学调查时分离到一株H1N1亚型SIV,简称SW/SD/260/2021株,为了解该SIV的生物学特征和其对小鼠的致病性,本研究利用鸡胚对病毒纯化传代后,采用Reed-Muench方法测定SIV SW/SD/260/2021株EID50、TCID50,对其全基因组测序并分析其同源性。采用MEGA7.0中的邻接法构建HA和NA基因的进化树。进一步将该SIV以106 EID50/只滴鼻感染小鼠,于感染后3 d剖杀各组小鼠,采集各脏器组织,检测其体内病毒的复制情况,剩余小鼠在14 d内观察临床症状、记录体质量等,评价该SIV对哺乳动物的致病性。结果显示,该病毒株经纯化后EID50为107.25/0.1 mL,TCID50为105.67/0.1 mL;全基因组序列的BLAST比对结果显示,该病毒株的8个节段与来自辽宁、天津、Oman(阿曼苏丹)、江苏等多地不同年份的H1N1猪或人流感病毒高度同源。小鼠致病性试验结果显示,该病毒在小鼠的鼻甲和肺中呈高水平复制,病毒滴度均达104 EID50以上;感染组小鼠出现精神沉郁、被毛凌乱、食欲减退、体质量快速下降等症状,并于感染后第4 d全部死亡。本研究对欧亚类禽H1N1亚型SIV的序列进行分析,阐明了该病毒的基因遗传演化、分子特征和致病性,并揭示了欧亚类禽H1N1亚型SIV的跨种传播风险,为我国SIV的监测和SI的防控提供参考依据。

三峡地区松林坡剖面寒武系纽芬兰统天柱山段开腔骨类化石及其微细结构

本文报道了湖北宜昌松林坡剖面寒武系纽芬兰统天柱山段开腔骨类骨片化石Chancelloria cf.eros,Ch.irregularis,Chancelloria sp.和Cambrothyra ampulliformis等2属3种及一个未定种。一些骨片的基面上保存了呈同心圆状规则分布于基孔周围的凹坑状微细结构,该结构与软舌螺口盖肌肉附着结构的大小、形态极为相似,很可能代表了开腔骨类骨片的原生附着结构,起到辅助骨片和软体体壁连接的作用。因此,开腔骨动物很可能具有从表皮组织分化的表皮肌细胞,这证明开腔骨类应属于具表皮的基础真后生动物,而非海绵或海绵级别的动物类群。

寒武纪早期岩家河生物群:研究进展和展望

埃迪卡拉纪-寒武纪转换时期动物的起源、演化和"寒武纪大爆发"一直是国际古生物学界研究的热点问题,其中寒武纪早期小壳化石群与埃迪卡拉纪化石群和寒武纪早期澄江化石库之间的内在关系是古生物学界研究的难题,其主要原因是寒武纪早期与小壳化石群伴生的宏体动、植物化石的缺乏。发现于峡东地区的寒武纪早期岩家河生物群填补了这一缺失环节,该生物群包含宏体动物、宏观藻类、小壳化石、球形化石(可能的胚胎化石)、微古植物和蓝菌类等化石,部分宏体化石显示了从埃迪卡拉纪向寒武纪过渡色彩。化石保存方式有碳质膜、黄铁矿化、磷酸盐化、硅化。因此对岩家河生物群生物多样性和埋藏学进行综合研究,将可提供纽芬兰世(梅树村期)碳酸盐台地—碳酸盐台地内部的局部凹陷盆地相的一个较完整的生物景观图,对探索"寒武纪大爆发主幕"前夕生物的辐射、演化模式及保存机制具有重要的科学意义。

陕南寒武系幸运阶宽川铺组软体动物Mediata鳞片状纹饰显微结构

马哈螺(Maikhanellids)是一类具单壳的、壳体表面发育特殊鳞片状纹饰的软体动物化石。目前对maikhanellids鳞片状纹饰的研究主要涉及整体形态和分类,关于鳞片状纹饰的组成和内部结构的研究为数甚少。马哈螺科中Mediata属以壳顶大(约占整个壳面的1/3–1/2)、不同大小的长卵形鳞片状纹饰、背部具有一条从壳体前端延伸至壳体后端的宽脊、无规则的生长纹等特征有别于该科其他各属。本文基于陕南寒武系幸运阶宽川铺组产出的大量保存精美的Mediata标本,详细描述了Mediata鳞片状纹饰的形态特征、超微结构和原始矿物组成。Mediata的纹饰鳞片从外到内可分为外、中、内三层。外层为覆盖整个鳞片状纹饰的原始角质层。中层由磷灰石集聚体组成,该集聚体在中层外部表现为紧密且无定形排列,说明其原始成分可能为有机质;而在中层内部集聚体则排列成纤维状结构,暗示其原始矿物成分可能为文石。内层由平行于鳞片长轴方向的束状结构组成,束状结构内部有许多相互平行的微米级细长空心棱柱状结构,棱柱状结构之间被有机膜分隔。Mediata内层的超微结构和蒙古西南部纽芬兰统Bayangol组发现的软体动物Postacanthella voronini的柱状有机基质在形态和大小上非常相似,因此笔者推测Mediata内层束状结构很可能是一种有机框架,代表了目前已知最早的有机框架的化石记录。如果这种有机框架是用来控制鳞片状纹饰分泌方解石,这表明在寒武纪幸运期该属可能就具有了同时分泌方解石和文石两种矿物以构筑坚硬壳体的能力,那么这种壳体结构就为解释寒武纪早期软体动物类群的兴盛提供了新的依据。