肿瘤类器官及其在合成生物学中的研究进展

类器官技术的发展为更接近机体细胞组成和病理生理特征的癌症模型开辟了新途径。患者来源的肿瘤类器官在多次传代后仍能维持原有肿瘤的组织病理学及遗传表型特征,不仅可作为测试新型抗癌药物的优良模型,也可通过其药物敏感性测试预测患者的临床反应,为肿瘤患者的个体化精准治疗提供可靠的依据。合成生物学是以工程学思想为指导,提供独特工具来重建空间和动态信号,调控细胞间通信。合成生物学的快速发展,为肿瘤类器官在肿瘤的发生发展及肿瘤治疗等方面提供了一系列崭新的思路和方法,包括如何工程化重建类器官空间与动态信号、细胞稳态维持、细胞间通信调控等。本文概述了肿瘤类器官的构建过程及其在合成生物学中的应用,讨论了肿瘤类器官当前在构建效率、标准化、自动化、精确度等方面的局限性,最后展望了合成生物学在推动肿瘤类器官结构和功能复杂化方面的前景。

含1,2-苯并噻嗪结构的杂原子取代薁类衍生物的合成及其抗肿瘤活性

以吡罗昔康甲基物为原料,利用生物电子等排和活性拼接等药物设计原理,设计并合成10个结构新颖的目标化合物,其结构经1H NMR、MS等表征。通过测定对胰腺癌细胞Capan-1、白血病细胞L1210和人肝癌细胞SMMC-7721的抑制活性,评价目标化合物的体外抗肿瘤活性。结果表明,化合物6f(IC_(50)=4.8±0.5μmol/L)对胰腺癌细胞Capan-1表现出较好的抑制活性;化合物6b(IC_(50)=2.6±0.3μmol/L)对白血病细胞L1210表现出较好的抑制活性;化合物6c(IC_(50)=2.1±0.2μmol/L)对人肝癌细胞SMMC-7721表现出较好的抑制活性。初步的抗肿瘤活性实验结果表明,薁类衍生物的引入,对提高该类化合物的抗肿瘤活性有一定的作用。

半边旗抗肿瘤有效成分6F对HL-60细胞的DNA、RNA及蛋白质生物合成的抑制作用

目的 :从 DNA、RNA及蛋白质生物合成的角度探讨半边旗有效成分 6F抗肿瘤的作用机理。方法 :用台盼蓝拒染法测定细胞成活率 ;[3H] - Td R,[3H] - UTP和 [3H] - Leu参入法分别测定细胞 DNA、RNA及蛋白质生物合成的水平。结果 :6F对 HL - 60细胞生长有强烈的抑制作用 ,且具明显的时间和剂量效应关系。 6F明显抑制 HL- 60细胞 DNA、RNA及蛋白质生物合成 ,呈剂量依赖关系。 6 F对蛋白质合成的抑制作用最强。结论 :6F对 HL- 60细胞生长有强烈的抑制作用 ,抑制细胞 DNA、RNA,特别是蛋白质的生物合成是 6F抗肿瘤作用的可能机制之一。

新型苦参碱C-14腙类衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

以苦参碱为先导化合物,设计并合成了16个苦参碱腙类衍生物,均采用^(1)HNMR、^(13)CNMR和HR-MS进行了结构表征。通过MTT比色法进行体外抗增殖活性实验,测试了所有目标化合物对人宫颈癌细胞HeLa、人结肠癌细胞HCT116和非小细胞肺癌细胞A549的活性,部分目标化合物表现出比苦参碱更为优越的抗增殖活性,尤其是化合物14-(((4-叔丁基苄基)-^(1)H-吲哚-3-亚甲基)肼亚甲基)苦参碱,其对HeLa、HCT116和A549细胞的IC_(50)值分别为(11.65±0.28)、(9.14±0.81)和(14.48±0.63)μmol/L,在3种细胞中显示出卓越的抗增殖活性,尤其对HCT116细胞的抗增殖活性最强。进一步的细胞周期实验结果显示,目标化合物能够阻滞HCT116细胞在G0/G1期。分子对接结果表明,该化合物与蛋白6QJX存在氢键和π-π堆积作用等相互作用力。

蛋白质类医用高分子微生物合成的研究进展

蛋白质类医用高分子是一类重要的功能高分子材料,在生物医学领域有着广泛的应用。随着现代生物技术特别是分子生物学技术的发展,微生物合成医用高分子材料已成为可能。微生物合成除了大规模、低成本的特点外,还可对蛋白质高分子进行分子设计,从而赋予其新的材料性能,以满足不同的需要。该文综述了蛋白质类医用高分子(胶原与明胶、弹性蛋白、丝蛋白)微生物合成的研究进展,指出微生物合成的原理方法及应用现状,并对其发展前景进行了展望。

阑尾黏液性肿瘤患者肿瘤抑制蛋白质p53、Ki-67抗原表达及相关生物学行为评价

目的:研究肿瘤抑制蛋白质p53、增殖细胞核抗原Ki-67表达与阑尾黏液性肿瘤病理特征间的关系及其对肿瘤发生、发展的影响。方法:选取我中心病理科2015年1月～2018年7月经病理学确诊的48例阑尾黏液性肿瘤的手术标本为观察组,另取同期41例因单纯性阑尾炎行阑尾切除的阑尾组织标本为对照组。应用免疫组织化学二步法分别检测p53蛋白、Ki-67抗原在阑尾黏液性肿瘤和单纯性阑尾炎中的表达水平,分析p53蛋白、Ki-67抗原表达与阑尾黏液性肿瘤发生、发展的关系。结果:观察组p53蛋白阳性表达率及Ki-67抗原标记阳性率明显高于对照组(P<0.05);不同病理类型、有无淋巴转移、有无出现PMP的阑尾黏液性肿瘤患者p53蛋白阳性率比较,组间差异具有统计学意义(P<0.05);不同年龄及不同性别的阑尾黏液性肿瘤患者p53蛋白阳性率比较,组间差异无统计学意义(P>0.05)。不同病理类型、有无淋巴转移的阑尾黏液性肿瘤患者Ki-67抗原阳性率比较,组间差异具有统计学意义(P<0.05);不同年龄、不同性别、有无出现PMP的阑尾黏液性肿瘤患者Ki-67抗原阳性率比较,组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论:阑尾黏液性肿瘤中p53蛋白、Ki-67抗原阳性率均显著升高,联合检测p53蛋白、Ki-67抗原对评估阑尾黏液性肿瘤的生物学行为具有积极作用,可为临床治疗提供数据支持。

蓝萼甲素在体外对DNA,RNA和蛋白质生物合成的影响

本实验采用3H—TdR、2H—udR、3H—Leucine在体外掺入S180腹水癌细胞的放射性同位素示踪法,探讨蓝萼甲素对DNA、RNA和蛋白质合成的抑制作用,抑制程度呈剂量相关性。对DNA、RNA的抑制发生较早,恢复较快,对蛋白质作用持久、且均为可逆性抑制。蓝萼甲素（glaucocclyxinA）为唇形科,香茶菜属植物蓝萼香茶菜（Isodom glaucocalyx kudo）的一种二萜类成份,经药理实验证明:蓝萼甲素具有细胞毒作用,对艾氏腹水癌有一定抑制作用,体内对S180实体瘤实验抑制率达30.4％（10mg/kg×7d）,

苯甲酰胺类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的合成及其抗肿瘤活性研究

以MS-275为先导化合物,设计并合成8个苯甲酰胺类组蛋白去乙酰化酶抑制剂,其结构经MS与1H-NMR确证。以MS-275为阳性对照药物,测试8个目标化合物对人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞A549的体外抗肿瘤细胞增殖活性,结果显示,合成的8个目标化合物中有6个化合物表现出较好的抑制肿瘤的活性,尤其是化合物5a与7b对肿瘤细胞的体外抑制活性与MS-275相比有较为显著地提高,可为进一步研究提供参考。

大剂量维生素C通过减少糖酵解和蛋白质合成抑制乳腺癌细胞增殖

目的:观察大剂量维生素C对乳腺癌细胞增殖及荷瘤小鼠肿瘤生长的影响,并探索其中的机制。方法:以乳腺癌细胞Bcap37和MDA-MB- 453为体外研究对象,分别给予小(0.01 mmol/L)、中(0.10 mmol/L)、大(2.00 mmol/L)剂量的维生素C。采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖;蛋白质印迹法检测葡萄糖转运蛋白1(Glut1)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关蛋白表达;乳酸脱氢酶比色法测定乳酸含量。同时,取10只6周龄雌性BALB/c裸鼠,采用皮下接种乳腺癌Bcap37细胞建立荷瘤小鼠移植瘤模型,取5只小鼠腹腔注射维生素C( 4 g/kg ),观察肿瘤重量和小鼠体质量的变化。结果:体外细胞学实验结果显示,与空白对照组比较,大剂量维生素C作用下Bcap37和MDA-MB- 453细胞增殖受到抑制(均 P < 0.01 ),Glut1转运蛋白表达减少(均 P <0.05),乳酸分泌量减少(均 P < 0.01 ),mTOR信号通路相关蛋白表达水平下调(均 P < 0.05 )。体内实验结果显示,与对照组比较,大剂量维生素C组肿瘤重量明显减小( P <0.05),但体质量增长无明显变化。结论:大剂量维生素C可抑制乳腺癌细胞增殖,这一效果可能与大剂量维生素C抑制乳腺癌细胞能量摄取和下调mTOR信号通路有关。

邹承鲁先生与中国蛋白质折叠研究

邹承鲁先生是近代中国生物化学的奠基人之一,一生致力于蛋白质结构与功能关系的研究,在细胞色素与呼吸链酶系、人工合成胰岛素、酶活性不可逆抑制动力学、酶活性部位的柔性以及蛋白质折叠和分子伴侣等不同领域都做出了重大贡献。1964年我从中国科学技术大学生物物理系毕业,被分配到中国科学院生物物理研究所。

吗啉类衍生物的合成与HIV-1蛋白酶抑制活性的研究

为探索有效的抗HIV-1活性化合物,通过开环反应、磺酰基取代反应、还原反应、氧化反应、脱Boc保护基反应、甲氨基取代反应、酰胺缩合反应等步骤设计合成7个吗啉类目标化合物,并经^(1)HNMR、^(13)CNMR和HR-MS进行结构确证。利用荧光共振能量转移方法进行体外HIV-1蛋白酶抑制活性评价,该类化合物显示出一定的HIV-1蛋白酶抑制活性。其中化合物(R)-N-((2S,3R)-3-羟基-4-((4-羟基-N-异丁基苯基)磺酰胺基)-1-苯基丁烷-2-基)吗啉-3-甲酰胺的IC_(50)为30.23 nmol/L,同时分子对接结果揭示了该化合物与HIV-1蛋白酶可能的结合模式,为该类化合物的进一步优化改造提供了依据。

有机锗多酸衍生物对S_(180)肿瘤细胞DNA合成的抑制作用

目的 探讨有机锗多酸衍生物对S1 80 肿瘤细胞DNA合成的抑制作用。方法 用3H TdR掺入法检测有机锗多酸衍生物在体外对S1 80 肿瘤细胞DNA合成的抑制作用 ,观察不同剂量有机锗多酸衍生物对S1 80 实体瘤的抑制作用和对免疫器官的影响。结果 体外实验表明 ,有机锗多酸衍生物对S1 80 细胞的生长具有明显的抑制作用 ,而且浓度越高 ,抑制作用越强。体内实验也表明 ,有机锗多酸衍生物对S1 80 实体瘤的生长具有抑制作用 ,而且剂量越大 ,抑制作用越强。且有机锗多酸衍生物可防止荷瘤鼠脾脏重量的下降。结论 有机锗多酸衍生物可抑制肿瘤细胞生长 。

二氢喹唑啉类Eg5抑制剂的设计、合成及生物活性

目的:设计并合成新型的Eg5抑制剂并测定其对Eg5蛋白的抑制活性。方法:利用药物设计软件,采用碎片生长的方法获得新结构的Eg5抑制剂,用化学合成的方法进行制备,通过测定Eg5蛋白水解ATP后释放出的无机磷的量,得出化合物对Eg5蛋白的抑制活性。结果与讨论:设计并合成了未见文献报道的Eg5抑制剂12个,目标化合物结构经IR、1H NMR、MS与元素分析确证。对所有目标化合物进行了Eg5的抑制活性测试,有10个化合物对Eg5的抑制活性强于阳性对照药Monastrol。

质子泵抑制剂苯并咪唑类衍生物的合成

以巯基苯并咪唑为原料合成了 1 3种新的苯并咪唑类质子泵抑制剂 ,产物经过 1 HNMR,IR和元素分析确定了结构 .

蛋白质芯片技术在肿瘤研究中的应用

随着人类基因组计划的顺利实施，蛋白质芯片技术迅速发展起来，在疾病诊断治疗、药物研发、蛋白质组学研究、食品监督、环境监测等领域得到广泛应用。蛋白质芯片在揭示肿瘤的发病规律、寻找肿瘤标志物、早期诊断及抗肿瘤药物的研发等方面具有积极的推动作用，受到国内外学者的广泛重视。近年来对蛋白质芯片在肿瘤研究中的应用取得了新的进展。

肽类和蛋白质类药物口服剂型的研究进展

在科学技术不断发展的今天,尤其是在人类基因组计划完成后,进入后基因组计划时代,肽类与蛋白质类药物的发展越来越快.但该类药一般都是注射给药,少数口服给药都存在着生物利用度低的问题,而长期注射会给病人带来诸多不便.鉴于此,开展肽类和蛋白质类药物方面的口服剂型研究和开发是非常必要.本文对这一方面的研究和进展作一综述.

蛋白质组学及其在肿瘤研究中的应用

蛋白质组学技术如样品制备、双向电泳 (2 DE)、凝胶染色、质谱分析、生物信息学、差异凝胶电泳 (DIGE)、同位素亲和标签 (ICAT)、蛋白质芯片等的研究取得较大进展 ,蛋白质组学在探讨肿瘤发病机制及诊断等方面得到广泛应用。

四氢苯并咪唑类衍生物的合成及其环氧合酶-2抑制活性

目的寻找新型不良反应小的环氧合酶-2(COX-2)选择性抑制剂。方法结合典型COX-2选择性抑制剂基本结构特征,设计并合成一系列新型四氢苯并咪唑类化合物。采用化学发光法测试化合物对环氧合酶-2的抑制活性。结果与结论设计并合成了13个新型四氢苯并咪唑类化合物,其结构经元素分析、1H-NMR、13C-NMR和MS确证,所有化合物均未见文献报道。部分化合物对环氧合酶-2的抑制活性结果表明,化合物1、3、6对COX-2有一定的抑制作用。

抗肿瘤吡咯三嗪类激酶抑制剂的合成

目的:设计与合成具有分子靶向性、低毒高效新型血管生成抑制剂类抗肿瘤药物吡咯三嗪。方法:以羟胺磺酸和2-吡咯甲醛为原料合成2,4-二氯吡咯[2.1-f][1.2.4]三嗪,然后进一步胺化、催化氢化得到11个吡咯三嗪类衍生物。结果:合成的化合物及中间体均经过核磁共振氢谱与质谱进行了结构表征,确证结构与目标产物一致。结论:合成了11个抗肿瘤吡咯三嗪类激酶抑制剂,该合成方法可靠、质量可控,能用于抗肿瘤吡咯三嗪类激酶抑制剂的合成。