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。

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。

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。

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。

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）,

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。

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。

蛋白质组学及其在常见肿瘤研究中的应用进展

蛋白质组学是运用各种技术手段分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平和修饰状态 ,了解蛋白质之间的相互作用与联系 ,揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。从蛋白质组学的角度研究肿瘤 ,可以更深层次地了解肿瘤组织的起源、演进过程及特点 ,从而掌握肿瘤的发生发展规律。

蛋白质组学在消化系肿瘤标记物检测中的应用

利用蛋白质组学方法进行肿瘤标记物筛选是当前疾病研究中的一个热点 ,蛋白质组学为消化系肿瘤标记物的研究提供了重要工具 ,一些特异性标记物相继被发现。现综述蛋白质组学在消化系肿瘤标记物研究中的应用。

血清蛋白质组技术在肿瘤标志物筛查中的应用

蛋白质组学研究可以动态、整体、定量的检测肿瘤发生、发展过程中蛋白质种类、数量的改变,有助于寻找与鉴定肿瘤诊断和预后的特异标志物及药物治疗靶点,目前已广泛应用于生物学各研究领域。近年来,出现了将蛋白质组技术与血清学相结合的新方法,为在血清中筛选、鉴定肿瘤标志物提供了技术平台,运用这些技术有可能在多种肿瘤中发现更多有研究前景的肿瘤标志物候选蛋白。

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。

新型1,1-二氧代-4H-苯并[1,2,4]-噻二嗪类衍生物的合成及其抗肿瘤活性

以2-硝基苯磺酰氯为起始原料,经多步反应合成了12种新型1,1-二氧代-4H-苯并[1,2,4]-噻二嗪类衍生物,产物收率高,水溶性好,并经1H NMR、13C NMR、MS-ESI和元素分析法确证结构。用MTT法测试了这类衍生物对肝癌细胞Hep G-2生长的抑制作用,结果显示目标化合物能不同程度地抑制肿瘤细胞生长,其中7-氨甲基-3-环丙基-1,1-二氧代-4H-苯并[1,2,4]-噻二嗪(7c)对肝癌细胞Hep G-2的抗性显著,最高抑制率达到79.3%。

17β羟基类固醇脱氢酶13和线粒体融合蛋白2在肝细胞癌组织中的表达变化及生物信息学分析

目的探索17β羟基类固醇脱氢酶13(HSD17B13)和线粒体融合蛋白2(MFN2)在临床肝细胞癌(以下简称肝癌)组织样本中的表达变化及临床意义;同时采用生物信息学方法,进行目标基因分析。方法选取2017年9月-2018年3月于福建省立医院接受手术治疗的15例肝癌患者,手术后获取肝癌及其周围癌组织进行实验研究。通过实时荧光定量PCR及Western Blot法检测HSD17B13和MFN2基因在肝癌组织和癌旁组织中的表达变化情况,并分析其临床意义。采用单细胞测序数据库、GTEx数据库及TCGA数据库分析HSD17B13和MFN2在肝癌组织中的表达量、肝癌不同分期的表达水平及与肝癌总体生存的关系,并分析二者之间的相关性。符合正态分布的计量资料两组间比较采用t检验,多组间比较采用方差分析;非正态分布的计量资料两组间比较采用Mann-Whitney U检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验。采用log-rank检验变量对生存率的影响,Kaplan-Meier法绘制生存曲线。采用Pearson相关分析检验两个变量之间的关系。结果实时荧光定量PCR及Western Blot检测结果显示,相对于癌旁组织,HSD17B13和MFN2基因在肝癌组织中的表达明显下调(PCR检测t值分别为-2.467、-3.933,P值分别为0.020、0.001;Western Blot检测t值分别为-5.357、-5.771,P值分别为0.006、0.026)。生物信息学分析结果表明,肝癌组织中HSD17B13表达明显下调(P<0.05);随着肝癌分期越高,HSD17B13表达水平越低(F=3.220,P=0.023);低HSD17B13表达与不良生存相关(风险比=0.630,P=0.011);在肝癌组织中,MFN2与HSD17B13表达呈显著正相关(r=0.190,P<0.001)。结论MFN2与HSD17B13在肝癌中表达下调,是潜在的具有临床相关性的抑癌基因,可能参与肝癌发生发展过程中的生物学行为,也可成为肝癌筛查、临床分级、预后评估的分子标志物及有效的肝癌治疗靶点。

磺酰脒衍生物的合成及其抗肿瘤活性

以氯化亚铜为催化剂,叔胺为底物,磺酰叠氮为氮源,经"一锅法"合成了11个磺酰脒衍生物(3a^3k,其中3c,3e^3i和3k为新化合物),收率43%~96%,其结构经1H NMR,13C NMR和HR-ESI-MS表征。采用MTT法研究了3a^3j对人肺癌细胞(A549),人结肠癌细胞(HCT116)和人肝癌细胞(HepG2)的抗肿瘤活性。结果表明:在用药量为20μg·mL-1时,3a^3k对A549,HCT116和HepG2的抑制率均优于对照药紫杉醇,其中N,N-二乙基-N'-对甲氧基苯磺酰脒(3b)对A549的抑制率为82%;N,N-二丙基-N'-对甲氧基苯磺酰脒(3c)对HCT116抑制率为80%,具有较好的抗肿瘤活性。

二氢卟吩P6醚类衍生物的合成

以蚕沙糊状叶绿素经酸碱降解制得的二氢卟吩P6三甲酯(2)为关键中间体,设计合成了9个二氢卟吩P6醚类衍生物3a～3e和4b～4e,用UV、IR、1H NMR、FAB-MS和元素分析确证了它们的结构.

血清蛋白质质谱与支持向量机模型在胰腺癌检测上的应用

目的:为提高胰腺癌的早期检测率筛选新的标志物,应用蛋白芯片结合表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术建立胰腺癌的血清蛋白质质谱模型。方法:用弱阳离子交换芯片(CM10)结合SELDI-TOF-MS技术检测了73例血清样本,其中31例胰腺癌,22例胰腺炎,20例健康人。用支持向量机方法建立胰腺癌和健康人以及胰腺癌和胰腺炎的辨别模型。结果:胰腺癌和健康人辨别模型用了3个蛋白质峰,辨别的敏感性和特异性均为100%,而胰腺癌和胰腺炎辨别模型用了5个蛋白质峰,辨别的特异性和敏感性分别为95.5%和93.5%。结论:SELDI-TOF-MS技术结合生物信息学方法检测胰腺癌具有较高的敏感性和特异性。

多肽pd20与肿瘤坏死因子α融合蛋白的纯化及生物学活性鉴定

背景多肽pd20是具有胃癌肝转移导向性的新多肽分子,为研究其是否具有携带抗癌药物或抑癌基因靶向性治疗胃癌肝转移的作用,本研究将其与肿瘤坏死因子α(TNF-α)进行基因融合,构建原核表达载体,对重组融合蛋白进行诱导表达。目的将pd20-TNF-α融合蛋白进行蛋白纯化,并对纯化后蛋白进行鉴定和生物学活性检测。方法用Ni-NTA柱法纯化pd20-TNF-α融合蛋白并进行Western blotting检测;采用L929细胞毒法进行pd20-TNF-α融合蛋白的生物学活性检测;用流式细胞术检测不同浓度融合蛋白作用于胃癌肝高转移潜能细胞XGC9811-L的早期凋亡率,此实验分为5组:pd20-TNF-α100.00、25.00、6.25 U/ml分别为A、B、C组,不加融合蛋白的为D组,流式细胞凋亡的KB组为E组;细胞侵袭实验观察融合蛋白对胃癌肝高转移潜能细胞XGC9811-L转移能力的影响,此实验分为4组:pd20-TNF-α组、TNF-α组、XGC9811-L组和对照肽组。结果通过Ni-NTA柱纯化,在咪唑浓度为200 mmol/L时获得纯化的目标pd20-TNF-α融合蛋白,蛋白纯度可达92%;纯化后的蛋白具有与抗TNF-α单抗结合的能力。L929细胞毒法显示:pd20-TNF-α融合蛋白对L929细胞有明显的杀伤力,杀伤活性可达7.6×106U/ml。凋亡实验显示:A^E 5组细胞早期凋亡率间有差异〔(9.04±0.08)%、(6.96±1.21)%、(5.99±0.02)%、(0.73±0.02)%、(0.01±0.00)%;F=2.57,P<0.05〕。细胞侵袭实验显示:pd20-TNF-α组、TNF-α组、XGC9811-L组、对照肽组单位时间内的穿膜细胞数有差异〔(26.5±5.9)、(36.0±3.2)、(63.5±5.0)、(64.0±6.8)个;F=49.87,P<0.01〕。结论本研究成功纯化了pd20-TNF-α融合蛋白,并证实该蛋白有明显的生物学活性,具有促进胃癌细胞早期凋亡和抑制胃癌细胞侵袭的能力。

3-苯基-3-吡咯基戊烷类化合物的合成及体外生物活性

以非开环甾体类维生素D受体(VDR)激动剂LG190155为先导物,通过结构改造设计合成了一系列3-苯基-3-吡咯基戊烷类化合物。通过测定目标化合物对HL-60细胞的促分化能力间接测定其对VDR的激动能力。结果表明,化合物13a,13c,13d,13h,13i,13j表现出较好的HL-60促分化活性(EC_(50)<50μmol/L),提示这6个化合物具有较好的VDR激动能力。其中以化合物13j的促分化活性最高(EC_(50)=0.10μmol/L),且优于先导化合物LG190155。采用MTT法评价目标化合物对VDR高表达的肿瘤细胞(人前列腺癌细胞PC-3、人乳腺癌细胞MCF-7、人结肠癌细胞Caco-2、人肝癌细胞Hep G2)和人肝正常细胞(L02)的增殖抑制活性。结果表明,化合物13a在Hep G2细胞株中的增殖抑制活性最好(IC_(50)=0.11μmol/L),且对普通肝细胞L02的抑制作用较低(IC_(50)=15.24μmol/L),说明化合物13a对肝肿瘤细胞具有一定选择性。此外还发现所合成化合物的促分化活性与抑制增殖活性成正相关。