蔗糖非发酵1相关激酶在能量代谢及炎症中的作用及机制研究进展

随着分子克隆技术的诞生和许多致癌基因编码蛋白激酶的发现,目前人类激酶组已鉴定出538种蛋白激酶[1],约占人类所有基因的2%[2]。蛋白激酶及其同源磷酸酶通过催化可逆的蛋白磷酸化在信号转导中起着重要作用。通过改变底物活性,蛋白激酶控制着许多细胞过程,包括代谢、转录、细胞周期/增殖、细胞骨架重排及细胞迁移、凋亡和分化。

橡胶树蛋白激酶基因SnRK2.7的克隆及表达

为了探索蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(Sucrose non-fermentating1-related protein kinase 2,SnRK2)在巴西橡胶树响应低温胁迫应答中的作用,采用RT-PCR技术,从橡胶树抗寒无性系93-114的叶片中克隆了SnRK2亚家族的一个成员,命名为HbSnRK2.7。该基因包含一个1095 bp的开放阅读框,编码364个氨基酸。HbSnRK2.7的分子量为41.39 kD,等电点为4.70,具有保守丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域,预测其能催化磷酸基从ATP转移到蛋白质底物上的丝氨酸/苏氨酸残基上,也是磷酸化位点的集中区域,还具有非生物胁迫所需的结构域和ABA(脱落酸)依赖的HbSnRK2.7激活所需结构域。q-PCR结果显示,HbSnRK2.7基因响应ABA诱导,呈下调表达模式。在ABA处理8 h时,表达量下调到最低点。在低温胁迫下,HbSnRK2.7的表达量极显著降低。低温胁迫4 h和8 h时,HbSnRK2.7持续下调表达,低温胁迫24 h时,HbSnRK2.7表达量下调到最低,大约为非胁迫表达量的1/2。而且,HbSnRK2.7在不抗寒种质中的表达量显著高于抗寒种质。这些结果表明,HbSnRK2.7可能作为负调控因子介导橡胶树依赖ABA的低温胁迫抗性形成。

抑制长链非编码RNA MALAT1对糖脂毒性诱导的内皮细胞功能障碍的影响及可能机制

目的:探讨糖脂毒性环境中抑制长链非编码RNA(lnc RNA)人类肺腺癌转移相关转录本1(MALAT1)的表达水平对人脐静脉内皮细胞功能影响的分子机制。方法:用葡萄糖和棕榈酸处理人脐静脉内皮细胞,建立体外糖脂毒性内皮细胞模型,并分为对照组、高糖高脂组、高糖高脂对照组以及小干扰RNA(si-RNA)干预的高糖高脂+si-MALAT1组、高糖高脂+si-丝裂原活化蛋白激酶1(si-MAPK1)组。应用实时荧光定量PCR检测MALAT1、MAPK1的mRNA表达水平;蛋白免疫印迹法检测自噬、线粒体融合分裂、凋亡、通路相关蛋白的表达水平;免疫荧光共聚焦定位检测自噬及溶酶体相关蛋白的荧光共定位情况;透射电镜观察内皮细胞中自噬溶酶体的数目;线粒体探针染色检测线粒体形态;免疫荧光检测细胞内活性氧(ROS)的产生;流式细胞仪检测各组细胞的凋亡;细胞增殖及划痕实验检测不同时间点各组细胞的增殖及迁移能力;血管形成试验检测各组细胞中新生血管数量。结果:与对照组相比,高糖高脂组、高糖高脂对照组的MALAT1 mRNA、磷酸化的丝裂原活化蛋白激酶1(p-MAPK1)的表达水平增加,磷酸化的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)的表达水平下降,P均<0.05。与高糖高脂对照组相比,高糖高脂+si-MALAT1组微管相关蛋白1A/1B-轻链3(LC3)、螯合体1(p62)、ROS、剪切后活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3(cleaved caspase-3)、BCL-2相关X蛋白(BAX)、p-MAPK1的表达水平均下降,线粒体融合蛋白视神经萎缩蛋白1(OPA1)、BCL-2、p-mTOR的表达水平均增加,P均<0.05;LC3和溶酶体相关膜蛋白2(LAMP2)蛋白的荧光共定位阳性颗粒增加(P均<0.01),溶酶体数目减少;细胞增殖、迁移、成管能力均增加(P均<0.01)。与高糖高脂对照组相比,高糖高脂+si-MAPK1组内皮细胞中p-MAPK1的表达下降,p-mTOR的表达上升(P均<0.01)。结论:抑制MALAT1表达,可降低糖脂毒性环境中线粒体的自噬水平,减少内皮细胞的凋亡及改善内皮细胞的功能,可能与调节MAPK1/mTOR信号通路有关。

小麦蔗糖非发酵相关蛋白激酶SnRK3基因的克隆与分析

为明确小麦蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶(sucrose non-ferment-1-related protein kinase,SnRK)在协调植物体内多种信号通路之间的作用,通过普通PCR方法从扬麦20中克隆SnRK基因,利用生物信息学方法对其进行分析,使用实时荧光定量PCR技术分析其在激素、干旱、盐和病菌胁迫下的表达模式,并测定瞬时过表达该基因对烟草叶片抗致病疫霉Phytophthora infestans侵染能力的影响。结果显示,从扬麦20中克隆获得SnRK3基因,命名为TaSnRK3.16-D;该基因编码蛋白可能通过与多种蛋白互作参与多种形式的调控;过表达TaSnRK3.16-D增强了小麦对脱落酸、NaCl、PEG、白粉病菌Blumeria graminis f.sp.tritici和赤霉病菌Fusarium graminearum胁迫的抗性,经亚细胞定位和根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens瞬时表达试验验证表明TaSnRK3.16-D定位于细胞膜上,且其在烟草叶片上过表达部位的致病疫霉侵染病斑颜色较对照病斑颜色浅,一定程度上抑制了致病疫霉的侵染。表明SnRK基因在小麦抗逆过程中发挥了一定作用。

铁死亡相关调控信号通路在非酒精性脂肪肝中的研究进展

非酒精性脂肪肝是一种慢性肝病,随着高血压、肥胖、高脂血症、糖尿病的发生其发病率呈逐年递增趋势。铁死亡是一种新型的非凋亡形式受调控细胞死亡,其特征是脂质过氧化物的大量积累,引发多种疾病,以铁死亡的角度去研究疾病的治疗靶点可以为疾病的治疗提供新的临床解决方案。近年来研究发现,铁死亡相关调控信号通路在非酒精性脂肪肝的发生、发展过程中有重要意义,其中核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)均为常见的铁死亡相关信号通路。现就上述相关信号通路与非酒精性脂肪肝的研究进展进行梳理,为非酒精性脂肪肝的治疗提供指导。

LncRNA MALAT1通过靶向miR-146a调节PI3K/Akt信号通路影响胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭

目的 探究长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)肺腺癌转移相关转录子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)通过调节miR-146a对胃癌(gastric cancer, GC)细胞的增殖、迁移和侵袭的影响及其机制。方法 收集GC组织和配对正常胃上皮组织,将GC细胞MNK-45分为空白对照(blank control, BC)组(未转染)、MALAT1 siRNA-NC组(转染MALAT1 siRNA-NC)、MALAT1 siRNA组(转染MALAT1 siRNA)、miR-146a mimics-NC组(转染miR-146a mimics-NC)、miR-146a mimics组(转染miR-146a mimics)、MALAT1 siRNA+miR-146a inhibitor-NC组(共转染MALAT1 siRNA+miR-146a inhibitor-NC)、MALAT1 siRNA+miR-146a inhibitor组(共转染MALAT1 siRNA+miR-146a inhibitor)。定量荧光PCR(qRT-PCR)检测胃组织或细胞中MALAT1、miR-146a表达量;CCK-8法和克隆形成实验检测细胞增殖能力;Transwell法检测细胞侵袭和迁移能力;RNA pull down实验、双荧光素酶报告实验分析MALAT1和miR-146a的结合情况;Western blot检测磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路蛋白及c-Myc、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)蛋白表达量。结果 转染MALAT1 siRNA可明显降低MNK-45细胞的MALAT1表达量,敲低MALAT1或过表达miR-146a可降低细胞活力、克隆能力、迁移和侵袭,增加miR-146a表达,降低PI3Kp85α、PI3Kp85β、c-Myc、MMP9蛋白表达量及p-Akt/Akt水平;MALAT1可结合并靶向下调miR-146a表达;低表达miR-146a可逆转敲低MALAT1对MNK-45细胞增殖、迁移和侵袭的抑制效应。结论 MALAT1可能作为ceRNA吸附并降解miR-146a,敲低MALAT1可上调miR-146a表达,并通过PI3K/Akt通路抑制GC细胞增殖、迁移和侵袭。

圣草酚调控MAPK和Nrf2/HO-1信号通路缓解非酒精性脂肪肝的作用及机制

目的研究圣草酚缓解非酒精性脂肪肝(NAFLD)的作用及可能机制。方法将16只C57BL/6J小鼠按体重随机分为对照组、NAFLD模型组和圣草酚低、高剂量组(50、100 mg/kg),每组4只。除对照组外,其余各组均使用高脂饲料诱导NAFLD模型。在预处理4周后,采取腹腔注射方式(0.01 mL/g)进行给药,每日1次,连续6周。测定小鼠体重、肝脏质量,观察小鼠肝组织病理损伤情况,测定小鼠血清中天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)和甘油三酯(TG)水平及肝组织中核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)蛋白表达。使用0.5 mmol/L油酸诱导HepG2细胞建立体外NAFLD模型,实验设置正常对照组、NAFLD模型组和圣草酚低、中、高浓度组(50、100、150μmol/L);给药组在诱导模型的同时加入圣草酚,培养24 h。观察细胞中脂质沉积情况,检测细胞中TG、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)水平以及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路相关蛋白[细胞外信号调节激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)]磷酸化水平和Nrf2、HO-1蛋白表达水平。结果体内实验中,与NAFLD模型组比较,圣草酚低、高剂量组小鼠体重、肝脏质量和血清中AST、ALT和TG的水平(圣草酚低剂量组小鼠血清AST水平除外)均显著降低(P<0.01),脂滴沉积形成的空泡数量显著减少,Nrf2、HO-1蛋白表达水平进一步升高(P<0.01)。体外实验中,与NAFLD模型组比较,圣草酚低、中、高浓度组细胞中脂质沉积减少(P<0.01),ROS、MDA、TG水平显著降低(P<0.05或P<0.01),ERK、JNK磷酸化水平均显著下调(P<0.01),Nrf2、HO-1蛋白表达水平显著上调(P<0.01)。结论圣草酚可能通过抑制MAPK信号通路,进而激活Nrf2/HO-1信号通路来缓解NAFLD。

岩藻黄素对小鼠非酒精性脂肪性肝病的修复作用

目的:探究岩藻黄素对高脂饮食诱导的C57BL/6小鼠非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)的修复作用及其机制。方法:将52只C57BL/6小鼠随机分成4组,正常组14只,其余为实验组,实验组给予8周的高脂饮食喂养之后,再分为模型组、岩藻黄素低剂量和高剂量组,给予灌胃6周,每日1次。每周记录小鼠的体质量,第14周结束时小鼠禁食12 h后全部处死。后续分别测定各组小鼠血清中谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)活力,总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(lowdensitylipoproteincholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(highdensitylipoproteincholesterol,HDL-C)、游离脂肪酸、脂联素和瘦素含量;检测肝脏组织匀浆液中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione,GSH-Px)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子α含量;透射电镜下观察肝脏的组织病理学变化并采用蛋白免疫印迹法检测肝脏中5’-单磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、核因子红系2相关因子2(nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)和Toll样受体4(toll-like receptors 4,TLR4)信号通路蛋白表达情况。结果:与模型组相比,岩藻黄素组中的TC、TG、LDL-C、ALT、AST显著降低(P<0.05),HDL-C显著升高(P<0.05),且降低了瘦素水平,增加了脂联素分泌,GSH-Px、SOD、CAT升高(P<0.05),MDA降低(P<0.05),且炎症因子的水平降低。苏木精-伊红染色、油红O染色、糖原染色和透射电镜结果显示岩藻黄素组肝脏组织学结构好转,趋近于正常组。蛋白免疫印迹法结果显示岩藻黄素治疗可上调AMPK信号通路中磷酸化5’-单磷酸腺苷活化蛋白激酶和过氧化物酶体增殖物激活受体α、磷酸化乙酰辅酶A羧化酶、肉碱脂酰转移酶1,下调固醇调节元件结合蛋白-1c、脂肪酸合酶表达;抑制Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1/Nrf2信号通路中Keap-1的水平,提高Nrf2及其下游抗氧化蛋白血红素氧合酶1、NAD(P)H-醌氧化还原酶1和谷氨酸-半胱氨酸连接酶的表达水平;下调TLR4信号通路中TLR4蛋白的表达,抑制髓样分化因子88、磷酸化人核因子κB抑制蛋白α和磷酸化核因子κB蛋白(p65)的表达。结论:岩藻黄素可通过调节脂质代谢、减少氧化应激和调节炎症等途径修复高脂饮食诱导的小鼠非酒精性脂肪性肝病。

大黄酸通过Sirt1/AMPK信号通路对非酒精性脂肪性肝病小鼠肝功能及肝细胞脂代谢的影响

目的:研究不同浓度大黄酸灌胃通过沉默信息调节因子2相关酶1(Sirt1)/amp活化蛋白激酶(AMPK)信号通路对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)小鼠的肝功能及肝细胞脂代谢的影响。方法:实验小鼠分为空白组,模型组,低、高剂量大黄酸组和高剂量大黄酸+Sirt1抑制剂(高剂量大黄酸+EX527)组。动物实验:除空白组外其余各组小鼠采用连续饲喂高脂饲料(8周)构建NAFLD小鼠模型。8周干预完成后各组小鼠于处死前称重并记录,全自动生化分析仪检测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、丙二醛(MDA)、游离脂肪酸(NEFA)水平;ELISA法检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和肝脏组织乙酰辅酶羧化酶(ACC)水平;苏木精伊红染色(HE)及油红O染色检验肝组织硬化程度及细胞脂肪病变水平。细胞实验:采用200μmol/L棕榈酸(PA)处理AML-12细胞24 h构建NAFLD细胞模型。全自动生化分析仪检测TG含量;油红O染色观察AML-12细胞脂质积累情况;Western Blot法检测肝脏组织和AML-12细胞中Sirt1、AMPKα、磷酸化AMPKα(p-AMPKα)蛋白表达。结果:与空白组相比,模型组小鼠体重和肝脏湿重升高,肝脏组织明显损伤,AML-12细胞中TG含量及小鼠血清TG、TC、MDA、ALT、AST、NEFA水平显著升高,肝脏组织ACC含量降低(P<0.05),肝脏组织和AML-12细胞中Sirt1、p-AMPKα/AMPKα表达降低,脂肪病变严重,脂质积累增高(P<0.05)。与模型组相比,低、高剂量大黄酸组小鼠体重和肝脏湿重降低,肝脏组织损伤减轻,AML-12细胞中TG含量及小鼠血清TG、TC、MDA、ALT、AST、NEFA水平显著降低,肝脏组织ACC含量升高(P<0.05),肝脏组织和AML-12细胞中Sirt1、p-AMPKα/AMPKα表达升高,脂肪病变减轻,脂质积累降低(P<0.05)。与高剂量大黄酸组相比,高剂量大黄酸+EX527组各项指标均有所逆转(P<0.05)。结论:大黄酸可有效通过调节小鼠肝细胞脂代谢改善NAFLD小鼠肝功能水平,其机制可能与激活Sirt1/AMPK信号通路有关。

非小细胞肺癌患者血浆 RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO 基因甲基化状态观察

目的观察非小细胞肺癌(NSCLC)患者血浆抑癌基因runt相关转录因子3(RUNX3)、ras相关结构域家族基因1A(RASSF1A)、3-0-硫基转移酶-2(3-OST-2)、死亡相关蛋白激酶(DAPK)、膜结合受体型蛋白酪氨酸磷酸酶O(PTPRO)等基因启动子区域的甲基化状态。方法采用甲基化特异PCR技术对63例NSCLC患者血浆中RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因是否甲基化进行观察,并以25例健康人作对照。结果 NSCLC患者血浆中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因检出率分别为46.0%、50.8%、26.9%、34.9%、41.3%;健康人血浆中甲基化PTPRO基因检出率为12.0%,而甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK均未检出;两者甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因检出率相比,P均<0.05。NSCLC患者血浆中上述5种甲基化基因联合检测的敏感度为88.9%、特异度为88.0%。血浆甲基化RUNX3基因检出率与NSCLC的病理类型、临床分期以及分化程度有关(P均<0.05);甲基化RASSF1A基因检出率与NSCLC的分化程度有关(P<0.05)。结论 NSCLC患者血浆中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因检出率明显高于健康人。联合检测血浆中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因有可能会有助于NSCLC的早期诊断及其生物学行为的判断。

lncRNA-MALAT1基于p-PI3K/p-AKT通路对脑胶质瘤细胞增殖、凋亡、侵袭的影响

目的探究血浆长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录因子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,lncRNA-MALAT1)基于磷酸化-磷脂酰肌醇3-激酶(phosphorylated phosphatidylinositol-3-kinase,p-PI3K)/磷酸化-苏氨酸蛋白激酶(phosphorylated threonine-protein kinase,p-AKT)通路对脑胶质瘤细胞增殖、凋亡、侵袭的影响。方法将培养的U87脑胶质瘤细胞分为脑胶质瘤组、空白组和转染组。采用PCR法检测lncRNA-MALAT1表达量,流式细胞仪检测细胞凋亡率,MTT检测细胞增殖率,Transwell检测细胞侵袭,Western blot法检测p-PI3K/p-AKT通路相关蛋白、基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2,MMP2)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)蛋白水平。结果与脑胶质瘤组相比,空白组、转染组lncRNA-MALAT1表达量较低;与空白组相比,转染组lncRNA-MALAT1表达量较低。与空白组、脑胶质瘤组相比,转染组细胞凋亡率较高;与空白组、脑胶质瘤组相比,转染组细胞增殖率较低;与空白组、脑胶质瘤组相比,转染组细胞侵袭个数较少;与空白组、脑胶质瘤组相比,转染组p-PI3K/p-AKT通路相关蛋白表达量较低;与空白组、脑胶质瘤组相比,转染组MMP2、MMP9蛋白表达量较低,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论lncRNA-MALAT1可有效降低p-PI3K/p-AKT信号通路相关蛋白的表达,继而有效抑制胶质瘤细胞的增殖和侵袭,促进胶质瘤细胞的凋亡,降低MMP2、MMP9蛋白的表达量。

马铃薯StSnRK1基因过表达提高烟草耐盐性研究

为研究马铃薯蔗糖非发酵-1-型相关蛋白激酶-1基因StSnRK1对于调控植物耐盐性的促进作用,以过表达StSnRK1的烟草株系及野生型为试验材料,研究盐胁迫下StSnRK1对植株生长的影响。耐盐性鉴定结果表明,过表达StSnRK1基因显著提高烟草植株的耐盐性。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析显示,StSnRK1基因显著上调脯氨酸生物合成相关基因(吡咯琳-5-羧酸合酶NtP5CS)、胚胎发育后期丰富蛋白基因(NtLEA5)和活性氧清除系统相关基因(超氧化物歧化酶NtSOD和过氧化物酶NtPOD)。同时,转基因烟草植株的SOD活性、POD活性和脯氨酸含量显著高于野生型烟草植株,丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量显著低于野生型植株。由此可见,StSnRK1基因在改良植物耐盐性方面具有重要作用,为耐盐马铃薯生物技术育种提供了理论基础。

拟南芥AKIN11基因的过表达及其功能分析

将蔗糖非发酵基因相关蛋白激酶AKIN11克隆到植物表达载体pEGAD的35S启动子下游与GFP融合,基因枪法导入洋葱表皮细胞进行瞬时表达,发现集中在细胞核内表达.农杆菌介导花序浸泡法转化拟南芥,Basta筛选和RT-PCR鉴定得到两个遗传稳定的T3代转基因株系.突变体和野生型的表型没有明显差异,但突变体叶片中淀粉含量较野生型增加.RT-PCR分析淀粉合成途径关键酶的mRNA水平,发现突变体中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶表达量增加,而α-淀粉酶却没有变化.表明AKIN11基因可能在拟南芥淀粉积累途径中起着重要的调节作用.

ROCK 1蛋白在非小细胞肺癌组织中的表达特点及其临床意义

非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)是最为常见的肺癌类型,流行病学研究显示NSCLC的发病率可达233-455/10万人左右,同时在长期吸烟或者特殊的工作生活环境中,NSCLC的发病率可进一步上升。在探讨NSCLC的发病机制的过程中可以发现细胞生物学相关因子或者信号通路效应分子的改变,能够影响癌细胞的增殖、加剧癌细胞的低分化风险,促进癌细胞的凋亡抑制等病理过程,导致恶性肿瘤的发生发展。

Lnc001209调控PI3K/AKT/mTOR通路对Aβ清除在铝致认知功能损害中的影响

目的观察铝暴露导致认知功能损害中Lnc001209和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、蛋白激酶B(AKT)、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、β-淀粉样蛋白(Aβ)等在其中的作用机制。方法将无特定病原体级成年雄性SD大鼠随机分为对照组、空载体组、腺相关病毒(AAV)组、麦芽酚铝组、AAV+麦芽酚铝组,每组10只。采用侧脑室立体定位注射法,AAV组和AAV+麦芽酚铝组大鼠予5μL滴度为1×10^(12)vg/mL的过表达Lnc001209的AAV;空载体组大鼠予5μL滴度为1×10^(12)vg/mL的空载体AAV;对照组和麦芽酚铝组大鼠只进行侧脑室手术操作,不注射任何试剂。饲养14 d后按照1 mL/kg体质量给药体积,麦芽酚铝组和AAV+麦芽酚铝组大鼠隔天腹腔注射20μmol/kg体质量麦芽酚铝溶液;对照组、空载体组和AAV组大鼠隔天腹腔注射等体积0.9%氯化钠溶液,持续3个月。其后采用Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力;取大鼠海马组织,采用酶联免疫吸附测定法检测Aβ表达,免疫荧光法检测微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)表达,蛋白质印迹法检测PI3K、AKT、mTOR及其对应磷酸化蛋白表达,反转录聚合酶链式反应法检测Lnc001209表达。结果(1)与对照组比较,麦芽酚铝组大鼠从Morris水迷宫实验第2天起逃避潜伏期均延长(P值均<0.05),海马组织中Aβ40、Aβ42、磷酸化PI3K(p-PI3K)、磷酸化AKT(p-AKT)和磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白相对表达水平均增加(P值均<0.05),LC3B平均荧光强度和PI3K、AKT、mTOR蛋白相对表达水平均降低(P值均<0.05),Lnc001209相对表达水平亦降低(P<0.05)。(2)与麦芽酚铝组比较,AAV+麦芽酚铝组大鼠从Morris水迷宫实验第2天起逃避潜伏期均缩短(P值均<0.05),海马组织中Aβ40、Aβ42、p-PI3K、p-AKT和p-mTOR蛋白相对表达水平均降低(P值均<0.05),LC3B平均荧光强度和PI3K、AKT蛋白相对表达水平均增加(P值均<0.05),Lnc001209相对表达水平亦增加(P<0.05)。结论铝可通过Lnc001209影响PI3K/AKT/mTOR蛋白通路,从而引起Aβ增多和神经元自噬减少,最终导致大鼠认知功能损害。

黄瓜全基因组SnRK2基因的鉴定和序列特征分析

植物SnRK2基因在逆境应答和ABA信号转导及生长发育过程中具有重要功能。但是有关黄瓜(cucumis satovus L.)SnRK2全基因组水平的研究鲜见报道。本文利用生物信息学的方法从黄瓜基因组中鉴定出9个SnRK2基因,并对这些基因的染色体分布、内含子-外显子结构、系统进化、顺式调控元件等进行了系统分析。结果显示,黄瓜的SnRK2基因不均匀地的分布在基因组中,它们的外显子多数为9,编码区序列长度在909-1140bp之间。它们在遗传上分为3个不同的类群,预测编码的蛋白都具有激酶的典型结构。而且,在SnRK2基因上游调控序列中都含有多个不同激素和逆境应答顺式元件,预示它们在逆境应答和激素信号转导过程中具有一定功能。本文为进一步研究黄瓜SnRK2基因在逆境和激素应答中的功能奠定了基础。

甘蓝型油菜SnRK基因家族生物信息学分析及其与种子含油量的关系

蔗糖非发酵相关蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK)是植物中广泛存在的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它们参与调控植物的信号传导、逆境响应和种子生长等生物学过程。为了解析甘蓝型油菜(Brassica napus L.)中SnRK基因家族的性质及其对种子含油量的影响,本研究对BnSnRK基因家族的系统进化、基因结构、蛋白质理化性质、保守基序、蛋白质二级结构、顺式作用元件和亚细胞定位预测等进行分析,并通过候选基因关联分析、单倍型分析和qRT-PCR筛选影响种子含油量的BnSnRK基因。结果显示,鉴定得到92个BnSnRK成员,分为3个亚族,分布于甘蓝型油菜19条染色体上,亚族之间蛋白质理化性质差异显著。多数基因拥有7~14个外显子;同一亚族的motif分布情况更相似。BnSnRK家族主要在细胞质中表达,蛋白质二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。关联分析筛选出与油菜种子含油量相关的12个家族成员,基因BnaC02g10730D可能负向调控甘蓝型油菜种子含油量,基因BnaA07g12290D、BnaA10g22850D、BnaA08g18050D、BnaC04g44390D可能正向调控甘蓝型油菜种子含油量。不同环境之间种子含油量差异显著,且与含油量相关的12个成员均含有MYB、MYC和ABA响应元件,环境特异的含油量关联基因可能与植物非生物胁迫响应相关。本研究为BnSnRK基因功能验证及育种工作提供了理论参考。

舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用及其作用机制

目的:探讨舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)大鼠心肌细胞凋亡及长链非编码RNA(LncRNA)-肺癌转移相关转录本1(MALAT1)靶向细胞外信号调节蛋白激酶1/2(ERK1/2)信号通路的影响,阐明舒芬太尼对MIRI大鼠的可能作用机制。方法:30只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和舒芬太尼组,每组10只。采用结扎左冠状动脉前降支(LAD)的方法制备MIRI模型,假手术组只开胸不结扎,舒芬太尼组大鼠于再灌注前10 min时尾静脉注射舒芬太尼1μg·kg^(-1),假手术组和模型组大鼠分别尾静脉注射等量生理盐水。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法及荧光探针原位杂交(FISH)法检测各组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平,原位末端标记(TUNEL)染色法检测各组大鼠心肌细胞凋亡率,Western blotting法检测各组大鼠心肌组织中半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、活化半胱氨酸蛋白酶-3(cleaved-caspase-3)、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、ERK1/2和磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)蛋白表达水平。构建心肌细胞缺氧复氧模型模拟体内MIRI,分为对照组、模型组、舒芬太尼组、pcDNA-MALAT1组(MALAT1组)和舒芬太尼+pcDNA-MALAT1组(舒芬太尼+MALAT1组)。H9C2细胞缺氧培养10 h后复氧构建缺氧复氧损伤模型;采用Western blotting法检测各组H9C2细胞中caspase-3、cleaved-caspase-3、Bax、Bcl-2、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白表达水平。结果:动物实验,与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平、心肌细胞凋亡率、cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值均明显升高(P<0.05),p-ERK1/2蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与模型组比较,舒芬太尼组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平、心肌细胞凋亡率、cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值均明显降低(P<0.05),p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。细胞实验,与对照组比较,模型组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显升高(P<0.05),p-ERK1/2蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与模型组比较,舒芬太尼组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显降低(P<0.05),p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与MALAT1组比较,舒芬太尼+MALAT1组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显降低(P<0.05),p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。结论:舒芬太尼能减轻MIRI大鼠心肌细胞凋亡,其作用机制可能与抑制LncRNA-MALAT1表达从而激活ERK1/2信号通路有关。

遮光对黄瓜幼苗同化物代谢相关糖和酶的影响

试验中发现,黄瓜幼苗遮光叶片蔗糖含量略高于未遮光对照叶片,而棉籽糖、肌醇半乳糖苷和水苏糖含量显著低于对照叶片。叶片中肌醇半乳糖苷合成酶活性和基因转录水平变化趋势一致,遮光叶片显著低于对照叶片;棉籽糖合成酶活性差异不显著,但是遮光叶片棉籽糖合成酶基因转录水平显著低于对照叶片;遮光叶片水苏糖合成酶活性显著低于对照,且相关基因转录水平变化与酶活性变化一致;此外蔗糖非发酵相关蛋白激酶1基因(SnRK1)表达水平在遮荫处理6 h时显著高于对照。表明在遮光胁迫下,黄瓜幼苗通过调控肌醇半乳糖苷合成酶、水苏糖合成酶和蔗糖非发酵相关蛋白激酶1相关基因表达和酶活性,维持叶片蔗糖含量,提供生长所需能量,保证叶片存活。

高等植物6-磷酸海藻糖信号调控研究进展

6-磷酸海藻糖(T6P)在植物体内广泛分布,对植物的生长发育起着重要的调节作用,其信号途径伴随植物胚胎发育直至衰老的整个过程。T6P是海藻糖的代谢前体物质,其主要通过抑制蔗糖非酵解相关激酶1(SnRK1)的催化活性,进而调控植物生长代谢,故称为T6P/SnRK1信号。在T6P/SnRK1信号调控植物代谢过程中,转录因子b ZIP11、己糖激酶HXK及PIF信号途径也参与到植物T6P/SnRK1信号调控路径。