番茄CYP450基因家族鉴定及病原菌胁迫相关成员的生物信息学分析

细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)酶是陆地植物中最大的酶蛋白基因家族,具广泛催化活性,参与植物多种初生代谢和次生代谢产物的生物合成。分析番茄(Solanum lycopersicum L.)CYP450基因家族成员的数量、序列特点、系统演化关系、在病原菌诱导下的表达模式和互作网络,为阐明番茄CYP450基因的生物学功能奠定基础。通过HMM检索和BLAST比对2种方法在番茄中得到328条CYP450序列,归属于9个家族簇;理化性质分析结果显示番茄CYP450蛋白大多为亲水性蛋白质,包含丰富的碱性氨基酸,主要定位于叶绿体和质膜;番茄叶霉病病菌(Cladosporium fulvum)诱导条件下的59个差异表达基因分属7个家族簇,相同家族簇成员具相似蛋白保守基序和基因结构;16个与聚炔类合成关键基因有相似表达模式的基因均来自CYP71和CYP72家族簇,它们可能在聚炔类合成通路的下游发挥重要作用,但其功能还需进一步验证。

家蚕cyp450基因家族密码子的用法分析

为了研究家蚕cyp450基因家族的密码子用法及影响密码子使用模式的主要因子,试验采用多种软件分析家蚕cyp450基因家族的碱基组成、序列同源性、密码子偏好性,得到统计cyp450基因家族密码子使用偏好性的各项参数,并对各项指数进行相关性分析。结果表明:家蚕cyp450基因家族位于AT丰度高的基因组区域,倾向于使用富含A、T且A、T结尾的密码子,整个基因组的同义密码子使用偏好性较弱;cyp450基因家族的序列同源性很低,大多数值在40%左右。突变压力在密码子的三个位置作用程度相关性不显著。说明自然选择引起的碱基组成变化在家蚕cyp450基因家族密码子使用中起主要作用。

CYP450基因多态性对他汀类药物个体化治疗影响的研究进展

他汀类药物通过降低血脂浓度、稳定粥样斑块及抗炎、抗氧化、调节失代偿内皮功能等多效效应发挥心血管保护作用,广泛应用于冠心病一级预防和二级预防。细胞色素P450酶是他汀类药物重要的代谢酶,其基因多态性是他汀类药物个体间代谢、血药浓度及降脂作用差异的重要原因之一。因此预测CYP450基因上与他汀代谢相关重要单核苷酸多态可能是实现他汀类药物个体化治疗的重要手段之一。本文将着重介绍与绝大多数他汀类药物代谢密切相关的CYP3A4、CYP3A5、CYP2C9、CYP2D6基因单核苷酸多态性(singlenucleotide polymorphisms,SNPs)及与他汀类药物转运及作用靶点相关基因单核苷酸多态。

玉米纹枯病菌菌核形成相关基因CYP450表达特性分析

为了从立枯丝核菌菌核形成探寻纹枯病防治方法,试验从田间采集玉米纹枯病发病植株,分离纯化立枯丝核菌菌株。使用生物信息学分析软件对CYP450基因的结构与功能进行分析,可知CYP450可能是一种亲水性蛋白且不存在跨膜序列,由397个氨基酸共同编码,含有信号肽。利用实时荧光定量PCR技术,对立枯丝核菌CYP450基因菌核形成过程中基因表达量变化进行研究,探寻CYP450基因在菌核形成过程中的作用。分析结果显示CYP450基因在菌核形成过程中表达量有显著差异,其中在菌丝时期表达量低,菌核形成后表达量有逐渐增高趋势,即在立枯丝核菌菌核形成过程中,CYP450可能参与了玉米纹枯病菌菌核的形成,该结果为玉米纹枯病的防治及抗病育种提供理论依据。

CYP450基因多态性及环境危险因素暴露与先天性心脏病关系病例对照研究

目的探讨子代CYP450基因多态性及母亲孕期环境危险因素暴露与先天性心脏病(CHD)发病的关系以及二者在CHD发生中是否存在交互作用。方法采用病例对照研究方法,将2011年10月-2013年1月在山东省济宁医学院第一附属医院确诊的160例0~7周岁单纯性CHD患儿和同期在该院进行体检或就诊的160例非心脏病幼儿分别作为病例组和对照组,采用访谈方式进行问卷调查,获得研究对象母亲孕期环境危险因素暴露信息,采集研究对象空腹静脉,血应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析法(PCR-RFLP)检测CYP450基因多态性;应用单因素和多因素条件logistic回归模型分析子代CYP450基因多态性和母亲孕期环境危险因素暴露与CHD发病的关联强度,并采用相加模型交互作用指标评价二者的交互作用。结果多因素条件logistic回归分析结果显示,子代CYP1A1基因rs1048943位点纯合子突变型是CHD发病的保护因素(OR=0.369,95%CI=0.138~0.986);母亲孕前3个月使用染发剂(OR=5.621.95%CI=1.401~22.541)、孕前3个月被动吸烟(OR=2.511,95%CI=1.342~4.699)、孕早期被动吸烟(OR=2.441,95%CI=1.306~4.561)、孕早期居住在3年内装修过的居室(OR=4.159,95%CI=1.698~10.182)和孕早期服用解热镇痛药(OR=3.901,95%CI=1.271~11.971)是CHD发病的危险因素。交互作用分析结果显示,子代携带CYPIA1 rs1048943位点纯合子突变型有减弱环境因素致病风险的趋势,但交互作用指标无统计学意义。结论子代携带CYP1A1纯合子突变型对CHD发病有保护作用,母亲孕前及孕早期应尽量避免或减少环境危险因素的暴露,以预防子代CHD的发生。

桃CYP450超基因家族的基因鉴定及Prupe.6G046800的功能分析

【目的】鉴定分析桃(Prunus persica)细胞色素P450(Cytochrome P450,CYP450)超基因家族成员,并对Prupe.6G046800基因进行功能分析。【方法】系统分析了桃的CYP450超基因家族功能。采用比对和检索2种方法鉴定桃基因组中的CYP450超家族成员,构建上述基因和拟南芥同源基因的系统进化树并分析其基因结构;运用转录组学数据分析该家族基因组织特异性表达和果实发育时期表达量变化;最后,构建了其中1个重要基因Prupe.6G046800的过表达载体并转化番茄,采用瞬时转化的方法分析该基因的启动子活性。【结果】桃基因组CYP450超家族成员共295个,可分为9个家族簇,其中包含4个多基因家族簇和5个单基因家族簇。未发现CYP727和CYP746家族簇成员,其中CYP71家族簇成员数量最多。组织特异性表达分析显示,CYP450超家族在桃不同组织中均有表达,有145个基因至少在1个组织中表达,以根中特异表达基因数目最多。选择上述表达基因进行基因结构分析,发现桃的CYP450s基因长度跨度大、外显子数量差异明显。分析了CYP450超基因家族在果实发育过程中的表达,发现有45个基因表达量持续下降,36个基因持续上升。将Prupe.6G046800在番茄中进行异源稳定转化,此基因在过量表达的番茄植株不同组织中表达有着显著差异,且明显高于野生型番茄。启动子顺式作用元件分析显示,该基因可能受到光、干旱及激素等信号的调控。【结论】从桃基因组中鉴定出295个CYP450超家族成员,可分为9个家族簇。转录组数据显示,CYP450s基因参与了桃的整个生长发育过程。Prupe.6G046800过表达导致番茄单果质量降低,表明Prupe.6G046800参与果实发育调控。

广州地区318例拟应用伏立康唑治疗的疑似侵袭性真菌感染患者CYP2C19^(*)2/^(*)3/^(*)17等位基因检测分析

目的了解广州地区人群CYP2C19^(*)2/^(*)3/^(*)17等位基因9154G>A、7948G>A和806C>T位点的多态性,为临床应用伏立康唑治疗侵袭性真菌感染提供参考依据。方法选取2022年1月至2023年2月在广州市胸科医院就诊、拟应用伏立康唑治疗且进行CYP2C19^(*)2/^(*)3/^(*)17等位基因检测的318例疑似侵袭性真菌感染患者纳入分析,其中男249例、女69例,年龄19~94岁,平均58岁。应用数字荧光分子杂交测序技术检测CYP2C19^(*)2(9154G>A)、CYP2C19^(*)3(7948G>A)、CYP2C19^(*)17(806C>T)位点的多态性,描述性分析伏立康唑快、中、慢代谢型患者的基因型、单倍型分布频率。结果在CYP2C19^(*)2(9154G>A)位点上检测到GG、AG、AA 3种基因型,分布频率分别为47.80%(152/318)、42.45%(135/318)、9.75%(31/318);在CYP2C19^(*)3(7948G>A)位点上检测到GG、GA、AA 3种基因型,分布频率分别为90.88%(289/318)、8.81%(28/318)、0.31%(1/318);在CYP2C19^(*)17(806C>T)位点上检测到CC、CT 2种基因型,分布频率分别为99.37%(316/318)、0.63%(2/318)。318例拟应用伏立康唑治疗的患者中,快、中、慢代谢型的患者分别有135例(42.45%)、140例(44.03%)和43例(13.52%),3个基因位点单倍型情况为:GG-GG-GC、GG-GG-CT 2种快代谢单倍型,分布频率分别为99.26%(134/135)和0.74%(1/135);AG-GG-CC、GG-GA-CC、AG-GG-CT 3种中间代谢单倍型,分布频率分别为87.86%(123/140)、11.43%(16/140)和0.71%(1/140);AA-GG-CC、AG-GA-CC、AA-GA-CC、GG-AA-CC 4种中间代谢单倍型,分布频率分别为69.77%(30/43)、25.58%(11/43)、2.33%(1/43)和2.33%(1/43)。结论从CYP2C19基因遗传背景看,广州地区人群虽多为伏立康唑快、中代谢型,但慢代谢型占有一定比例,在临床诊疗中应重视其基因多态性检测,进而指导伏立康唑的临床合理应用。

逆境胁迫下红花CYP450s基因的表达与幼叶总黄酮含量的相关性分析

目的克隆细胞色素P450s(CYP450s)家族成员的2个基因,探究红花Carthamustinctorius幼叶在逆境胁迫下CYP450s基因的表达与红花总黄酮含量变化关系。方法以吉红1号为材料,对CYP450s家族的2个基因CYP81E8、CYP71A1进行基因克隆表达及分析。研究了茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、干旱(PEG-6000)、光及暗处理4种逆境胁迫对红花总黄酮含量的影响,分析了CtCYP81E8和CtCYP71A1基因的表达与叶片总黄酮含量之间的相关性。结果 CtCYP81E8编码区序列为1014 bp,编码337个氨基酸;CtCYP71A1编码区序列为1287 bp,编码428个氨基酸。2个基因在不同胁迫条件下的表达量及总黄酮含量的变化表明:MeJA处理后,与野生型相比,叶片中的总黄酮含量均有不同程度的增加。CtCYP81E8、CtCYP71A1的表达量与总黄酮的积累量呈正相关;当采用PEG-6000处理后,CtCYP81E8处于正调控,而CtCYP71A1处于负调控状态,红花的叶片中总黄酮含量均显著增加;光胁迫下,在一定时间内总黄酮含量与CtCYP71A1基因表达量呈正相关,与CtCYP81E8基因表达量呈负相关,暗胁迫下,总黄酮含量与CtCYP81E8及CtCYP71A1基因表达趋势一致,都在一定时间内呈正相关。结论成功克隆了红花CtCYP81E8及CtCYP71A1基因。qRT-PCR分析表明,CtCYP81E8、CtCYP71A1基因可能在红花幼叶期对逆境胁迫的适应中发挥重要作用,为红花CYP450s家族基因在红花黄酮代谢合成的功能研究提供理论依据。

CYP2C19基因多态性与急性冠状动脉综合征患者氯吡格雷抵抗的相关性分析

目的探讨急性冠状动脉综合征(ACS)患者CYP2C19多态性与氯吡格雷抵抗(CR)的关系。方法选择2019年6月至2020年6月赤峰学院附属医院收治的行经皮冠状动脉介入疗法(PCI)的ACS患者127例,其中具有CR的患者29例(CR组),非氯吡格雷抵抗(NCR)患者98例(非NCR组)。比较两组患者的临床资料、冠状动脉造影结果,并分析CYP2C19*2和CYP2C19*3多态性与CR的关系。结果两组患者一般资料及冠状动脉造影结果比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者CYP2C19(rs4244285)和CYP2C19(rs4986893)上等位基因及基因型分布存在差异(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,CYP2C19*2和CYP2C19*3的多态性是CR的危险因素(OR=14.688,95%CI 3.652~59.063,P<0.01;OR=7.228,95%CI 2.412~21.663,P<0.01)。结论CR与ACS患者CYP2C19*2和CYP2C19*3密切相关。

醋酸甲羟孕酮暴露致食蚊鱼的雄激素效应

目的 探讨人工合成孕激素（醋酸甲羟孕酮,MPA）暴露对雌性食蚊鱼（Gambusia affinis）的雄激素效应.方法 将成年雌性食蚊鱼随机分为4组,包括对照组和40 ng/L（低密度组）、200 ng/L（中密度组）和1 000 ng/L（高密度组）等3个MPA实验暴露组,并设置平行组.持续暴露28 d后观察与测定食蚊鱼的体长（BL）、体质量（BW）、身体健康指数（CF）、臀鳍第3鳍条分节数（FJ）、第4、5、6鳍条长度（FL）变化和第14、15、16椎体脉棘的形态变化等5项指标,并在7d、14d、21 d、28 d测定了卵黄蛋白原基因（VTGα）、雄激素受体基因（ARα）和细胞色素P450芳香化酶基因（CYP19α）mRNA表达水平的变化.结果 食蚊鱼经MPA暴露28d后,与对照组相比,200 ng/L和1 000 ng/L实验组食蚊鱼的BL、BW和CF均无明显变化（分别P＞0.05）.臀鳍第3鳍条分节数和第6鳍条长度变化不明显（P＞0.05）,但第4、5鳍条的长度显著增加（P＜0.01）.暴露在200 ng/L和1 000 ng/L MPA中、高浓度组食蚊鱼的第14椎体脉棘的总长（L）、尾部尖端到脊的高度（D）值,第15椎体脉棘的投影长（P）、P∶D值和第16椎体脉棘的P、L∶D、P∶D值分别呈现显著性变化（P＜0.05或P＜0.01）,椎体脉棘伸长,且与脊椎骨接近垂直,显示形态雄性化效应.与对照组相比,低浓度组（40 ng/LMPA） VTGα,CYP19α基因的表达量上升（P＜0.01）,而ARα表达被抑制（P＜0.05）;中浓度组VTGα,CYP19α,ARα基因的表达量都显著上升（P＜0.01）;高浓度组CYP19α,ARα基因的表达量显著上升（P＜0.01）,而VTGα的表达量则被抑制（P＜0.01）.结论 MPA暴露致雌性食蚊鱼骨骼出现形态雄性化,目标基因表达水平的变化结果证明MPA对食蚊鱼具雄激素效应,表明MPA是一种具有雄激素效应的孕激素.

人源化肝细胞共培养系统为基础的代谢活化系统研究

目的从不同组合的人源化肝细胞系共培养模型中构建并筛选优势共培养体系,为人源化代谢活化系统在遗传毒性和致突变性中的应用提供理论基础。方法以HepG2/C3A人源肝癌细胞作为代谢活化系统的支持细胞,应用穿孔法对HepG2/C3A、LX-2肝星形细胞和Caco-2人源肠腺癌细胞三细胞进行不同组合的共培养模型的构建和筛选,CCK-8法测定模型中每个细胞的4 d生长曲线以确定能稳定生长的共培养模型,RT-qPCR测定在不同类型培养模型中HepG2/C3A细胞CYP3A4、CYP2E1、CYP1A2、CYP2B6、CYP2C9、GSTA1/2和UGT1A1基因的表达情况。结果由HepG2/C3A-Caco2-LX2细胞构建的三细胞共培养(COL)模型中各细胞生长状态稳定。RT-qPCR结果显示在不同的共培养模型中,肝细胞的Ⅰ相及Ⅱ相代谢酶基因的表达差异较大,COL模型中HepG2/C3A细胞CYP1A2、CYP2C9、CYP3A4、UGT1A1和GSTA1/2基因表达水平分别是单培养组的3.41、4.20、2.88、4.75和5.11倍,差异有统计学意义(P<0.05)。双细胞共培养模型中HepG2/C3A-Caco2(CO-C)和HepG2/C3A-LX2(CL)的肝细胞仅CYP2E1或GSTA1/2相对单培养组表达略有升高,差异有统计学意义(P<0.05),CYP3A4、CYP1A2、CYP2B6和UGT1A1基因的表达水平均有所降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论不同细胞共培养模型对肝细胞的Ⅰ相及Ⅱ相代谢酶基因的表达产生较大影响,相比本研究中的双细胞共培养体系,HepG2/C3A-Caco2-LX2三细胞共培养体系可更稳定的生长,且主要的Ⅰ相及Ⅱ相代谢酶基因表达水平明显升高,有望作为代谢活化系统的优势共培养体系。