Cubosome nanoparticles for enhanced delivery of mitochondria anticancer drug elesclomol and therapeutic monitoring via sub-cellular NAD(P) H multi-photon fluorescence lifetime imaging

Elesclomol (ELC) is an anticancer drug inducing mitochondria cytotoxicity through reactive oxygen species.Here,for the first time,we encapsulate the poorly water soluble ELC in monoolein-based cubosomes stabilized with Pluronic F127.Cellular uptake and nanocarrier accumulation close to the mitochondria with sub-micrometer distance is identified via three-dimensional (3D) confocal microscopy and edge-to-edge compartment analysis.To monitor the therapeutic effect of the ELC nanocarrier,we apply for the first time,label-free time-lapse multi-photon fluorescence lifetime imaging microscopy (MP-FLIM) to track NAD(P)H cofactors with sub-cellular resolution on live cells exposed to an anticancer nanocarrier.Improved in vitro cytotoxicity is verified when loading the pre-complexed ELC with copper (ELC-Cu).Importantly,for equivalent copper concentration,cubosomes loaded with ELC-Cu show higher cytotoxicity compared to the free drug.The novel nanocarrier shows promising features for systemic ELC-Cu administration,and furthermore we establish the MP-FLIM technique for the assessment of anticancer drug delivery systems.

基于线粒体Cytb序列的广东地区大刺鳅群体遗传多样性分析

为了解广东地区大刺鳅遗传多样性特征,采集广东地区6个水系(西江、北江、东江、鉴江、漠阳江、韩江)193尾大刺鳅样本,测定其线粒体Cytb序列,并利用MEGA 6.0软件碱基组特点和遗传距离、DNAsp 5.0软件分析各群体的多样性水平和Network 5软件绘制单倍型网络关系图。结果表明:大刺鳅Cytb序列长度1138 bp,在193尾大刺鳅的Cytb序列中,A、C、T、G占比分别为25.9%、32.7%、27.7%和13.6%,遗传距离为0.0002~0.0131,遗传分化指数为0.035~0.866。6个大刺鳅群体共存在38个核苷酸变异位点,定义了20个单倍型,单倍型多样性为0.782,核苷酸多样性约为0.0072。基于线粒体Cytb序列构建的NJ树显示,广东地区的大刺鳅种群分为Ⅰ和Ⅱ两支。其中,支系Ⅰ包含了西江、北江、鉴江和漠阳江群体的部分样本以及东江和韩江群体的全部样本;支系Ⅱ包含了西江、北江、鉴江和漠阳江群体的部分样本。单倍型网络分析显示,西江水系的群体与东江、韩江以及漠阳江群体的亲缘关系较近,而北江群体与东江、西江群体间遗传分化较大。AMOVA分析表明,77.09%的变异来自于组群内群体间,37.92%的变异来自于群体内。核苷酸错配分析及中性检验结果显示,广东大刺鳅整体及各个群体在历史上均没有发生过明显的扩张。广东各水系的大刺鳅群体遗传多样性水平较低,野生种群的遗传多样性总体呈现下降趋势。

NLRP3炎症小体与腹膜透析患者腹膜纤维化的研究进展

腹膜透析已逐渐成为终末期肾病患者的首选治疗方法之一,腹膜纤维化所致的超滤衰竭是患者退出腹膜透析的主要原因。Nod样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体是一种模式识别受体,其激活可引起强效促炎因子白细胞介素(IL) 1β、IL-18的成熟和释放,在急慢性炎症反应过程及多种非感染性疾病的发生发展中发挥重要作用。NLRP3炎症小体与腹膜透析过程中的急慢性腹膜炎、腹膜纤维化的发生发展密切相关,阐明NLRP3炎症小体与腹膜透析相关腹膜纤维化的调控机制,可为腹膜纤维化的防治提供理论基础。

中国人Leber遗传性视神经病变的原发突变及临床特征

目的分析中国人Leber遗传性视神经病变(Leber’shereditaryopticneuropathy,LHON)线粒体DNA3个原发致病基因突变遗传及其临床特征。方法分别用突变特异性引物聚合酶链反应,异源双链单链构象多态性,限制性片段长度多态性和DNA测序方法,对110个家系的156例LHON患者进行11778A、3460A、14484C3个原发位点检测,并收集患者病史及其临床资料,进行统计学分析。结果110例LHON先证者中,11778位点突变者100例,占90.9%;3460位点突变者2例,占1.8%;14484位点突变者8例,占7.3%。不同突变位点的LHON患者发病时视力分布:125人(250眼)11778位点突变患眼中发病时视力≤0.01(占17.6%),视力介于0.01至0.1之间(占52.1%),视力≥0.1(占30.3%);28人(56眼)14484位点突变患眼中无患眼视力低于0.01,视力介于0.01至0.1之间(占12.7%),视力≥0.1(占87.3%);3人(6眼)3460位点突变患眼视力均介于0.03至0.08之间。视力恢复情况:250只11778位点突变的患眼中,6.97%的眼视力有所恢复,平均最终视力0.03(指数～0.07);56只14484位点突变的患眼中,50%的眼视力有所恢复,占50%,平均最终视力0.8(0.3～1.2)。结论中国人LHON患者mtDNA3个原发致病突变中,以11778A位点突变为主、14484C位点突变较少、3460A罕见。LHON的临床表现与致病突变位点有关,14484C突变患者的发病视力及视力恢复情况明显好于11778A患者。

含不同地区野生稻胞质的水稻雄性不育材料线粒体SSR标记分析

胞质雄性不育(CMS)基因的发现以及三系配套技术的成功使作物杂种优势得以广泛应用,目前不育胞质类型的单一在一定程度上限制了水稻杂种优势的利用。为了发掘新的不育胞质类型,本研究利用34个线粒体SSR标记对本课题组选育的19份胞质来源于不同地区普通野生稻的水稻CMS材料进行了遗传多样性分析,并以野败型的天丰A、红莲型的粤泰A、冈型的G46A和D型的D62A作为对照材料。结果显示,针对线粒体基因组,检测到的变异数范围1~5,Simpson多样性指数(Hi)范围0.15~0.58,平均遗传多样性指数0.079;在全基因组中检测到的等位变异数范围1~4,Simpson多样性指数(Hi)范围0.16~0.70,平均遗传多样性指数0.087。两种分析结果表现出较好的一致性:A37、A39和A3这三份不育材料分别在两个聚类结果中单独聚为一类,与其它不育材料(包括4份典型的不育系对照)遗传距离都较远,遗传差异最大,因此,推测这3份材料可能为新的不育胞质类型。同时,线粒体SSR标记R34可将这23份不育材料明显区分开来,对扩增片段测序对比发现R34扩增的片段与不育基因orf224有很高的同源性,因此,R34标记可作为鉴别胞质类型的分子标记。

炭黑对人支气管上皮细胞细胞器功能和凋亡的影响及机制

[背景]国际癌症研究机构(IARC)1996年把炭黑归类为人类可能致癌物,但炭黑暴露导致不良健康效应的机制仍不十分清楚,氧化应激通常被认为是机制之一,氧化应激下游可能进一步诱导了其他生物学事件的出现,如细胞器功能紊乱、凋亡等。[目的]本研究通过研究炭黑暴露对人支气管上皮细胞氧化应激、线粒体和溶酶体功能及凋亡的影响,探讨炭黑暴露导致不良健康效应的病理生理机制。[方法]体外培养人支气管上皮细胞Beas-2B,取对数生长期的细胞用于实验。细胞增殖实验设对照组和4个炭黑剂量组(25、50、100、200μg/mL),其余实验均设对照组、3个炭黑剂量组(25、50、100μg/mL)及N-乙酰半胱氨酸(NAC,2 mmol/L)+50μg/mL炭黑组。用不同浓度的炭黑染毒液暴露24 h后,用CCK-8检测细胞的存活率,用特异性荧光探针及高内涵筛选系统检测并分析细胞内活性氧(ROS)、线粒体膜电位(MMP)及溶酶体pH值水平,用流式细胞术检测细胞凋亡率。[结果]50、100、200μg/mL炭黑剂量组与对照组相比,细胞存活率下降(均P <0.05)。50、100μg/mL炭黑剂量组与对照组相比,细胞内ROS水平升高,MMP水平下降,溶酶体pH值升高,细胞凋亡率升高(均P <0.05)。此外,NAC+50μg/mL炭黑组与单纯50μg/mL炭黑剂量组相比,细胞内ROS水平下降,MMP水平升高,溶酶体pH值和细胞凋亡率下降(均P <0.05)。[结论]炭黑暴露人支气管上皮细胞引起氧化应激反应,而氧化应激又引起了线粒体MMP水平下降及溶酶体p H值的上升,上述细胞器功能的紊乱可能进一步诱导了细胞凋亡的发生。