新型siRNA抗流感病毒活性的研究

目的设计合成具有广谱性抗流感病毒活性的siRNA,分别在细胞内和小鼠体内进行活性评价。方法从甲型流感病毒毒株A/WSN/33的基因(PB2、PB1、PA、M、NS)中提取高度保守的序列设计合成siRNA。通过293T-Gluc系统和单轮感染流感病毒系统对siRNA进行活性筛选。然后在细胞水平检测siRNA对流感病毒复制的抑制作用,并且经雾化给药途径对siRNA的体内抗流感活性进行评价。结果活性筛选得到4条具有50%以上抑制活性的siRNA(siPB2-1、siPB2-2、siPB1-2和siNS-1),EC50值在0.4~1.3 nmol/L之间。4条siRNA对另外两株A/PR/8/34和B/Beijinghaidian/1386/2013(Victoria系)流感病毒均表现出较好的抑制活性。动物实验表明,siPB2-1经雾化给药途径可以对流感病毒感染的小鼠产生一定的保护作用。结论新合成的siRNA在细胞水平和小鼠体内均具有良好的抗流感病毒活性。

抗丙型肝炎药物研究进展——药物、靶点和耐药性

丙型肝炎为丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）引起的全球性传染病。目前全球感染率约为3%，感染者约2亿人[1]。我国在2010年公布了一般人群的血清抗 HCV阳性率为0.43%。丙型肝炎以输血为主要传播途径。15%~40%的感染者6个月内感染症状可自行消失[2-3]，剩余60%~85%发展为慢性丙型肝炎[4]，其中约20%的慢性丙型肝炎患者在慢性感染 HCV 后20年左右的时间内发展为肝硬化甚至肝脏衰竭或 HCV 相关的肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）[5]。目前丙型肝炎的预防尚无疫苗可用。早期最有效的丙型肝炎标准治疗方案是聚乙二醇（PEG）化干扰素α（PEG-IFN-α）与利巴韦林（ribavirin， RBV）联合应用24~48周，但只有40%~50%的基因型为1型患者和约80%的基因型为2或3型患者得到有效治愈[6-8]。2011年，新的标准三联疗法获美国 FDA 认证，该疗法在传统抗丙型肝炎标准方案（PEG-IFN-α和利巴韦林联合用药）基础上加入了两种新批准的蛋白酶抑制剂中的一种，使得对 HCV 基因1型感染治愈率提高到约70%[9-10]，但是其副反应、抗药性以及药物间相互作用等问题依然严重[11]。

Schlafen家族蛋白在肿瘤和病毒感染中的研究进展

Schlafen(SLFN)家族基因是在人类与小鼠中首先被发现的具有调控细胞生长及T细胞分化等诸多生物学功能的重要基因。该家族基因在小鼠、马和人等各个物种中广泛存在并具有较高的同源性。研究表明,SLFN蛋白在抑制细胞增殖、驱动减数分裂、调控造血细胞、下调血小板数量及调节免疫应答等方面均起到重要的作用,同时还可抑制HIV-1和流感等病毒复制。此外,SLFN蛋白还被发现与肿瘤的治疗密切相关,可以作为预测肿瘤发展进程和化疗敏感性的分子标记。本文介绍了SLFN家族蛋白的分类、结构和主要特征、定位与功能,重点综述了其在肿瘤和病毒感染等相关领域的研究进展,以期为SLFN蛋白新功能的探究提供新思路,对蛋白发挥作用的可能机制给予提示,并为各相关领域的研究提供参考。

SLFN14抗LINE-1分子机制研究

长散在核重复序列1 (long interspersed nuclear element-1, LINE-1)是迄今为止发现的人体基因组中唯一具有自主转座活性的逆转录转座子,其转座常引起宿主基因组不稳定,从而导致包括癌症在内的各种严重基因疾病的发生。宿主因子在宿主抗LINE-1转座中发挥着重要作用。宿主因子SLFN14作为免疫系统重要组成员,具有抗病毒活性。本实验室研究发现SLFN14对于LINE-1的转座具有抑制作用。为进一步探究其具体的作用机制,通过对LINE-1复制周期中的转录、翻译、逆转录、整合环节进行实验分析,证实SLFN14能够通过影响LINE-1 mRNA转录过程及其半衰期,降低LINE-1 mRNA的水平,从而影响LINE-1蛋白及cDNA表达水平,最终导致LINE-1复制受阻。同时,通过对SLFN14活性中心的定位,本研究还发现SLFN14的抗LINE-1活性与其核糖核酸内切酶结构域和核糖体结合结构域密切相关。上述研究结果展示了SLFN14调控LINE-1复制的机制,进一步完善了宿主因子调控网络,为控制因LINE-1复制引起的基因组不稳定提供了新思路。

基于表达荧光蛋白的海分枝杆菌感染斑马鱼模型的抗结核药物评价方法的研究

目的为了提高基于荧光检测的海分枝杆菌-斑马鱼感染模型的灵敏度和准确度,我们构建了毒力较弱的可以表达红色荧光蛋白的重组菌Mm927-pR2HYG,建立了斑马鱼感染模型,用于抗结核药物的药效评价和筛选。方法重组菌Mm927-pR2HYG经受精卵卵黄囊注射感染斑马鱼幼鱼,通过测定斑马鱼致死率确定其对斑马鱼的感染性,并在激光共聚焦显微镜下观察其在斑马鱼体内的分布。同时应用荧光像素计数法对异烟肼和利福平的治疗效果进行评价。结果成功构建了表达荧光蛋白的重组海分枝杆菌Mm927-pR2HYG感染斑马鱼模型。异烟肼和利福平两种抗结核药物在该模型中均具有良好的治疗作用;应用荧光像素计数法和qPCR计数法进行的药效评价结果具有较好的一致性。结论重组海分枝杆菌Mm927-pR2HYG感染斑马鱼模型结合荧光像素计数法是一种快速、高效、直观的药物体内评价系统,可以用于抗结核药物的高通量筛选。

多靶点药物治疗前列腺癌研究进展

前列腺癌是男性群体中常见癌症,在所有癌症种类中,其致死率位列第六。治疗早期前列腺癌常用外科手术除和放射疗法然后辅以药物治疗,但是对于去势性抵抗前列腺癌（castration resistant prostate cancer,CRPC）,药物治疗仍然是首选策略。根据与前列腺癌有关的生物信号通路及靶标来开发抗前列腺癌药物是目前该类药物研发的常用方法。

神经系统中LINE-1转座的研究进展

长散在核重复序列1(LINE-1)属于逆转录转座子,至今仍在人类基因组中保留自主转座的活性,并在基因组中占有很高的比例,其频繁转座会引起基因组不稳定,导致严重的后果。通常宿主细胞运用多种机制对其转座进行严格控制,所以LINE-1在大多数体细胞中是无活性的,然而近年来有研究证实在神经元细胞中LINE-1可以表达并转座,插入基因组的不同位置,导致每个神经元细胞在基因水平上都是独特的。此外,LINE-1的转座可能在长期记忆等方面具有一定生理学意义,也有可能产生一些病理影响。希望本文能对全面了解LINE-1在神经系统中的情况提供一些线索。

基于虚拟筛选的新型吲哚胺2,3-双加氧酶抑制剂的发现及活性评价

目的应用药效团模型及分子对接的综合虚拟筛选策略,对Specs及Chembridge数据库进行筛选并进行生物学活性评价,以期发现新型吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO1)抑制剂。方法基于已报道IDO1抑制剂,利用Discovery Studio 2019软件的Pharmacophores(Hiphop)模块构建药效团模型。通过最优药效团模型初步筛选了Specs及Chembridge数据库,后采用LibDock及CDOCKER程序靶向IDO1活性位点进行层级分子对接,最终保留了40个苗头化合物,并在100μmol/L浓度下进行了细胞水平IDO1酶抑制活性初筛。选取初筛抑制率大于50%的11个化合物进行细胞水平及生化水平抑酶活性的进一步测定。采用SPR及分子对接模型进一步确证及阐明化合物与IDO1酶之间的相互作用方式。结果发现羟基嘧啶类化合物29在细胞水平及生化水平上均呈现了IDO1酶抑制活性,EC50和IC50分别为(53.93±1.22)μmol/L和(179±8.12)μmol/L。SPR研究进一步确证了化合物29与IDO1之间的直接结合(KD=65.92μmol/L)。分子对接模型研究显示羟基嘧啶基团与IDO1的卟啉环之间存在较为丰富的相互作用,是靶向识别的关键基团。结论羟基嘧啶类化合物29是一类新型IDO1抑制剂,可作为IDO1酶抑制剂的先导物,通过进一步结构改造及优化,有望获得高效、结构新颖的IDO1抑制剂及新型肿瘤免疫治疗药物。

以分泌型荧光素酶为报告基因的单轮感染流感病毒的构建

目的构建以分泌型荧光素酶为报告基因的单轮感染流感病毒用于药物作用机制的快速鉴别。方法通过使用分泌型荧光素酶(Gluc)序列替代流感病毒HA基因,并利用表达质粒反式提供HA蛋白,借助甲型流感病毒WSN反向遗传学产毒系统,构建带有报告系统的单轮感染流感病毒。结果首轮接种单轮感染流感病毒的细胞上清中可以检测到Gluc信号,但检测不到病毒滴度,而在第二轮感染的细胞上清中检测不到Gluc信号,表明该单轮感染病毒在感染过程中能够分泌Gluc蛋白并且不能产生具有感染性的子代病毒颗粒。通过对复制动力学和时相的观察,明确了单轮感染病毒的生活周期,同时结合4种已知作用机制的抗流感药物的阻断实验结果,证明该系统可以用来快速、有效地鉴别药物的作用机制。结论成功构建了以分泌型荧光素酶为报告基因的单轮感染流感病毒,该系统可以用于抗病毒药物作用机制的快速鉴别。

逆转录转座子LINE-1与肿瘤的发生和发展

LINE-1是现今人体内存在的唯一具有自主转座活性的转座子,约有500 000个拷贝,占人类基因组总量的17%。LINE-1是通过转录和逆转录在内的转座过程产生新的DNA拷贝,并使新产生的DNA拷贝插入基因组的不同位置。LINE-1转座会影响基因组中其他基因的表达或调控,因而会对基因组的稳定性产生影响,从而导致基因疾病或肿瘤的发生。本文总结了近年来国际上对LINE-1转座与肿瘤的发生和发展之间关系的研究进展,为肿瘤的治疗和机制研究提供一些线索。

LINE-1编码的逆转录酶在肿瘤形成过程中的作用

逆转录转座子LINE-1是人类基因组中最大的转座子家族,约有500 000个拷贝,占人类基因组总量的17%,同时它也是人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子。LINE-1编码的逆转录酶是LINE-1转座所必需,近年来的研究表明该酶在包括肿瘤形成等重要的病理或生理过程中都发挥着重要的作用。抑制该酶的活性可阻滞肿瘤发展的进程、恢复肿瘤细胞的分化状态以及改变肿瘤细胞的转录组谱。本文根据近年来对LINE-1编码的逆转录酶的研究进展,介绍该酶通过对非编码RNA转录组谱的调控在肿瘤形成过程中产生的作用,以期为肿瘤的早期诊断以及抗肿瘤药物的开发提供一些线索。

HIV-1 Rev蛋白在病毒复制中的功能

人获得性免疫缺陷病毒 HIV-1 编码的 Rev 蛋白由116 个氨基酸组成,分子量为 19 kD,主要定位在细胞核中。Rev 具有三个不同的功能区:N 端的第 35 ~ 50 个氨基酸之间编码了一个精氨酸富集区域(arginine-rich-motif,ARM)作为 Rev 的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)。Rev 的 NLS 区域主要负责蛋白的核定位功能以及与 Rev反应元件(Rev response element,RRE)的茎环 RNA 序列特异性相互作用,介导 Rev 单体间聚合[1]。Rev 的第 10 ~24 个氨基酸是核扩散抑制信号(nuclear diffusion inhibitorysignal,NIS),主要维持 Rev 的功能以及 Rev 在细胞核的亚细胞定位。第三个活性区域位于第 73 ~ 84 个氨基酸之间,是异亮氨酸富集的区域,包含一个核输出信号(nuclearexport signal,NES)。该区域直接与细胞染色体维持蛋白 1(chromosomal region maintenance 1,CRM1)相互作用。研究表明在 HIV-1 的复制过程中,Rev 执行了多种生物学功能,其中包括病毒 RNA(vRNA)的核输出、增强病毒蛋白的表达水平,促进 vRNA 基因组的核体化[2],以及负调控 HIV-1 整合[3]。本文主要围绕 Rev 在病毒复制早期和晚期的功能展开论述。

以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统的构建及应用

目的构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,为抗结肠癌药物筛选提供新的技术手段。方法首先选取细胞系并确定系统的技术参数,构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,设计实验验证筛选系统的有效性;而后将构建的筛选系统初步应用,筛选化合物库Z183593-L1200,并对筛选结果进行验证,验证筛选系统的可行性。结果完成筛选系统构建后,通过筛选系统(in-cell Western blot)测得的Hce8693和T47D细胞的KRAS表达差异与普通Western blot一致,筛选系统测定的siRNA系统的敲低效率与普通Western blot亦一致,筛选系统的有效性得到初步验证。筛选激酶抑制剂化合物库Z183593-L1200后,选取活性最好的化合物PF-04691502进行验证;浓度梯度实验显示,随着PF-04691502浓度升高则KRAS胞内含量降低,KRAS胞内含量对PF-04691502浓度呈梯度依赖性;细胞增殖实验结果显示PF-04691502对Hce8693细胞的半数有效浓度(IC50)为3.546μmol/L,进一步验证了系统的可行性。结论所构建的以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统具有一定有效性和可行性,能够用于以KRAS蛋白为药物靶点的药物高通量筛选,为抗结肠癌的药物研发提供了新的筛选方法。

海分枝杆菌感染斑马鱼成鱼模型的构建

目的构建海分枝杆菌感染斑马鱼模型,对先导化合物的有效性及其代谢衍生物进行检测,以有效降低药物体内筛选的成本。方法采用海分枝杆菌感染斑马鱼成鱼,测定斑马鱼的存活率,用HE以及Ziehl-Neelsen染色的方式,观察斑马鱼体内肉芽肿形成情况,并对形成的肉芽肿数进行计数,用于评价抗结核药物利福平对斑马鱼成鱼结核病的治疗效果,结合细菌菌落定量PCR计算利福平给药的IC50值。结果成功构建了海分枝杆菌感染斑马鱼的抗结核药物筛选模型。利福平可以减少海分枝杆菌感染斑马鱼体内的肉芽肿数目和细菌数,对照组肉芽肿数目平均有28个,200μmol/L利福平给药组有5.6个,而利福平高剂量组未发现肉芽肿,两个治疗组与对照组相比均有显著性差异(P<0.05)。利福平成鱼给药的IC50值为52.5μmol/L。结论海分枝杆菌-斑马鱼感染模型结合细菌菌数定量PCR分析方法是一种简单、高效的抗结核药物体内筛选模型,可用于抗结核药物的筛选与评价。

杯鞘石斛中联苄类化学成分研究

通过多种色谱手段从杯鞘石斛Dendrobium gratiosissimum乙醇提取物分离得到了19个化合物,运用波谱学方法分别鉴定为杯鞘石斛酚A(1),4,4′-二羟基-3,5-二甲氧基联苄(2),3,4-二羟基-5,3′,4′-三甲氧基联苄(3),4-羟基-3,5,4′-三甲氧基联苄(4),鼓槌石斛素(5),3,4′-二羟基-4,5,3′-三甲氧基联苄(6),3,4,4′-三羟基-5,3′-二甲氧基联苄(7),3-羟基-5,3′,4′-三甲氧基联苄(8),4′-羟基-3,5,3′-三甲氧基联苄(9),3,5,3′,4′-四甲氧基联苄(10),3,3′-二羟基-5-甲氧基联苄(11),杓唇石斛素(12),3,4-二羟基-5,4′-二甲氧基联苄(13),石斛酚(14),3,4′-二羟基-5-甲氧基联苄(15),2,6-二羟基-4-甲氧基-9,10-去氢菲(16),4,5-二羟基-2,6-二甲氧基-9,10-二氢菲(17),3,4-二羟基-5,4′-二甲氧基二苯乙烯(18)和4-羟基-3,5,4′-三甲氧基二苯乙烯(19)。其中化合物1为新化合物,化合物2~10,16,18和19为首次从该植物中分离得到。体外药理活性测定结果表明:化合物4对人肝癌细胞株HepG2有一定的抑制作用(IC50为10.15μmol·L-1);化合物7和12对HIV病毒具有中等强度的抑制作用,IC50分别为9.35,9.15μmol·L-1;化合物10对IAV病毒具有中等强度的抑制作用,IC50为8.90μmol·L-1。

以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗病毒药物筛选和药效学评价方法的建立

流感病毒RNA聚合酶对流感病毒基因组的复制和表达至关重要。编码聚合酶各亚基的基因序列高度保守的特点使其成为极具发展潜力的抗流感药物靶标。本研究通过构建流感病毒RNA聚合酶活性依赖的荧光素酶报告系统,在细胞水平上建立了以流感病毒RNA聚合酶为靶点的抗流感药物筛选模型。特异性评价和统计学分析表明,该筛选方法灵敏可靠、重复性好,可以用于针对流感病毒RNA聚合酶的抗流感药物筛选。

HIV-1前体蛋白早成熟化激活剂筛选模型的建立及应用

HIV-1蛋白酶(PR)活性的严格调控对于病毒的生存至关重要。在病毒蛋白表达及病毒颗粒装配过程中,处于病毒前体蛋白Gag-Pol中的蛋白酶必须以无活性状态存在,避免前体蛋白Gag-Pol和Gag被提前酶切加工(前体蛋白早成熟化)。干扰HIV-1蛋白酶活性的调控机制,特异性的激活前体蛋白中的蛋白酶,诱导前体蛋白早成熟化,就可以直接抑制病毒的复制。根据这一设想,运用生物发光共振能量转移技术,建立细胞水平的HIV-1前体蛋白早成熟化激活剂筛选模型,并通过3000个化合物的试验性筛选对筛选模型进行评价。研究结果表明该筛选方法灵敏可靠,特异性高,重复性好(Z'因子为0.905)。

以病毒RNA核转运为靶点的抗HIV-1药物筛选模型的建立及应用

目前,临床使用的抗AIDS一线药物主要是HIV逆转录酶抑制剂和蛋白质酶抑制剂。但是,由于这类药物价格昂贵、严重的副作用、毒性、耐药性等问题日益严重,发展新作用机制的抗HIV-1药物已成当务之急。因此,本课题以HIV-1病毒RNA核转运关键蛋白Rev为靶点,建立了新型抗HIV药物筛选模型,以期寻找具有新作用机制的抗病毒药物。在筛选模型中,选择了由HIV-1病毒偏爱性密码子所编码的GFP(GFPHIV)作为报告基因,用于快速简便地分析样品对Rev依赖的RNA核转运的影响。选取抑制剂来普霉素B作为模型的阳性对照对本模型进行了初步评价,计算出Z'因子为0.8220。上述结果初步证明了该模型可用于新型抗HIV药物的筛选。对3000个化合物进行初筛,阳性率为9.3%,复筛阳性率为7.3%。通过抗病毒活性的测定实验以及对阳性化合物进行免疫印迹检测,最后发现IMB7C7这个化合物以病毒RNA核转运为靶点,是具有较好效果的特异性抑制剂。