励耘拔尖学生生物学综合实验的课程设置与探讨

"大学生优选计划"是教育部从2009年开始在研究型大学实施的"青年英才开发计划"的子计划,重点在于培养基础学科领域拔尖创新人才,实施人才强国战略。北京师范大学在励耘拔尖学生近3年的教学实践中,对本科生生物学实验课程的教学模式进行了改革,将它们融入一种综合的、能动的和创新的教育体系之中,实施"先试验后理论再实践"的教学模式,搭建本科生创新精神和科研能力培养新平台,加强拔尖学生的科研实践,综合提升学生的科研素质。

高校生物实验室废弃物的危害与防治措施

生物实验室产生的废弃物种类多,毒性大,极易对人体造成伤害和对环境产生污染。本文论述了高校生物实验室废弃物的种类及危害,并提出了废弃物的处理方法和防治措施。

毒素-抗毒素系统的作用机制及其生物学功能的研究进展

毒素-抗毒素(toxin–antitoxin)系统(简称TA系统)广泛存在于原核生物的基因组和质粒中,它们由2种基本元件组成:稳定的毒素,其作用是抑制与细菌生长相关的关键环节,如DNA的复制、mRNA的稳定性、蛋白翻译和代谢调控等;不稳定的抗毒素,可以发挥拮抗毒素的作用.在某些特定条件下,抗毒素分解或丧失拮抗毒素的作用,从而使毒素发挥作用,抑制细胞生长.迄今已经发现了8种类型的TA系统,它们的作用机制各不相同,参与多种生命活动的调控,在细菌应激反应、抵御噬菌体、细菌持留形成以及致病菌耐药性形成中发挥重要作用.此外,TA系统还被作为工具用于研发新的生物技术,应用于科学研究和疾病防治.本文将综述TA系统的作用机制及其生物学功能,并介绍TA系统相关的生物技术研发进展.

人类风湿性关节炎滑膜细胞系(RASB)的建立和生物学特性的观察

目的 建立人类风湿性关节炎滑膜细胞永生细胞系。 方法 用重组有HPV16病毒E6 E7基因阅读框架的逆转录病毒载体转染原代培养的人类风湿性关节炎滑膜细胞 ,经G418筛选 ,获取细胞克隆RASB ,并从形态学、生长特性、核型组成、致瘤性和分泌功能等多方面对建系细胞RASB进行生物学观察。 结果 实验和观察证实 ,转化滑膜细胞染色体整合HPV病毒DNA ,表达HPVE6蛋白 ,基本保留了B型滑膜细胞特征形态、细胞骨架和分泌功能 ,倍增时间缩短一半 ,对裸鼠无致瘤性 ,软琼脂培养形成细小集落。已稳定传代大于 10 0代。 结论 建立了能长期体外稳定传代的人类风湿性关节炎滑膜细胞系。此细胞系的建立将为类风湿关节炎致病机理的研究和治疗提供极有意义的体外细胞模型。

细胞骨架在植物细胞周期进程中的动态变化及其调控

细胞周期,即细胞生长与分裂的周期,是生命得以世代繁衍而生生不息的基础.真核细胞有丝分裂周期进程调控的分子机制高度保守.其间,微管和微丝骨架进行有规律的动态变化,顺次组成各种细胞生长和分裂装置,主动参与细胞周期进程的调节.然而,高等植物细胞周期不同时相分别有着与动物细胞不完全相同的、独特的细胞骨架列阵.而这些列阵的产生和维持直接依赖于众多细胞骨架结合蛋白以及上游信号分子的调控.本文重点综述了植物细胞周期进程中微管和微丝骨架的动态变化规律以及参与植物细胞骨架动态和有丝分裂装置组装调控的细胞骨架结合蛋白的最新研究进展,同时对细胞骨架在植物细胞周期进程中研究进行总结和展望.

Mdivi-1对cuprizone诱导的脱髓鞘性病变小鼠少突胶质细胞的保护作用

目的:探讨线粒体分裂抑制剂1(Mdivi-1)对cuprizone诱导的脱髓鞘性病变模型小鼠少突胶质细胞损伤的作用及其机制。方法:将8周龄雄性C57BL/6小鼠用含0. 2%cuprizone的饲料饲喂,制备脱髓鞘性病变模型。将小鼠随机分为DMSO正常组(腹腔注射DMSO+饲喂正常饲料)、cuprizone模型组(饲喂含cuprizone的饲料)、DMSO+cuprizone模型组(腹腔注射DMSO+饲喂含cuprizone的饲料)和Mdivi-1干预组(腹腔注射Mdivi-1+饲喂含cuprizone的饲料)。通过固蓝染色及PLP、p-Drp1(Ser616)、CFB、C1q、C3b和C5b-9的免疫荧光染色实验检测Mdivi-1对髓鞘和少突胶质细胞的保护作用。结果:饲喂含cuprizone的饲料42 d可成功诱导小鼠脱髓鞘性病变模型,导致大脑胼胝体区髓鞘丢失,诱导Drp1磷酸化水平升高及C1q和CFB补体途径激活,并导致攻膜复合体在少突胶质细胞上组装。给予Mdivi-1可明显减少髓鞘丢失,抑制补体激活和攻膜复合体在少突胶质细胞的组装。结论:Mdivi-1干预可缓解cuprizone诱导的小鼠脱髓鞘病理学改变,其机制可能与抑制补体激活替代途径有关。

糖皮质激素抗缺氧无血清诱导的大鼠骨髓间充质干细胞的凋亡作用

目的在体外缺氧无血清条件下模拟心肌缺氧微环境,研究糖皮质激素(氢化可的松)对骨髓间充质干细胞(BMMSCs)的抗凋亡作用。方法分离培养BMMSCs,用氢化可的松预处理30 min后,缺氧无血清同时氢化可的松处理6 h,应用膜联蛋白V/PI双染流式细胞术观察细胞凋亡,并利用Western印迹方法检测caspase-3、ERK1/2和Akt的磷酸化水平变化。结果缺氧无血清条件引起明显的细胞凋亡,氢化可的松处理组细胞凋亡率较缺氧无血清组显著降低(P<0.05)。氢化可的松处理组ERK1/2和Akt磷酸化水平较缺氧无血清升高。结论在缺氧无血清环境中,氢化可的松有利于增强BMMSCs的抗凋亡能力,提高BMMSCs存活率,为临床提高BMMSCs的治疗缺血性心肌病的疗效提供理论依据。

细胞衰老在肿瘤发生和肿瘤治疗中的作用

衰老是人们普遍关注和必须面对的生物学现象。社会的老龄化以及衰老相关的疾病如癌症、心脑血管疾病、老年痴呆的发病率不断上升都使得对衰老的研究更加重要。细胞衰老是生物体衰老的基础。

生物质谱仪LTQ XL的管理与维护

大型生物质谱线性离子阱是现阶段对大分子量生物样品分析的重要仪器。它具有速度快和精度高等特点。广泛用于蛋白质、多肽、碳水化合物、寡核苷酸、合成多聚物以及天然产物等研究中。主要介绍LTQ XL质谱仪的特点以及管理与维护,总结在实验工作过程中的经验与体会。

二氢丹参酮Ⅰ(DHTS1)通过抑制双环己酮草酰二腙诱导的小鼠小胶质细胞激活减轻髓鞘损伤

目的探讨二氢丹参酮I(DHTS1)对双环己酮草酰二腙(cuprizone)诱导脱髓鞘保护作用的机制。方法DHTS1溶解于5 g/L羧甲基纤维素钠(CMC-Na)中,饲喂小鼠含2 g/L cuprizone的饲料制备脱髓鞘模型,给予DHTS1处理,实验动物随机分为CMC-Na正常组、CMC-Na联合cuprizone处理组、DHTS1联合cuprizone处理组。通过固蓝(LFB)组织化学染色、免疫荧光组织化学染色检测髓鞘碱性蛋白(MBP)和髓鞘蛋白脂(PLP)的表达判断髓鞘完整性,原位末端转移酶标记技术(TUNEL)检测细胞凋亡;免疫荧光组织化学染色检测小胶质细胞/巨噬细胞特异性蛋白钙离子结合接头蛋白分子1(Iba-1)、CD86、CD163的表达确定小胶质细胞极化情况。脂多糖(LPS)极化SIM-A9小胶质细胞,DHTS1处理,实验分为CMC-Na对照组、DHTS1对照组、CMC-Na联合LPS处理组和DHTS1联合LPS处理组。流式细胞术检测CD16/32、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)阳性细胞比例。结果与CMC-Na联合cuprizone模型组比较,DHTS1处理明显减少cuprizone诱导的小鼠大脑胼胝体区髓鞘脱失,减少细胞凋亡,减少Iba-1^+阿米巴样小胶质细胞的面积,减少CD86^+细胞数目,增加CD163^+细胞数目。与CMC-Na联合LPS处理组相比,DHTS1明显减少CD16/32^+、TNF-α^+、iNOS^+小胶质细胞的百分比。结论DHTS1可以抑制cuprizone诱导的脱髓鞘和细胞凋亡,可能与DHTS1调节小胶质细胞极化,减轻中枢神经系统炎症反应有关。

PROL4提高肺癌细胞LTEP-a-2对化疗药物顺铂的敏感性

PROL4(proline-rich protein 4)是我们筛选发现的一个在肺癌细胞中表达缺失的基因.为了深入研究其在肺癌中的生物学功能,构建了PROL4表达质粒,转染肺腺癌LTEP-a-2细胞,获得了稳定表达PROL4的单克隆细胞株.与空载对照细胞相比,过表达PROL4的LTEP-a-2细胞其生长的血清依赖性明显提高,软琼脂集落形成能力降低,裸鼠皮下荷瘤生长受到明显抑制.进一步研究发现,过表达PROL4可明显提高多种肺癌细胞对顺铂的敏感性,而且这种敏感性的提高与PROL4协同顺铂促进细胞凋亡密切相关.该研究结果为临床上如何提高肺癌的化疗效果提供了重要的实验依据.

环磷酰胺对小鼠酯酶同工酶的影响及寿胎丸的拮抗作用

用聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法研究了雌、雄小鼠（昆明种）７种组织的酯酶（Ｅｓｔ）同工酶的变异，环磷酰胺（ＣＴＸ）对各组织Ｅｓｔ同工酶的影响，以及寿胎丸（ＦＰＰ）的拮抗作用．结果表明：１）各种组织间Ｅｓｔ同工酶带型差异明显，并存在一定的性别差异； ２）ＣＴＸ可导致小鼠Ｅｓｔ同工酶发生显著变化，并且雌、雄小鼠间舌、脾及肌肉组织受ＣＴＸ影响的差异较显著，３）本研究中ＣＴＸ造成的Ｅｓｔ同工酶变化大都体现在酶的相对量（活性）上，没有发现新酶带的出现； ４）ＦＰＰ对ＣＴＸ对Ｅｓｔ同工酶的影响有十分明显的拮抗作用．

拟南芥膜相关蛋白基因CP5的克隆及其表达研究

CP5是利用人ACA血清筛选拟南芥cDNA文库的过程中克隆的一个新基因 ,GenBank注册号为AF130 2 5 3。Blast软件比对表明它位于拟南芥的第一条染色体上 ,氨基酸序列与动物的磷脂酰胆碱转移蛋白的同源性为 2 5 %。软件预测它是一种膜蛋白。Southern杂交结果表明CP5在拟南芥基因组中为单拷贝。原位杂交结果表明CP5mR NA在根部主要在根的皮层 ,在叶片和叶柄组织中在维管组织附近的细胞 ,花序基部成熟小花中、内果皮和成熟的种子中高表达。兔抗CP5的多克隆抗体识别拟南芥愈伤组织中2 7 5KD抗原 ;游离原生质体的间接免疫荧光结果表明CP5主要定位在核膜、内质网和质膜等膜系统上。

番茄种子空间搭载与地面后代叶片的差异蛋白质组研究

目的从蛋白质水平揭示空间搭载对番茄种子生长发育的影响。方法采用双向电泳技术对地面番茄种子(对照组;CK-2)与空间站长时间搭载的番茄种子(实验组;MIR-2)地面种植后的番茄植株叶片的表达蛋白质进行了分离,并用质谱技术对部分差异表达的蛋白进行了鉴定。结果 CK-2和MIR-2共找到差异大于2倍的蛋白质点42个。用质谱方法鉴定了10个差异蛋白质点,这些蛋白质点在对照组均表现为上调,在空间搭载样品中均表现为下调;对差异蛋白质的功能分析发现,它们主要与光合体系的调控、二氧化碳的可逆水合作用、叶绿体RNA’s的剪切和进程、核糖体新生多肽复合物的目标物的形成以及植物耐逆反应相关。结论长时间空间搭载后的番茄种子回到地面培育,一些与光合作用和植物耐逆反应相关的蛋白质表达发生了改变,这些蛋白质的改变可能对番茄的生长发育产生一定的影响。

泛素-蛋白水解酶复合体通路在小鼠精子变态中的作用

应用重力沉降法分离睾丸各层细胞 ,通过蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白免疫印迹观察各种生精细胞中泛素结合蛋白的表达规律 ,并通过免疫组织化学方法对其进行组织和细胞水平的定位 .结果表明 ,在圆形精子和长形精子细胞中泛素结合蛋白增加 ,在成熟精子中量较低 ,在精原和精母细胞中量微弱 .总蛋白电泳的结果表明 ,在精子变态过程中蛋白的变化以长形精子细胞转变为成熟精子阶段最为剧烈 ,其间许多蛋白消失同时伴随一些新蛋白的出现 .蛋白免疫印迹显示泛素结合蛋白在精子变态过程中大量出现 ;结合总蛋白电泳的结果发现 ,此阶段消失的蛋白多为泛素结合蛋白 .由此可见 ,泛素对一些蛋白的修饰及其降解与精子变态密切相关 .

一种新的钙依赖性的蛋白激酶基因CP4的克隆及其表达研究

在利用人ACA (Anti Centromere/KinetochoreAutoantibody)血清研究拟南芥ACA相关蛋白的过程中克隆了钙依赖性的蛋白激酶基因家族的一个不典型基因 ,称为CP4 ,GenBank注册号为AF130 2 5 2。Southern杂交结果表明 ,拟南芥基因组中至少存在两种以上等位形式的CP4。原位杂交结果表明 ,CP4mRNA在拟南芥的花和根中高表达 ,在果实和叶片中没有表达。此外还构建了CP4的高效表达载体 ,为进一步研究CP4的功能打下了基础。

白色念珠菌CaECM25基因对细胞形态发生、细胞增殖及致病性的影响

白色念珠菌(Candida albicans)作为一种重要的机会性病原真菌,其致病性与细胞形态、细胞壁构成以及细胞生长速率都有着密切的关系.通过同源比对,在白色念珠菌中克隆了CaECM25基因,并构建了Caecm25△/△缺失突变体,对其是否影响细胞形态发生、细胞壁代谢以及致病性等进行了分析.结果显示,该基因的缺失会导致母细胞和子细胞分离异常,细胞生长速率明显变慢,真菌丝和假菌丝的伸长受阻,细胞黏附能力有所降低.动物实验模型表明,CaECM25基因的缺失会导致白色念珠菌毒力的下降.由此推测,白色念珠菌CaEcm25p为细胞壁合成与代谢以及细胞形态发生所需,并与其致病性相关.

人源Tau蛋白截短片段转基因果蝇模型的建立

人Tau蛋白是一种主要的细胞骨架蛋白,由Tau蛋白组成的神经纤维缠结是阿尔茨海默病的两大病理特征之一,C末端缺失的Tau已经证实是神经纤维缠结的组份之一,体内体外实验已经证实,Tau蛋白可以是多种蛋白酶的水解底物。但是,Tau蛋白水解产生的截短片段在阿尔茨海默病中的作用目前还不清楚。为了能够在在体水平研究Tau蛋白截短片段的毒性机制,将Tau蛋白截短成不同的截短片段:Tau1-44、Tau45-441、Tau45-230、Tau231-441。利用显微注射的方法构建Tau基因截短片段的转基因果蝇,并利用果蝇中的UAS/GAL4系统驱动截短的Tau蛋白片段在果蝇的眼睛中异位表达,该实验结果发现在果蝇眼睛中过表达Tau蛋白截短片段并没有对果蝇眼睛的发育造成明显的毒性,从而推断Tau蛋白水解是机体的一种自我保护机制。

早期大剂量阿托伐他汀治疗不稳定型心绞痛临床观察

目的探讨不稳定型心绞痛患者早期大剂量阿托伐他汀治疗的疗效及安全性。方法 68例不稳定型心绞痛患者随机分为治疗组和对照组,治疗组给予阿托伐他汀40 mg/d1个月,随后20 mg/d;对照组给予阿托伐他汀20 mg/d,2组用药时间均为1年。分别在用药前,治疗4周末及12周末测定血脂和血清高敏C反应蛋白(hs-CRP),观察2组患者心血管事件发生率,比较用药前,4周,3个月,6个月及12个月血脂指标及肝功能肾功能、心肌酶变化情况。结果 2组治疗4周,3个月,6个月及12个月的血清总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇浓度均比治疗前明显降低,差异有统计学意义(P<0.01);且治疗组血清总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇浓度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。住院及随访期间治疗组复发性心绞痛、心力衰竭、心律失常发生率均较对照组明显降低,差异有统计学意义(P<0.01)。2组均未见严重不良反应。结论早期大剂量阿托伐他汀治疗不稳定型心绞痛安全有效。