JIB-04(Jumonji histone demethylase inihibitor,JIB-04)是一种泛组蛋白赖氨酸去甲基化酶抑制剂,可抑制多种肿瘤发生发展,但其具体机制仍不清楚.本文以肝癌细胞HepG2和Huh7为研究对象,探讨了 JIB-04对肝癌细胞的增殖影响,并揭示其可能的分子机制.CCK-8和EDU检测细胞增殖实验显示,JIB-04明显抑制肝癌细胞HepG2和Huh7活力,且具有浓度依赖性,其半数抑制浓度分别为0.7689 μmol/L及0.7392 μmol/L.流式细胞术检测细胞内ROS水平变化,结果显示,JIB-04可显著激活细胞内ROS的累积.通过谷胱甘肽(glutathione,GSH)检测试剂盒和脂质过氧化物检测试剂盒分别检测细胞内GSH和脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平发现,在2 μmol/L JIB-04处理下,HepG2和Huh7细胞内GSH分别下降88.4％和80.7％,而脂质过氧化物分别升高4.75倍和9.25倍.通过qRT-PCR和Western印迹分析发现,JIB-04显著降低铁死亡相关因子GPX4和SLC7A11的mRNA水平和蛋白质水平,同时铁死亡相关通路蛋白质MDM2明显下调,P53蛋白水平明显上调.机制研究显示,JIB-04可以使赖氨酸特异性去甲基化酶KDM4C的蛋白质水平下调约58％和51％.通过ChIP检测发现,在JIB-04处理肝癌细胞后MDM2基因启动子区域H3K9me3分别提高了 2.19倍和2.14倍,同时qRT-PCR证明,JIB-04处理肝癌细胞后MDM2 mRNA水平显著下调.综上所述,本研究初步揭示了 JIB-04可下调特异性去甲基化酶KDM4C的表达,进而影响MDM2基因启动子区域H3K9me3甲基化水平抑制MDM2基因表达,减少MDM2蛋白与P53蛋白结合,P53蛋白水平表达上调,同时,铁死亡相关蛋白质SLC7A11和GPX4的表达下调,导致细胞内GSH耗竭、ROS与脂质过氧化物积累,最终导致细胞发生铁死亡.

目的 探讨miRNAs是否参与非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)的发病过程以及miR-1290对NAFLD GH/IGF1轴调控的可能机制.方法 通过GenBank GEO数据库,Targetscan、mirBase、miRanda等miRNA生物数据库以及大量文献阅读筛选出在NAFLD中异常表达的miRNAs,再通过GO和KEGG分析靶基因预测软件筛选出与GH/IGF1轴基因相关的miRNAs;利用1 nmol/L游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)诱导人肝细胞HL-7702(L02)并建立NAFLD的细胞模型(L02 NAFLD);通过不同浓度的rhGH、rhIGF1干预L02细胞及NAFLD细胞;观察不同浓度干预后相关miRNAs的基因表达变化;使用细胞转染技术进行验证.结果 与L02 细胞相比,L02 NAFLD 细胞中 miR-16、miR-1290、miR-122 的表达上调(P＜0.05).25、250 ng/mL rhGH 及 50、500 ng/mL rhIGF1分别干预L02细胞和L02 NAFLD细胞,干预后两组细胞的TG水平均较干预前明显上调(P＜0.05);miR-1290 和 miR-16 表达受抑制,尤其是 miR-1290 表达明显下调(P＜0.05).mimics miR-1290,L02 NAFLD 组中 GHR、IGFBP3、FASN 的表达差异均有统计学意义(P=0.021、0.045、0.020,均＜0.05),PPAR-γ、SREBP-1c水平差异无统计学意义(P＞0.05).结论 miRNAs在NAFLD中表达异常,miR-1290在NAFLD中表达上调,miR-1290可能通过GH/IGF1参与NAFLD脂质代谢及胰岛素抵抗发病过程.

为探究独脚金内酯抑制剂Tis108对天麻生长的影响,该研究采用10 μmol·L-1的Tis108溶液处理白麻块茎,对块茎的内源激素赤霉素(GA)含量进行测定,通过RT-PCR技术克隆GA失活关键酶GeCYP714A1基因,借助ExPASy、SWISS-MODEL、MEGA 等软件对该基因进行生物信息学分析,并测定其在天麻不同组织部位的表达水平.结果显示,Tis108处理后天麻块茎的GA含量显著升高,GA失活关键酶GeCYP714A1的转录水平显著降低.GeCYP714A 1基因的编码区全长1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白的相对分子质量为44.85 kDa,理论等电点为9.83,不稳定系数为49.20,脂肪系数为89.03,总平均亲水指数平均值为-0.235,属于碱性亲水性不稳定蛋白;且GeCYP714A1蛋白定位于线粒体,无信号肽,不具有跨膜结构.系统进化树分析显示,GeCYP714A1与铁皮石斛DcCYP714C2(PKU78454.1)蛋白亲缘关系最近,序列一致性达67.25％.利用qRT-PCR技术分析天麻GeCYP714A1基因的表达模式,结果显示在天麻块茎中GeCYP714A1转录水平最高,其次是茎和花序.该研究表明Tis108可抑制天麻块茎中GA失活酶GeCYP714A1的转录水平,提高GA的积累量,影响天麻块茎生长,为进一步揭示独脚金内酯调控天麻GA信号和块茎发育奠定基础.

氯胺酮是谷氨酸NMDA受体的拮抗剂,也是当下滥用较严重的一种精神活性物质,长期滥用会引起机体多个系统的损害,探讨氯胺酮的成瘾机制并筛选相关生物标志物对毒品防控具有重要的意义.本研究先对斑马鱼胚胎/幼鱼进行氯胺酮急性暴露实验,然后取6月龄的斑马鱼,通过条件性位置偏爱实验建立氯胺酮成瘾模型,RNA-seq检测斑马鱼脑转录组,qPCR和Western印迹分别检测其中关键基因表达.结果显示:与对照组相比,氯胺酮组中斑马鱼胚胎的自主抽动、胚胎孵化率及幼鱼存活率都有不同程度的降低,移动距离更是大幅下降,由对照组的1 904.2 mm降到300 μmol/L氯胺酮组的319.0 mm;条件性位置偏爱实验显示对照组斑马鱼在鱼缸的活动没有明显变化,而氯胺酮组斑马鱼在鱼缸明区的活动时间从训练前的385.2 s提高到训练后的706.4 s,时间占比提高了 26.8％(***P＜0.001),说明斑马鱼对对氯胺酮刺激产生了偏爱;KEGG分析显示氯胺酮处理的差异基因在神经活性配体-受体相互作用通路中富集,GSEA分析进一步发现氯胺酮显著上调谷氨酸能突触通路(NES值为1.5);此外,与对照组相比,氯胺酮组的Grin2b和Gria2的mRNA水平分别升高至4.6倍、1.4倍,同时蛋白质水平分别升高至2.0倍和1.4倍.这说明氯胺酮能够诱导斑马鱼成瘾,谷氨酸能突触通路可能参与调控作用.

该研究旨在通过观察苓桂术甘汤(Linggui Zhugan Decoction,LGZGD)含药血清对心肌成纤维细胞(cardiac fibroblasts,CFs)纤维化及Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路蛋白分子表达的调控机制.制备空白血清和LGZGD含药血清,胰酶-胶原酶依次消化并结合差速贴壁法分离培养原代CFs,采用免疫荧光标记鉴定原代CFs.设正常对照组,模型组,20％空白血清组,5％、10％、20％LGZGD含药血清组.分别用20％空白血清,5％、10％、20％LGZGD含药血清预处理12 h,除正常对照组,其余5组均加入过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)刺激细胞,建立原代CFs纤维化模型.采用划痕愈合实验观察细胞迁移能力,ELISA法检测Ⅰ型胶原(collagen Ⅰ,Col Ⅰ)、Ⅲ型胶原(collagen Ⅲ,Col Ⅲ)含量,Western blot法检测α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、Wnt1、糖原合酶激酶 3β(glycogen synthase kinase 3 beta,GSK-3β)、磷酸化糖原合酶激酶 3β(phospho synthase kinase 3 beta,p-GSK-3β)、β-catenin 及细胞核β-catenin 的蛋白表达,RT-qPCR 检测 β-catenin、基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein 9,MMP9)的基因表达,免疫荧光技术检测关键蛋白α-SMA、β-catenin的表达及定位.制备Wnt1过表达CFs,采用H2O2处理CFs.设正常对照组、模型组、20％LGZGD含药血清组、空载质粒+20％LGZGD含药血清组、Wnt1过表达+20％LGZGD含药血清组.采用ELISA法检测Col Ⅰ、Col Ⅲ的含量与其比值,Western blot法检测α-SMA和Wnt1、GSK-3β、p-GSK-3β、β-catenin及细胞核β-catenin的蛋白表达,RT-qPCR检测β-catenin、MMP9的基因表达.免疫荧光染色显示,心肌成纤维细胞Vimentin表达阳性,呈绿色,胞核为蓝色,纯度大于90％,鉴定是原代CFs.结果显示,与正常对照组相比,模型组CFs 愈合率增强,Col Ⅰ、Col Ⅲ 含量升高,Col Ⅰ/Col Ⅲ 比值增大,α-SMA、Wnt1、p-GSK-3β、β-catenin、核β-catenin 蛋白表达上调,GSK-3β蛋白表达降低,β-catenin、MMP9 mRNA表达显著升高,β-catenin、α-SMA荧光强度明显增强,表达量明显增多;与模型组相比,5％、10％、20％LGZGD含药血清能显著抑制细胞迁移能力,减少Col Ⅰ、Col Ⅲ的含量,降低Col Ⅰ/Col Ⅲ比值,下调α-SMA、Wnt1、p-GSK-3β、β-catenin、核 β-catenin 蛋白表达,提高 GSK-3β 表达,减少 β-catenin、MMP9 的 mRNA 表达,降低β-cate-nin、α-SMA荧光强度和表达量;与空载质粒+20％LGZGD含药血清组比,过表达Wnt1后,LGZGD作用被显著逆转.LGZGD能够减少胶原纤维过度沉积,抑制成纤维细胞过度增生,改善心肌纤维化进程.LGZGD改善心肌纤维化的作用与调控Wnt/β-catenin通路,减少胶原沉积,保护心肌细胞有关.

为了克隆努比亚山羊(Capra nubiana)同源异形盒转录因子1(prospero-related homeobox protein 1,PROX1)基因和检测过表达PROX1基因对努比亚山羊骨骼肌成肌细胞分化和肌纤维类型转化相关基因mRNA表达的影响,为研究PROX1基因在骨骼肌发育中的调控作用提供参考,本研究以努比亚山羊背最长肌组织cDNA为模板克隆PROX1基因,构建pEGFP-N1-PROX1真核表达载体,转染至努比亚山羊骨骼肌成肌细胞,24 h后更换分化培养基,收集分化6 d的细胞,通过RT-qPCR检测过表达PROX1基因后细胞分化标志基因、NOTCH信号通路相关基因以及骨骼肌肌纤维类型相关基因的表达情况.研究结果表明努比亚山羊PROX1基因编码区(coding sequence,CDS)序列长度为2 214 bp,编码含737个氨基酸的多肽.RT-qPCR结果表明PROX1基因可以通过抑制NOTCH信号通路,上调细胞分化标志基因表达水平进而促进成肌细胞的分化(P＜0.05),并介导CaN/NFAT信号通路,显著下调MYH2和MYH4基因的mRNA表达水平(P＜0.05).本研究初步确定努比亚山羊PROX1基因参与调控骨骼肌成肌细胞的分化和肌纤维类型的转化,研究结果为进一步丰富肌肉生长发育的分子机制提供理论数据.

目的 基于转录组测序研究加味桃红四物汤对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响及作用机制.方法 将15只SPF级大鼠随机分为假手术组、模型组和加味桃红四物汤组,每组5只,加味桃红四物汤组予加味桃红四物汤预灌胃5 d,假手术组和模型组灌胃等体积蒸馏水,建立心肌缺血再灌注损伤大鼠模型.心脏超声检测大鼠心功能,试剂盒检测血清氧化应激和炎症因子含量,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,取心肌组织进行转录组测序,对差异基因进行韦恩图及热图分析,对共同差异基因进行GO功能分析和KEGG通路富集分析.RT-qPCR验证差异基因PTX3和EGR2表达.结果 与假手术组比较,模型组大鼠射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)明显降低(P<0.01),心肌组织细胞凋亡率及血清乳酸脱氢酶(LDH)、肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6含量明显升高(P<0.01),SOD活性和IL-10含量明显降低(P<0.01);与模型组比较,加味桃红四物汤组大鼠EF和FS明显升高(P<0.05),心肌组织细胞凋亡率及血清肌酸激酶同工酶、LDH、TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显降低(P<0.01),SOD活性和IL-10含量明显升高(P<0.01).转录组测序得到假手术组与模型组差异基因4 227个(2 259个上调、1 968个下调),假手术组与加味桃红四物汤组差异基因1 933个(1301个上调、632个下调),模型组与加味桃红四物汤组差异基因94个(46个上调、48个下调),3组共同差异基因35个,差异基因主要富集到流体剪切力和动脉粥样硬化、泛素介导的蛋白质降解、C型凝集素受体信号通路、鞘脂类信号通路、细胞周期、趋化因子信号通路、脂质和动脉粥样硬化等信号通路.RT-qPCR验证结果显示,模型组心肌组织PTX3和EGR2基因表达较假手术组明显升高(P<0.01),加味桃红四物汤组PTX3和EGR2基因表达较模型组明显降低(P<0.01).结论 加味桃红四物汤对心肌缺血再灌注损伤具有缓解作用,表现为改善模型大鼠心功能、减少细胞凋亡和炎症因子释放及减轻氧化应激水平,其机制可能与调控PTX3和EGR2基因表达有关.

CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具.其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达.作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域.随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了 gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力.基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性.

目的:研究外泌体负载的枸杞miRNA(Lb-miR2911)药物通过跨界调控Wnt/β-catenin信号通路对非梗阻性无精子症(NOA)大鼠模型生精功能恢复的影响.方法:4 周龄雄性SD大鼠30 只,采用白消安腹腔注射方法构建NOA模型,造模5 周后将模型大鼠随机分为模型组(MC)、Lb-miR2911EXO治疗组(Lb-miR2911EXO)、外泌体空载治疗组(Sham),每组10 只.MC组NOA模型大鼠自然恢复,无特殊处理;Lb-miR2911EXO组NOA模型大鼠,睾丸生精小管注射外泌体包被Lb-miR2911 药物(0.1 mg/kg),1 次/周,共治疗 3 次;Sham组NOA模型大鼠,睾丸生精小管注射外泌体空载药物(0.1 mg/kg),1 次/周,共治疗3 次.另取10 只同龄正常健康SD大鼠作为正常对照组(NC).治疗后第2、6 周采用RNA FISH技术观察Lb-miR2911 药物在睾丸组织中的摄取及代谢变化;治疗后 12周采用转录组测序分析结合 Western 印迹、RT-PCR 方法检测各组大鼠睾丸组织中细胞增殖、精子发生及Wnt/β-catenin信号通路的基因表达;睾丸组织形态学及精子质量分析比较各组大鼠生精功能恢复情况;通过组织形态学分析结合血清TNF-α、IL-1β、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)等指标检测评估Lb-miR2911 外泌体药物对大鼠组织器官毒性.结果:治疗12 周后睾丸组织形态学分析发现Lb-miR2911EXO组大鼠睾丸组织各层次生精细胞排列规则,管腔中可见大量成熟精子,与Sham组比较,Johnsen评分显著增加(P<0.05),睾丸重量、睾丸指数、精子浓度和精子活力显著增加(P<0.05);转录组测序分析结合Western 印迹、RT-PCR方法证实,与MC组相比,Lb-miR2911EXO组DACT3 基因表达下调(P<0.05),而DVL2、β-catenin表达上调,同时p-DVL2及β-catenin(nucleus)蛋白含量增加(P<0.05);细胞增殖相关基因CCND1、CCNE1、CCNE2 mRNA表达上调(P<0.05);精子发生相关基因 DMC1、CCR6、JAM2、KLC3 表达上调(P<0.05);组织器官毒性检测表明:治疗后Lb-miR2911EXO组大鼠肺部、肝脏、肾脏组织未见病理性变化,与NC组比较血清TNF-α、IL-1β、AST、ALT、肌酐或尿素氮等水平未见升高(P>0.05).结论:外泌体负载的Lb-miR2911 药物通过跨界调节DACT3/Wnt/β-Catenin信号通路促进了NOA大鼠生精功能恢复.

目的 探讨锌指蛋白750(ZNF750)在子宫内膜癌细胞的增殖、侵袭和迁移中的作用并筛选其调控的潜在靶基因.方法 通过实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹法检测子宫内膜癌细胞系Ishikawa细胞转染ZNF750过表达质粒(OE-ZNF750组)和ZNF750干扰片段(si-ZNF750组)后ZNF750的mRNA和蛋白质表达水平;细胞计数试剂盒8(CCK8)检测细胞增殖能力,Trans well实验检测细胞的侵袭和迁移能力;基因表达微阵列分析结合生物信息学方法筛选ZNF750调控的候选靶基因.设置对照组(NC组),组间比较采用t检验和非参数检验.结果 上调ZNF750基因第72 h,CCK8实验结果显示,与NC组(5.79±0.20)相比,OE-ZNF750组(4.70±0.10)Ishikawa细胞的增殖能力降低,t=10.571,P＜0.001;Transwell 实验结果显示,NC 组细胞侵袭数为(156.44±7.84)个,迁移数为(125.55±19.69)个,OE-ZNF750组细胞侵袭数为(103.44±19.21)个,迁移数为(49.33±14.15)个,差异均有统计学意义,t值分别为7.660 和 9.428,均 P＜0.001.下调 ZNF750 基因第 72 h,CCK8 实验结果显示,与 NC 组(5.21±0.07)相比,si-ZNF750组(5.59±0.12)Ishikawa细胞的增殖能力升高,t=-5.876,P＜0.001;Trans well实验结果显示,NC组细胞侵袭数为(159.11±32.91)个,迁移数为(84.88±11.47)个,si-ZNF750 组细胞侵袭数为(314.77±24.06)个,迁移数为(181.11±18.01)个,差异均有统计学意义,t值分别为一 11.454和一 13.518,均P＜0.001.通过基因表达微阵列分析筛选ZNF750的下游靶基因,结果显示,上调ZNF750后,有414个差异表达基因,下调ZNF750后,有50个差异表达基因,结合生物信息学筛选出与癌症相关的基因有RAC2、KLF4、FN1、IGF2和MAGEA2.qRT-PCR结果显示,上/下调ZNF750后,与NC组相比,KLF4、RAC2、MAGEA2和IGF2的mRNA表达水平显著升高/降低,FN1的mRNA表达水平显著降低/升高,差异均有统计学意义,均P＜0.05.结论 在子宫内膜癌细胞中,ZNF750作为抑癌基因发挥作用,抑制子宫内膜癌细胞增殖、侵袭和迁移,RAC2、KLF4、FN1、IGF2和MAGEA2为ZNF750的潜在候选靶基因.