目的:基于生物信息学分析糖尿病心肌病的潜在生物标志物.方法:糖尿病组及对照组小鼠心肌组织表达谱从基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)下载.应用基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析差异表达基因的功能和通路.通过基因/蛋白质相互作用检索工具(search tool for the retrieval of interacting genes/proteins,STRING)和Cytoscape软件用于构建蛋白质-蛋白质相互作用网络并筛选关键差异表达基因,通过人类蛋白质谱(human protein atlas,HPA)数据库筛选差异表达且在血液中可通过免疫法检测的细胞外蛋白基因.结果:共筛选出857个差异表达基因,主要富集的细胞过程为小鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)酶介导的信号调节、大鼠肉瘤蛋白(Rat Sarcoma,Ras)信号调节、蛋白质乙酰化.最终筛选出7个差异表达基因:CXC趋化因子配体10(CXC chemokine ligand 10,Cxcl10)、间质表皮转化因子(mesenchymal to epithelial transition factor,Met)、巨噬细胞集落刺激因子受体(feline mcDonough sarcoma receptor,Fms)样酪氨酸激酶 1(FMS-like tyrosine kinase 1,Flt1)、促红细胞生成素(erythropoietin,Epo)、白细胞介素 15(interleukin-15,Il15)、转铁蛋白受体(transferrin receptor,Tfrc)、β2 微球蛋白(beta-2 Microglobulin,B2m),编码可在血液中通过免疫法检测的细胞外蛋白.结论:Cxcl10、Met、Flt1、Epo、Il15、Tfrc、B2m或许可作为糖尿病心肌病筛查的潜在的生物标志物.

目的:探讨富含丝氨酸/精氨酸剪接因子2（serine/arginine-rich splicing factor 2，SRSF2）对胶质母细胞瘤细胞铁死亡的影响及其可能的作用机制。方法:结合基因表达谱交互分析版本2（gene expression profiling interactive analysis 2，GEPIA2）与中国脑胶质瘤基因组图谱计划（Chinese Glioma Genome Atlas，CGGA）在线数据库，对收集的天津医科大学总医院胶质母细胞瘤组织和非肿瘤脑组织病理切片进行免疫组织化学染色，分析SRSF2在胶质母细胞瘤组织中的表达情况及其与患者预后的关系；运用小干扰RNA（siRNA）技术靶向沉默胶质母细胞瘤细胞中的SRSF2基因，经蛋白免疫印迹（Western blot）和CCK8法检测其沉默SRSF2的效果及其对细胞增殖能力的影响；利用表达质粒pcDNA3.1（+）-SRSF2进行挽救实验；通过检测胶质母细胞瘤细胞中铁离子和丙二醛的水平，以及谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽的比值变化研究铁死亡活性；牛津纳米孔技术（Oxford nanopore technologies，ONT）3代全长转录组测序分析SRSF2沉默后诱导的差异基因表达水平和差异选择性剪接（pre-mRNA alternative splicing，PMAS）变化。结果:与非肿瘤脑组织相比，SRSF2在胶质母细胞瘤组织中呈高表达，免疫组织化学结果阳性细胞率达88.48%±4.60%，远超非肿瘤脑组织中的9.97%±4.57%；高表达与患者总生存期和无病生存期呈负相关（ P<0.01）；经siRNA靶向沉默SRSF2的胶质母细胞瘤细胞增殖能力明显降低（ P<0.01），引入外源性SRSF2后增殖能力恢复；SRSF2 siRNA处理的胶质母细胞瘤细胞内铁离子和丙二醛水平升高（ P<0.05），谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比值及谷胱甘肽途径中关键蛋白的表达均无明显变化（ P>0.05）；转录组测序结果显示SRSF2沉默后胶质母细胞瘤细胞中铁死亡抑制蛋白1（ferroptosis suppressor protein 1，FSP1）发生显著的3′端PMAS改变。 结论:胶质母细胞瘤细胞中SRSF2抑制铁死亡、促进增殖可能是通过调控FSP1 PMAS实现的。

目的:采用mRNA高通量测序技术筛选高磷诱导下肢血管平滑肌细胞(VSMCs)钙化差异表达基因(DEGs),分析VSMCs钙化的关键基因及信号通路.方法:将人VSMCs分为对照组和模型组,模型组细胞中加入高磷培养基,对照组细胞采用含10%胎牛血清的DMEM培养基于相同条件下培养.调整 2组稳定转染VSMCs的状态,培养 12 d,倒置显微镜下观察细胞形态表现并拍照.采用Hisat2软件筛选DEGs,采用Stringtie软件从生物过程(BP)、分子功能(MF)和细胞成分(CC)3个方面进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析.Von Kossa染色法观察各组细胞钙化情况,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测2组细胞中碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、肿瘤蛋白53(Tp53)、谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)、铁蛋白轻链 1(Ftl1)和糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D1(GPLD1)mRNA表达水平.结果:与对照组比较,模型组共2 524个DEGs,其中1 368个DEGs表达上调,1 156个DEGs表达下调;2组细胞DEGs聚类分离明显.GO功能和KEGG信号通路富集分析表达上调的DEGs主要参与微管细胞骨架组织的调节、细胞极性、蛋白质定位和细胞周期调控等BP,构建细胞膜部分、微管组织、染色体和着丝粒区等CC,发挥与磷脂酰肌醇磷酸盐、Rho鸟苷酸三磷酸酶(GTPase)蛋白结合、参与跨膜转运和调节蛋白激酶活性等MF;表达下调的DEGs主要参与细胞质翻译、蛋白质膜定位、mRNA代谢和蛋白质内质网定位等BP,构建核糖体亚单位、细胞膜和自噬体等CC,发挥与单链DNA、核糖核蛋白复合物、生长因子结合、调节蛋白激酶活性和催化作用等MF.差异表达上调的基因富集7条信号通路,其中最为显著的是糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定的生物合成;差异表达下调的基因富集 18条信号通路,其中最为显著的是铁死亡.RT-qPCR法,与对照组比较,模型组细胞中GPX4、Ftl1和Tp53 mRNA表达水平明显降低(P<0.01),GPLD1 mRNA表达水平明显升高(P<0.01);与对照组比较,模型组细胞中α-SMA mRNA表达水平明显降低(P<0.01),ALP和BMP2 mRNA表达水平明显升高(P<0.01).结论:钙化的VSMCs与正常细胞存在DEGs,铁死亡和GPI锚定的生物合成信号途径是高磷诱导下肢VSMCs钙化的关键信号通路,主要由GPX4、Ftl1、Tp53和GPLD1共同介导完成.

目的:通过生物信息学技术分析影响肝癌患者生存预后的铁死亡调控基因(ferroptosis-related genes,FRGs),并在细胞和组织层面进行验证.方法:从TCGA数据库下载肝癌基因表达矩阵和临床数据集,并从ferrdb数据库获取与铁死亡相关的基因.使用LASSO回归分析,构建风险比例模型,并通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)回顾患者1、2、3年生存率,使用单因素和多因素COX回归分析筛选肝癌的独立预后因素.并对得到的基因进行基因本体(Gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析.最终进行免疫细胞和免疫功能相关评分.在人类蛋白质图谱数据库下载肝癌预后相关的FRGs的正常肝组织和肝癌组织的免疫组化的结果图.并在正常肝细胞L02和肝癌细胞HepG2,临床获取的6名肝癌患者手术切除的肝癌组织和癌旁组织,通过qPCR分析比较TOP20基因的表达量.结果:通过分析共得到了42个影响肝癌患者预后的相关差异表达FRGs.通过LASSO回归分析,最终筛选出11个FRGs(G6PD、HRAS、SLC1A5等)来构建肝癌患者的风险模型.生存分析发现高风险组患者的生存率显著较低风险组小,且高风险组的患者的免疫评分显著高于低风险组.肿瘤的分期和本研究发现的风险因素评分可以作为肝癌患者的独立预后因素.富集分析发现相关FRGs主要涉及细胞周期、脂质氧化等生物学功能.结论:FRGs能够影响肝癌患者的预后,可能是通过参与调节肿瘤细胞的氧化应激和免疫微环境实现的.

[目的]14-3-3 蛋白,亦称通用调节因子(GRF),由多基因家族编码,在植物生长发育和逆境应答发挥关键的作用.鉴定铁皮石斛(Dendrobium officinale)GRF基因家族,为铁皮石斛GRF基因功能研究及遗传改良提供理论依据.[方法]通过生物信息学的方法鉴定铁皮石斛 14-3-3家族成员,分析其理化性质、染色体定位、系统进化发育、基因结构和启动子顺式作用元件等,同时通过荧光定量PCR技术检测它们在不同组织、低温处理及盐胁迫处理后的表达量.[结果]铁皮石斛有 17 个GRF家族成员,分为ε类和非ε类亚族,不均匀地分布在 7 条染色体上,且存在 7 对串联复制基因.同一亚族成员基因结构、保守基序和蛋白质二级结构相类似.DoGRF家族基因的启动子区域存在大量激素和环境胁迫应答相关的调控元件.DoGRF家族基因在铁皮石斛各组织中均有表达,具有组织表达特异性,大多数基因在花器官中表达最高,其次是茎和根.同时,在低温处理、盐胁迫处理下呈现差异化表达,可能受到低温和盐胁迫的调控,特别是DoGRF2 在铁皮石斛逆境应答过程中起着关键的作用.[结论]在全基因组水平从铁皮石斛中鉴定出 17 个DoGRF家族成员,不同基因对非生物胁迫响应不一,并具有器官表达特异性.DoGRF2对低温和盐胁迫呈现正向响应.

为挖掘草鱼关键抗性分子,研究利用4D label-free定量蛋白质组学技术系统分析了团队前期获得的GCRV感染存活草鱼(候选抗性草鱼)与对照草鱼的血清蛋白表达差异.共鉴定到858个草鱼血清蛋白,329个蛋白在两类草鱼中差异表达,其中163个蛋白在候选抗性草鱼血清中显著高表达,166个蛋白显著低表达.差异表达蛋白的功能主要注释为体液免疫反应调节相关蛋白,显著富集到补体凝血级联、细胞黏附和铁死亡等信号通路.对差异表达的免疫相关蛋白进行分析发现,候选抗性草鱼血清中体液免疫分子MASP2、C4a、C4b、C7b、C8b、C8g、C9、CFI、C3a.1、C3a.2、C3a.3和C3a.6等补体和抗原提呈相关免疫分子MHC1UBA和IGL4V8等蛋白表达水平显著高于对照草鱼,而T细胞免疫相关分子TRAV、IGHV1-1、IGHV2-1、IGHV6-1、IGHV3-2和IGHV11-2等蛋白表达水平显著低于对照草鱼.免疫印迹检测进一步证实,以C3和IgM为代表的体液免疫分子在候选抗性草鱼血清中显著高表达,可能与草鱼抗病能力关联.研究将为高抗性草鱼的选育提供可参考的分子资源.

目的 探讨大黄素对类风湿关节炎(RA)铁死亡相关信号通路介导的骨保护作用机制.方法 除正常组外,使用200μL不完全弗氏佐剂乳化的牛二型胶原构建胶原诱导性关节炎(CIA)大鼠的类风湿关节炎模型.21 d后分为正常组(Normal)、模型组(Model)、甲氨蝶呤组(MTX,0.2 mg/kg,3次/周)、大黄素(Emo)高(80 mg·kg-1·d-1)、低(40 mg·kg-1·d-1)剂量组,10只/组.记录大鼠造模之后的关节炎评分和足趾体积;使用丙二醛(MDA)试剂盒检测组织MDA含量;用番红固绿染色法、苏木精-伊红染色法对踝关节石蜡切片进行染色,光镜下观察大鼠踝关节组织形态学改变;用免疫组织化学法对踝关节切片的基质金属蛋白酶(MMP)3、13进行染色,光镜下观察大鼠踝关节MMPs的表达;Western blot法检测大鼠踝关节组织中长链酯酰辅酶A合成酶4(ACSL4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、铁蛋白重链1(FTH1)的蛋白质含量.结果 与正常组相比,模型组大鼠的关节炎评分指数、足趾肿胀度增高(P<0.05);软骨表面粗糙,软骨细胞丢失、排列杂乱稀疏;MDA含量和ACSL4的蛋白质含量升高,SLC7A11、GPX4、FTH1的含量降低(P<0.05);踝关节MMP3和MMP13的表达量升高;与模型组相比,MTX组和大黄素(40 mg/kg、80 mg/kg)组的关节炎评分指数、足趾肿胀度降低(P<0.05),软骨表面相对光滑平整,软骨细胞排列整齐,MDA含量升高(P<0.05);MTX组和大黄素高剂量组ACSL4的蛋白质含量降低,SLC7A11、GPX4、FTH1的含量升高(P<0.05).结论 大黄素能有效控制CIA大鼠关节炎症、改善关节骨侵蚀.调节铁死亡相关信号通路ACSL4、SLC7A11、GPX4、FTH1的含量,降低MMP3和MMP13的表达,可能是其抑制RA骨破坏的重要机制和途径之一.

目的 分析shRNA介导黑素瘤A375细胞Cbl-b基因沉默前后差异表达蛋白.方法 使用非标记定量蛋白质组学技术鉴定分别用Cbl-b shRNA慢病毒载体(Cbl-b shRNA组)和对照慢病毒载体(对照组)转染的A375细胞的差异表达蛋白.采用生物信息学方法对筛选的差异蛋白进行基因本体富集及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.Western印迹验证差异蛋白(EphA2、GSK3β)表达和Cbl-b shRNA沉默后两组p-AKT表达.采用SPSS 23.0软件进行统计分析,两组间蛋白丰度比较采用两样本t检验.基因本体及KEGG富集分析结果采用Fisher精确概率法检验.结果 共鉴定3 449种蛋白,筛选出Cbl-b shRNA组和对照组差异表达蛋白74个.与对照组相比,Cbl-b shRNA组52个蛋白表达上调,22个下调.差异蛋白基因本体富集分析发现前5位显著富集生物学过程为整合素介导细胞黏附、单一生物代谢过程、整合素介导细胞黏附调节、蛋白质靶向线粒体调节、核酸代谢过程;前5位显著富集分子功能为DNA结合、2,2铁硫簇合物结合、信号受体活性、钙黏蛋白结合、细胞黏附分子结合;前5位显著富集的细胞组分为核小体、DNA包装复合体、光感器连接纤维、DNA-蛋白质复合体、胞外区部分.京都基因与基因组百科全书通路富集分析发现,前5位与黑素瘤相关的显著富集通路包括叶酸生物合成、轴突导向、细胞外基质受体相互作用、黏合连接、Wnt信号通路.Western印迹检测显示,Cbl-b shRNA组EphA2相对表达水平降低(0.369,以对照组表达水平为1计算),GSK3β表达增加(3.524),该结果与蛋白质组学检测结果一致;p-AKT相对表达水平降低(0.453).结论 Cbl-b可能通过多种生物学通路参与黑素瘤发病;EphA2/PI3K/AKT信号通路可能是Cbl-b参与黑素瘤形成的重要机制之一.

目的 探讨雌二醇(E2)对原代小胶质细胞铁相关蛋白表达的影响.方法 原代培养Wistar大鼠腹侧中脑的小胶质细胞,分离纯化后将细胞分为对照组和E2组,其中E2组培养液内加入E2(终浓度为10 nmol/L),对照组培养液内加入等体积的二甲基亚砜,两组作用时间均为24 h.采用蛋白质免疫印迹实验检测两组细胞二价金属离子转运蛋白1 (DMT1)、膜铁转运蛋白1(FPN1)和铁调节蛋白1(IRP1)的表达.结果 与对照组相比,E2组细胞DMT1的表达水平显著增高(t=2.937,P＜0.05),FPN1的表达水平显著降低(t=2.294,P＜0.05);两组IRP1的表达水平比较差异无显著性(P＞0.05).结论 10 nmol/L的E2可引起原代小胶质细胞DMT1的表达增加、FPN1的表达降低,且这种变化与IRP1调节无关.

金铁锁是"云南白药"等多种中成药的重要组成,其有效成分为三萜皂苷,MYC类转录因子在调节植物三萜类次生代谢积累中有重要作用.为研究ptMYC2基因在金铁锁三萜皂苷合成代谢途径的调控机制,该研究基于金铁锁转录组测序数据,克隆得到ptMYC2转录因子的两个全长基因;通过生物信息学软件对两条转录因子的同源性、理化性质、疏水性、跨膜结构、亚细胞定位、结构域、靶基因结合位点等进行初步预测分析.结果表明:两条转录因子所编码的蛋白属于亲水性蛋白,不存在跨膜区域,均是非分泌蛋白质,且不存在信号肽;两条转录因子的亚细胞定位于细胞核;结构域分析显示,两个基因都含有bHLH家族结构域;预测得到金铁锁三萜皂苷合成途径中HMGR、FPS、SE、β-AS等基因的启动子可能存在与MYC2结合的E-box特异性结合位点.该研究结果将为进一步研究ptMYC2基因在金铁锁三萜皂苷合成代谢途径的调节机制奠定基础.