Akt/FoxO3a/Atg7功能障碍加重肥胖引发的肌肉萎缩机制研究

目的:Atg7在骨骼肌肌少症病人患病初期激活,本研究旨在Alpelisib探究肥胖时Atg7在骨骼肌中的激活机制,renal pathology探究Atg7在肥胖引发的肌萎缩中的关键作用及Atg7促进肥胖引发肌萎缩的机制。方法:本研究采用高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型、Atg7敲除小鼠的腓肠肌组织模型和棕榈酸联合Atg7干扰C2C12细胞模型并收集了肥胖selleckchem LY2835219和正常体重受试者的腓肠肌组织,探究Atg7在肥胖引发的肌萎缩中的关键作用。结果:高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型的实验结果显示,饲喂HFD的小鼠腓肠肌重量、肌肉指数、腓横截面积和肌纤维数量明显低于饲喂ND的小鼠。同时,HFD组的小鼠肌肉的握力和耐力也出现了显著的下降,这与HFD对肌肉形态和横截面积的影响结果是一致的。小鼠腓肠肌中肌蛋白降解的关键抑制剂Akt在给小鼠喂食HFD 20周后发生了显著的失活,MyHC明显减少;小鼠腓肠肌FoxO3a显示被显著激活(p-FoxO3a与FoxO3a的比值出现降低)。小鼠腓肠肌中的TRIM63出现显著增加,与FoxO3a活性增加一致。同时,Atg7及其下游的LC3在腓肠肌中的表达显著增加。在棕榈酸的刺激下,过表达或敲低FoxO3a结果显示,Atg7的mRNA和蛋白水平的升高与FoxO3a水平的变化呈正相关关系。结合时间过程研究结果分析,我们认为HFD饮食引起的Akt活化损伤诱导了FoxO3a的转录活性,从而增加了Atg7的转录水平。肥胖患者的腓肠肌组织中的Atg7和TRIM63的阳性表达明显升高,p-Akt水平与非肥胖患者相比出现了明显的降低,这与动物实验的结果一致。敲除Atg7可减轻HFD诱导的腓肠肌横截面积和肌纤维数量的减少,同时也可以减轻HFD引起的小鼠肌肉耐力和力量的丧失;HFD诱导的小鼠的肌蛋白降解的变化显示,敲除Atg7可增加p-FoxO3a和FoxO3a的比例,导致HFD小鼠的TRIM63蛋白表达降低67%。因此,抑制腓肠肌Atg7可改善胰岛素抵抗,增加p-Akt和Akt的比值,从而增加MyH C的表达。Akt敲低促进了棕榈酸诱导的肌肉蛋白降解通路(FoxO3a/TRIM63)的激活并可抵消Atg7敲除引起的肌蛋白降解抑制,包括MyHC降低和FoxO3a/TRIM63激活增加。Akt磷酸化抑制剂MK2206处理Atg7敲低的C2C12细胞,发现Akt磷酸化的抑制也可以抵消Atg7敲低引起的肌蛋白降解的抑制。GST-Pull down实验的结果显示,Atg7与Akt之间存在直接的相互作用。综合免疫荧光实验、细胞质-膜分离实验和免疫共沉淀结果,得出棕榈酸刺激的Atg7通过结合其c-末端结构域抑制PDK1和PDK2激活Akt。结论:脂质诱导的Akt信号的抑制可促进肌肉细胞中foxo3a介导的Atg7水平的转录水平;Akt/FoxO3a/Atg7调控回路的功能障碍导致FoxO3a的正反馈循环激活,从而加剧肥胖引发的肌萎缩。

基于CRISPR-Cas的电化学生物传感技术研究

研究背景病原微生物是威胁人类健康和造成社会公共卫生事件的主要因素之一,如何在早期发现并鉴定病原微生物对控制疫情、降低社会影响至关重要。传统的病原微生物检测方法(如病原体培养法、免疫学检测法和分子生物学检测法)均存在耗时较长、依赖专业实验室和专业人员、需要复杂精密的仪器设备等局限。电化学生物传感器技术因其具备响应迅速、灵敏度高、信号读取简单、易小型化和可集成化等优点,在病原微生物即时检测方面优势明显,受到了广泛关注。近年来,CRISPR核酸检测技术在病原体检测领域中展现出了巨大的潜力。研究人员充分利用了CRISPR检测技术的简单、快速、灵敏、特异和通用等优势,将CRISPR-Cas核酸检测技术与电化学生物传感器相结合,掀起了基于CRISPR电化学生物传感器技术的研究热潮。但目前CRISPR电化学生物传感器技术均需要提前进行复杂的电极操作(如:电极预处理和修饰、生物分子固定等)。这种复杂的电极操作过程以及带来的电极批间差异或昂贵的生产成本等,很大程度上限制了该传感技术的进一步发展。研究目的针对上述局限,本研究旨在开发使用简单电极且无需复杂电极操作的CRISPR电化学传感技术,即无需生物分子(报告探针)固定和电极修饰等繁琐步骤的通用性CRISPR电化学生物传感技术。研究内容本研究将从以下两方面开展相关工作:1、免疫磁珠辅助的CRISPR电化学生物传感器技术及其检测SARS-Co V-2的研究:首先,利用CRISPR-Cas13a核酸检测技术和链霉亲和素免疫磁珠辅助捕获报告分子的策略建立一种电极免修饰、无需固定探针的电化学生物传感器。然后,通过将该传感器与RT-RAA等温扩增技术结合,并优化关键反应条件,建立针对目标病原体(以SARS-Co V-2为例)的高灵敏和高特异核酸检测技术。2、扩散介导的CRISPR电化学生物传感技术及其检测SARS-Co V-2和HIV-1的研究:首先,利用CRISPR-Cas13a检测系统以及不同大小相对分子质量的电化学报告探针在溶液中扩散速率差异来构建一种操作更为简单的CRISPR电化学生物传感器技术。然后,通过结合RT-RAA等温扩增技术和优化关键反应条件后,实现对目标病原体(例Smoothened Agonist小鼠如SARS-Co V-2和HIV-1)核酸的快速准确检测。研究方法1、免疫磁珠辅助的CRISPR电化学生物传感器及其检测SARS-Co V-2的研究:首先,设计两端分别标记亚甲基蓝(MB)和生物素(Biotin)基团的电化学报告RNA,通过分析链霉亲和素免疫磁珠辅助分离报告RNA对电化学信号强度影响的效果,验证免疫磁珠吸附并分离报告RNA的可行性,通过测试经Cas13a蛋白体外切割并免疫磁珠辅助分离后的电化学信号强度,验证免疫磁珠辅助的CRISPR电化学生物传感器构建的可行性。然后,从免疫磁珠辅助吸附时间、Cas13a蛋白浓度、Mg~(2+)浓度和Cas13a蛋白切割时间等关键反应条件对上述电化学生物传感器进行优化,以期获得最佳的检测性能。最后,在最优的检测条件下,对该电化学生物传感器的检测性能进行评价,得到其最低检测限和特异性等指标。另外,进一步结合RT-RAA等温扩增技术,建立针对SARS-Co V-2的高灵敏核酸检测方法,并评价其检测灵敏度、特异性和临床样本的检测效果。2、扩散介导的CRISPR电化学生物传感器技术及其检测SARS-Co V-2和HIV-1的研究:首先,评估不同大小相对分子质量的报告RNA扩散率差异导致电化学信RP56976小鼠号响应的差异,验证利用报告分子被Cas13a蛋白剪切前后分子量的变化进一转换成电化学信号差异的可行性。然后结合RT-RAA等温扩增技术,进一步验证扩散介导的CRISPR电化学生物传感器的可行性。通过对报告RNA上的寡核苷酸长度进行筛选,进行传感性能的优化,建立传感技术。再利用该传感技术检测SARS-Co V-2的核酸和HIV-1的核酸,并对其检测灵敏度和检测特异性方面进行性能评价。研究结果1、成功构建了免疫磁珠辅助的CRISPR电化学生物传感器。通过探索该传感器最佳检测条件,使其在无核酸预扩增的情况下可检测到低至10 p M浓度的目标核酸,并具有较好的特异性,能准确识别SARS-Co V-2的HV69-70del突变和D614G突变。建立RT-RAA等温扩增技术结合免疫磁珠辅助CRISPR电化学生物传感器的核酸检测技术,通过优化关键反应条件,使其能检测到低至10~0copies/μL的SARS-Co V-2的核酸,并与其他病原体检测无交叉反应。另外,还利用该传感技术对39个SARS-Co V-2可疑临床样本进行检测,结果发现其中36个临床样本检测结果与RT-q PCR检测结果一致(包括16个阳性和20个阴性),另外还检出了3个RT-q PCR无法检出但数字PCR检测阳性的低拷贝阳性样本,显示出良好的临床实用性。2、成功构建了扩散介导的CRISPR电化学生物传感器。结果表明Cas13a蛋白剪切报告分子前后,可成功将报告分子分子量的变化换能为电化学信号的变化。证明了报告RNA寡核苷酸长度越长越好,考虑到成本因素,最终选定30 nt的报告分子用于后续实验,结合RT-RAA等温扩增技术建立了扩散介导的CRISPR电化学生物传感器传感技术。该传感技术可检测低至10~2 copies/μL的SARS-Co V-2和HIV-1的核酸物质,并与其他病原体无交叉反应,显示了该传感器具有较好的检测灵敏度、特异性和通用性。研究结论1、本研究使用简单丝网印刷碳电极建立的免疫磁珠辅助Cantibiotic expectationsRISPR电化学生物传感器避免了复杂的电极修饰和探针固定步骤,结合RT-RAA等温扩增技术,实现了对SARS-Co V-2的高灵敏检测。该方法为开发用于病原体核酸检测的通用型电化学生物传感技术提供了新的思路。2、扩散介导的CRISPR电化学生物传感器的成功构建,与第一部分传感器研究相比,省去了免疫磁珠辅助过程,进一步简化了传感器的构建步骤,实现了对SARS-Co V-2和HIV-1核酸的准确快速检测,为简易电化学生物传感器的开发提供了新策略。

硝基苯缺氧敏感药物递释系统的级联响应抗肿瘤增效机制研究

刺激响应性纳米药物递释系统能在内源或外源性刺激下,实现靶标部位特异性响应,有效解决化疗药物系统毒性和生物利用度低的困境。缺氧是肿瘤病理微环境特征之一,缺氧环境中还原性酶及还原性物质高表达,为缺氧敏感响应纳米药物递释系统设计提供了契机。肿瘤及早诊治具有重要临床意义,但早期肿瘤缺氧条件不充分,并且缺氧环境具有异质性特点,导致缺氧敏感载体响应的选择性及灵敏度较低,影响疗效。为了提高缺氧敏感纳米药物递释系统体内响应的选择性及灵敏度,级联响应策略被提出以放大早期肿瘤部位和正常组织的差异,实现肿瘤组织快速敏感响应。本文致力于设计硝基苯级联响应缺氧敏感纳米药物递释系统,通过葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOx)及光动力治疗(Photodynamics Therapy,PDT)两种策略加剧早期肿瘤缺氧,激活级联缺氧响应,加速肿瘤部位特异性释药或增敏铁死亡,实现抗肿瘤增效目的。以6-氨基己酸为桥联分子,氨基端经酰化反应连接缺氧敏感响应分子对硝基biomimetic channel氯甲酸苄酯(P-nitrobenzyl chloroformate,PNZ-Cl),并通过酰胺反应将羧基端嫁接至荷正电的壳聚糖(Chitosan,CS),合成壳聚糖-硝基苯缺氧敏感嫁接物(ChitoTezacaftor MWsan grafted nitrobenzene,CS-PNZ-Cl)。以抗肿瘤药物米托蒽醌(Mitoxantrone,MIT)为模型药物,CS-PNZ-Cl疏水空腔包封MIT,同时通过CS-PNZ-Cl表面的正电荷静电复合荷负电的GOx,制备复合GOx的壳聚糖-硝基苯级联响应缺氧敏感载药纳米粒(GOx/MIT@CS-PNZ-Cl)。通过血液循环分布至肿瘤部位后,GOx作为启动级联反应的“钥匙”,催化葡萄糖氧化,生成H_2O_2,消耗氧气,加剧缺氧肿瘤微环境,上调缺氧微环境中硝基还原酶(Nitroreductase,NTR),激活GOx/MIT@CS-PNZ-Cl级联缺氧响应,快速释放化药MIT;产生的H_2O_2能通过调节还原性微环境,减少肿瘤细胞中的GSH,抑制GSH介导的多药耐药蛋白(Multidrug resistance protein,MRP)外排MIT,提高化疗药物疗效,有效联合GOx“饥饿疗法”与化疗,实现抗肿瘤增效目的。经测定,GOx/MIT@CS-PNZ-Cl粒径为157.0±5.2 nm,表面电位为0.2±0.4m V,MIT载药量和包封率分别为16.37%和86.19%。体外缺氧条件下,缺氧敏感载体粒径变化及载药纳米粒药物释放测定结果显示,CS-PNZ-Cl骨架在缺氧条件下快速解体,载体粒径快速减小并加快药物释放。通过体外测定H_2O_2浓度及p H值变化,显示GOx复合至CS-PNZ-Cl表面后,酶催化活性无明显变化。GOx催化葡萄糖氧化,能生成H_2O_2,降低细胞内GSH,抑制GSH介导MIT外排;同时,GOx酶催化生化反应消耗氧气,加剧缺氧,上调NTR表达,激活细胞内缺氧敏感纳米粒级联响应。建立小鼠4T1乳腺癌动物模型,活体成像显示CS-PNZ-Cl能有效分布至肿瘤。GOx/CS-PNZ-Cl能构建早期肿瘤缺氧微环境,放大早期肿瘤组织与正常器官的缺氧差异,有效激活CS-PNZ-Cl级联缺氧响应,实现肿瘤部位特异性释药。模型动物药效学实验结果显示,优选制剂GOx/MIT@CS-PNZ-Cl抗肿瘤疗效最强,抑瘤率达到89.45%,且具有较好的生物安全性。NTR催化缺氧敏感响应,该过程为电子接收反应,硝基苯缺氧敏感键被还原,同时消耗大量还原性磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NAPDH),导致GSH及还原性硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)抗氧化系统失衡,GSH及还原性Trx含量降低,影响谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase 4,GPx4)/GSH及GPx4/Trx通路,进一步抑制GPx4活性,降低细胞抗氧化能力,增敏铁死亡。PDT过程消耗氧气,加剧缺氧,能作为启动缺氧级联反应的初始刺激。进一步的研究通过PEG将光敏剂二氢卟吩e6(Chlorin e6,Ce6)嫁接至CS-PNZ-Cl的壳聚糖链,制备二氢卟吩e6修饰壳聚糖-硝基苯级联响应缺氧敏感嫁接物(Ce6modified chitosan grafted nitrobenzene,Ce6-CS-PNZ-Cl)。近红外光照,Ce6-CS-PNZ-Cl光动力治疗,迅速生成大量ROS,降低细胞内GSH含量,抑制GPx4活性,降低细胞抗氧化能力,诱导铁死亡发生;同时,该过程消耗氧气,加剧缺氧,激活Ce6-CS-PNZ-Cl级联缺氧响应,选择性消耗NAPDH,进一步抑制GPx4活性,增敏铁死亡。铁死亡能够诱导免疫原性细胞死亡(Immunogenic cell death,ICD),释放损伤相关分子模式(Damage associated molecular patterns,DAMP),激活肿瘤免疫效应,有效联合PDT与免疫疗法,实现抗肿瘤增效目的。粒径检测及荧光共振能量转移实验结果显示,体外缺氧条件下,Torin 1半抑制浓度Ce6-CS-PNZ-Cl能快速解体,具备缺氧敏感响应特性。近红外光照,ROS探针检测Ce6-CS-PNZ-Cl诱导ROS生成能力,显示Ce6嫁接至CS-PNZ-Cl后,光动力效应无明显变化,近红外光照,Ce6-CS-PNZ-Cl的4T1细胞毒性远高于Ce6。缺氧探针检测结果显示,Ce6-CS-PNZ-Cl光动力治疗,消耗氧气,加剧细胞缺氧。考察Ce6-CS-PNZ-Cl缺氧响应增敏铁死亡机制,结果显示NTR催化的Ce6-CS-PNZ-Cl缺氧响应,选择性消耗NADPH,抑制GSH、Trx抗氧化系统,减少细胞内GSH、还原性Trx和总硫量,抑制下游GPx4活性,增敏铁死亡。检测GPx4表达、脂质过氧化物水平及线粒体膜电位,结果显示,Ce6-CS-PNZ-Cl光动力治疗产生大量ROS,降低GSH,抑制GPx4活性,降低细胞抗氧化能力,造成脂质过氧化物积累,诱导铁死亡发生;PDT过程加剧缺氧,激活级联缺氧响应,消耗NADPH,进一步抑制GPx4活性,增敏铁死亡,脂质过氧化物积累增加,线粒体去极化。铁死亡能够诱导ICD,释放高迁移率族蛋白B1(High-mobility group box 1,HMGB1)及钙网织蛋白(Calreticulin,CRT),激活肿瘤免疫效应。建立小鼠4T1乳腺癌动物模型,活体成像显示Ce6-CS-PNZ-Cl具有比游离Ce6更高效的肿瘤组织分布。模型动物药效学研究结果显示,给药系统Ce6-CS-PNZ-Cl抗肿瘤疗效最强。免疫学机制研究显示,Ce6-CS-PNZ-Cl可有效提高肿瘤部位DCs活化,诱导较强的T细胞免疫反应,显著减少M2型巨噬细胞及髓系抑制性细胞(Myeloid-derived suppressor cell,MDSCs),缓解免疫抑制性微环境。

棉花中种皮持绿同源基因(G)调控种子休眠分子机制的研究

棉花是锦葵科(Malvaceae)棉属(Gossypium)一年生草本或多年生木本植物,其种子纤维是纺织工业的重要原料,具有重要经济价值,是全球最主要的农作物之一。随着劳动力成本的迅速上涨和农业科技的快速发展,机械化栽培和收获是棉花生产发展的必然趋势,这就对棉花种植和育种提出了出苗整齐、成熟期一致等新要求。棉花种子具有较强的物理休眠特性,这在一定程度上限制了棉花出苗的整齐度。目前,棉花种子休眠的分子调控机制尚不清楚,但G基因已在多种植物中被证明对种子休眠具有调控作用。为了探究棉花基因组中G同源基因对种子休眠是否具有相似的调控作用及其调控机理,本研究首先采用生物信息学手段对不同棉种的G同源基因的基因组分布、基因结构和进化关系等进行了分析;随后采用同源克隆技术获得了陆地棉TM-1和达尔文氏棉的G同源基因,并构建了重组表达载体在拟南芥和烟草中进行了基因功能与亚细胞定位分析;最后利用酵母双杂交系统对其互作蛋白进行了筛选,以期为进一步阐明其分子调控机制提供依据。本文取得的主要研究结果如下:1.生物信息学分析结果表明,不同棉种的G同源基因可归为三组;瑟伯氏棉和戴维逊棉的G同源基因位于4号染色体,其他8个棉种中的G同源基因均位于8号染色体;陆地棉A亚组和草棉进化亲缘关系较近,达尔文氏棉和海岛棉的进化亲缘关系较近。G基因在结构上较为保守,大部分棉种G的同源基因具有9个motif和9个外显子,而黄褐棉Gmus_A08G174400比较特殊,只有3个motif和3个外显子。2.蛋白亚细胞定位结果表明,陆地棉A和D亚基因组中的G同源基因表达产物(GhGA、GhGD)均定位在叶绿体中。3.转基因实验结果表明,GhGA和GhGD的拟南芥过表达株系以及Dar GA和Dar GD的atg突变体回补株系的种子均表现出延迟发芽,而当分层处理打破种子休眠后,转基因株系的种子与WT和atg突变体种子表现出相似的发芽率,表明棉花中G同源基因影响种子休眠,但不影响发芽率。4.100μM ABA的处理会导致陆地棉TM-1去壳种子中GhGA/GD、Gh NA13/ND13/NA8/ND8和Gh PD7/PA9的表达量降低,说明此浓度的ABA对上述基因的表达有抑制作用;而达尔文氏棉去壳种子中的Dar GA/GD、Dar NA13/ND13/NA8/ND8和Dar PD7/PA9的表达量相较于对照组上升,说明此浓度的ABA对上述基因的表达有促进作用,造成上述差异的原因可能C59生产商在于达尔文氏棉是野生棉,具有较强的休眠性。此外,通过比较陆地棉TM-1和达尔optical biopsy文氏棉去壳与未去壳种子的发芽率发现,两个棉种去壳种子在32h发芽率为100%;陆地棉TM-1未去壳种子在32h发芽率为83.3%,在48h发芽率为100%;而达尔文氏FUT-175分子量棉未去壳种子在统计时间内发芽率为0,表明棉花种子会受到一定程度物理休眠的影响。5.利用酵母双杂交系统从棉花胚珠的c DNA文库中共筛选到26个可能与GhGA/GhGD互作的蛋白。进一步的酵母点对点验证和荧光素酶互补实验结果证明,GhGA/GhGD能够与1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶1(ACO1)和二氢黄酮醇还原酶(DFR)在蛋白质水平发生相互作用,说明GhGA/GhGD可能通过参与乙烯或原花青素的合成途径来调控棉花种子休眠。综上所述,本文对棉属不同棉种中G同源基因进行了较为系统的生物信息学分析,明确了不同棉种中G同源基因的染色体分布、基因结构和系统进化关系;并重点探讨了陆地棉TM-1和达尔文氏棉的G同源基因在种子休眠中的作用与调控机制,为进一步全面阐明棉花G同源基因的生物学功能奠定了基础。

棉花中种皮持绿同源基因(G)调控种子休眠分子机制的研究

棉花是锦葵科(Malvaceae)棉属(Gossypium)一年生草本或多年生木本植物,其种子纤维是纺织工业的重要原料,具有重要经济价值,是全球最主要的农作物之一。随着劳动力成本的迅速上涨和农业科技的快速发展,机械化栽培和收获是棉花生产发展的必然趋势,这就对棉花种植和育种提出了出苗整齐、成熟期一致等新要求。棉花种子具有较强的物理休眠特性,这在一定程度上限制了棉花出苗的整齐度。目前,棉花种子休眠的分子调控机制尚不清楚,但G基因已在多种植物中被证明对种子休眠具有调控作用。为了探究棉花基因组中G同源基因对种子休眠是否具有相似的调控作用及其调控机理,本研究首先采用生物信息学手段对不同棉种的G同源基因的基因组分布、基因结构和进化关系等进行了分析;随后采用同源克隆技术获得了陆地棉TM-1和达尔文氏棉的G同源基因,并构建了重组表达载体在拟南芥和烟草中进行了基因功能与亚细胞定位分析;最后利用酵母双杂交系统对其互作蛋白进行了筛选,以期为进一步阐明其分子调控机制提供依据。本文取得的主要研究结果如下:1.生物信息学分析结果表明,不同棉种的G同源基因可归为三组;瑟伯氏棉和戴维逊棉的G同源基因位于4号染色体,其他8个棉种中的G同源基因均位于8号染色体;陆地棉A亚组和草棉进化亲缘关系较近,达尔文氏棉和海岛棉的进化亲缘关系较近。G基因在结构上较为保守,大部分棉种G的同源基因具有9个motif和9个外显子,而黄褐棉Gmus_A08G174400比较特殊,只有3个motif和3个外显子。2.蛋白亚细胞定位结果表明,陆地棉A和D亚基因组中的G同源基因表达产物(GhGA、GhGD)均定位在叶绿体中。3.转基因实验结果表明,GhGA和GhGD的拟南芥过表达株系以及Dar GA和Dar GD的atg突变体回补株系的种子均表现出延迟发芽,而当分层处理打破种子休眠后,转基因株系的种子与WT和atg突变体种子表现出相似的发芽率,表明棉花中G同源基因影响种子休眠,但不影响发芽率。4.100μM ABA的处理会导致陆地棉TM-1去壳种子中GhGA/GD、Gh NA13/ND13/NA8/ND8和Gh PD7/PA9的表达量降低,说明此浓度的ABA对上述基因的表达有抑制作用;而达尔文氏棉去壳种子中的Dar GA/GD、Dar NA13/ND13/NA8/ND8和Dar PD7/PA9的表达量相较于对照组上升,说明此浓度的ABA对上述基因的表达有促进作用,造成上述差异的原因可能C59生产商在于达尔文氏棉是野生棉,具有较强的休眠性。此外,通过比较陆地棉TM-1和达尔optical biopsy文氏棉去壳与未去壳种子的发芽率发现,两个棉种去壳种子在32h发芽率为100%;陆地棉TM-1未去壳种子在32h发芽率为83.3%,在48h发芽率为100%;而达尔文氏FUT-175分子量棉未去壳种子在统计时间内发芽率为0,表明棉花种子会受到一定程度物理休眠的影响。5.利用酵母双杂交系统从棉花胚珠的c DNA文库中共筛选到26个可能与GhGA/GhGD互作的蛋白。进一步的酵母点对点验证和荧光素酶互补实验结果证明,GhGA/GhGD能够与1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶1(ACO1)和二氢黄酮醇还原酶(DFR)在蛋白质水平发生相互作用,说明GhGA/GhGD可能通过参与乙烯或原花青素的合成途径来调控棉花种子休眠。综上所述,本文对棉属不同棉种中G同源基因进行了较为系统的生物信息学分析,明确了不同棉种中G同源基因的染色体分布、基因结构和系统进化关系;并重点探讨了陆地棉TM-1和达尔文氏棉的G同源基因在种子休眠中的作用与调控机制,为进一步全面阐明棉花G同源基因的生物学功能奠定了基础。

黄缨菊SSR分子标记开发及遗传多样性研究

黄缨菊(Xanthopappus subacaulis C.Winkl.)是菊科(Asteraceae)、黄缨菊属(Xanthopappus)的一种多年生药用草本植物,主要分布于p53 immunohistochemistry青藏高原及其毗邻地区的高山草甸和干燥山坡,具有耐寒、耐旱、耐盐碱等诸多耐逆特性,兼具凉血、止血等药用价值。目前,有关黄缨菊的研究主要集中于生物学特性、化学成分、药理活性、耐逆生理、系统发育及种群历史动态等方面,而尚未见基于SSR分子标记探讨遗传多样性的研究。黄缨菊作为具有多种抗逆性的药用植物,开发潜力巨大。因此,很有必要利用多种分子标记对黄缨菊进行群体遗传结构和遗传多样性研究。据此,本研究首先采用单分子实时测序技术对黄缨菊进行全长转录组测序,并利用多种数据库完成基因功能注释,分析SSR位点的分布、类型和特征,筛选具有多态性高、稳定性好的SSR分子标记;在此基础上,选取黄缨菊40个居群200个个体进行遗传多样性和群体遗传结构研究,旨在为黄缨菊开发利用、遗传育种及多样性保护提供参考资料。主要研究结果如下:⑴利用PacBio Sequel测序平台完成黄缨菊的全长转录组测序,原始数据去冗余后获得46 100个Unigenes,Nr数据库比对显示黄缨菊与刺苞菜蓟(Cynara cardunculus)同selleck GSK2118436源性最高;GO数据库中有14 735条Unigenes成功注释到3大一级分类、92个二级分类;KEGG代谢途径分析有16 699条Unigenes被成功注释到5个一级通路、34个二级通路;同样,KOG数据库中有33 487条Unigenes成功注释到25大类中;同时,预测到52 898条CDS序列、1 791条转录因子、966条转录调控子和179条长非编码RNA。⑵使用MISA软件检测黄缨菊Unigenes的SSR位点,发现其中12 303条Unigenes含有16 441个SSR位点,发生频率为26.69%,平均分布距离为7.35kb;黄缨菊SSR位点核苷酸重复类型丰富,具有单核苷酸至六核苷酸6种重复类型,其中三核苷酸重复类型占比最多(36.77%),其次为二核苷酸重复类型(30.36%),AG/CT和ATC/ATG分别是二核苷酸和三核苷酸重复类型的优势基元;利用Primer Premier 5软件设计145对黄缨菊SSR引物,从中筛选出15对多态性高和稳定性好的引物进行毛细管电泳检测,这些引物共在黄缨菊200个个体中检测到102个等位基因,多态性比例为100%,多态性信息含量(PIC)介于0.381-0.839之间,均值为0.635。⑶通过对黄缨菊40个居群遗传多样性分析,表明其等位基因(Na)和有效等位基因(Ne)的平均值分别为1.640和1.461,Shannon’s信息指数(I)均值为0.442;观测杂合度(Ho)均值为0.544,期望杂合度(He)均值为0.467,其中17个居群的He大于0.5,说明它们的遗传多样性较高;青海茶卡盐湖至甘肃二龙山以北的黄缨菊居群重要遗传多样性指标大于以南的居群;居群间遗传分化系数(Fst)的平均值为0.642,基因流(Nm)为0.167,分子方差分析(AMOVA)发现其遗传变异主要来源于居群间(60%),个体间遗传变异较小(40%),表明居群间基因交流不频繁,遗传分化较大。⑷根据ΔK和ln P(D)值计算得到最佳K值为2,通过STRUCTURE分析发现,当K=2时黄缨菊居群可以被划分为两个明显的遗传谱系分支,其中Group1主要包括祁连山脉和青海湖地区的22个居群,Group 2主要来自阿尼玛卿山脉和横断山脉的18个居群,祁连山脉东部、青海湖南部与阿尼玛卿山脉北部的居群存在显著的基因渐渗,这些结果也得到UPGMA聚类分析和PCo A分析的支持;Mantel检验结果显示Nirogacestat抑制剂,地理距离明显影响黄缨菊居群间的遗传分化,山脉、湖泊等天然地理屏障严重阻碍了黄缨菊居群间的基因交流。

探索运动员生物护照血液模块新指标

研究目的血液兴奋剂是一类以提高机体血氧运输能力为作用机制的兴奋剂。运动员生物护照(Athlete Biological Passport,ABP)是对运动员各项生理指标的长期记录,出现异常变化时提示可能存在兴奋剂违规行为。ABP血液模块是通过全血分析技术间接检测血液兴奋剂的有效手段,大大提高了血液兴奋剂的检测效率。然而现有的ABP血液模块指标存在不足,对微剂量的重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin,rhEPO)并不敏感,同时容易受到缺氧、脱水等因素的影响,因此需要通过探索新的指标,提高ABP血液模块的特异性和灵敏度。本文旨在探究ALAS2 mRNA作为运动员生物护照血液模块新指标的可行性,为兴奋剂检测工作提供新方向。研究方法将20位健康男性受试者和18位健康女性受试者随机分为男性rhEPO实验组(E group-M,n=15)、女性rhEPO实验组(E group-F,n=13)、男性生理盐水对照组(C group-M,n=5)和女性生理盐水对照组(C group-F,n=5)。rhEPO实验组每位受试者接受2次50IU/kg剂量的rhEPO注射。生理盐水对照组每位受试者接受2次与50IU/kg rhEPO等体积的生理盐水注射,2次注射间隔48h。在第一次注射前18天(Day-18)、第一次注射前即刻(Day 0)、第一次combination immunotherapy注射后24h(Day 1)、第二次注射后24h(Day 3)、第二次注射后72h(Day 5)、第二次注射后1周(Day-10)、第二次注射后2周(Day-16)、第二次注射后3周(Day 23)、第二次注射后4周(Day 30)收集血液样本。血液样本由全血分析仪测定红细胞计数(Red blood cell count,RBC)、血红蛋白浓度(Haemoglobin,HGB)、血细胞比容(Haematocrit,HCT)等ABP血液模块常规指标。在血液样本中提取的全血RNA样本经逆转录后使用实时荧光定量PCR技术(Quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)检测ALAS2 L mRNA和ALAS2 L+C mRNA表达水平。研究结果(1)2次注射50IU/kg rhEPO能引起ABP血液模块指标RET%和IRF显著上升。(2)2次注射50IU/kg rhEPO能引起ABP血液模块指标OFFS显著下降。(3)人体血液中ALAS2 mRNA表达水平的个体变异系数较大。(4)2次注射50IU/kg rhEPO能引起ALAS2 L mRNA和ALAS2 L+C mRNA表达水平显著上升,且ALAS2 L+C mRNA的变化更为显著(5)相较于ABP血液模块常规指标,ALAS2 mRNA对rhEPO更为敏感。研究结论2次注射50IU/kg的rhEBMN 673浓度PO能够引起ALAS2 L mRNA和ALAS2 L+C mRNA表MS-275配制达水平出现显著变化。ALAS2 L mRNA和ALAS2 L+C mRNA可以作为ABP血液模块的潜在生物标志物。

结合梯度提升树算法与可解释机器学习模型SHAP的抑郁症影响因素研究

[目的] 本文探究抑郁严重度预测模型的构建及模型解释问题,以期发展基于互联网用户生成内容的抑郁症风险预测研究,提升抑郁症自动检测模型的可信度与实用性。[方法] 采集“好大夫在线”平台上抑郁症的医疗咨询文本记录创建语料集,借助心理学词典从中提取患者心理特征,运用梯度提升树算法LigtGBM构建模型预测患者病况,同时引入可解释机器学习方法SHAP,解读模型,借助SHAP独特的可视化图表刨析患者年龄、性别、认知、情感、感知,Torin 1生产商 社会家庭及个人得失与抑郁症发生之间的关系。[结果]抑郁症患者心理状态能反馈患者病况,利用从患者问诊记录中提取的心理特征检测重度抑郁有效,准确率达到86%。可selleck合成解释机器学习模型SHAP解释了模型的预测结果,揭示出患者各层面心理特征对抑郁症发生产生的多重效应。[局限] 语料所限,本研究仅能利用单次问诊记录对抑郁程度做预测。而模型特征基于心理学词典,更多与Tubing bioreactors抑郁症发生风险有关的要素可纳入建模考虑中。[结论] 抑郁症自动诊断是一个富有挑战的机器学习任务,医疗应用场景下,对疾病自动诊断模型进行必要解释是算法“脱虚向实”的关键。

PIK3CA基因突变在非转移性结直肠癌中的意义

背景及目的:结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是人类常见的恶性肿瘤之一,在全球,结直肠癌的发病率排名第三,死亡率排名第二。在我国,结直肠癌发病率和死亡率呈上升趋势。过去的几十年里,我们对结直肠癌的了解不断加深。但是,仍然有相当一部分的病人预后较差。所以,探索各个信号通路及其相关基Fecal immunochemical test因对结直肠癌的影响有助于提高我们对结直肠癌的认知、改善结直肠癌患者的预后。有研究表明,PI3K-AKT信号通路在结直肠癌、乳腺癌等多种癌症的发生发展过程中发挥重要作用。PIK3CA基因作为PI3K-AKT通路中的一个关键基因,它的突变会引起PI3K催化活性异常增强,促使细胞发生癌变。PIK3CA基因与结直肠癌密切相关,尽管之前有研究已经报道过PIK3CA基因对结直肠癌的影响,但是,目前仍然没有统一的定论。之前的研究更多的集中在转移性结直肠癌中,对于PIK3CA基因在非转移性结直肠癌中的研究还并不完善。并且,对于PI3KCA基因常见外显子9和外显子20的突变在非转移性结直肠癌中的研究也寥寥无几。因此,在本研究中,我们基于TCGA数据和本院数据,对PIK3CA基因及其常见外显子突变在非转移性结直肠癌中的作用进行了联合研究,旨在探讨PIK3CA基因在非转移性结直肠癌中的发生情况及其意义。方法:1、从TCGA数据库中下载结直肠癌患者的临床数据资料以及基因表达资料,筛选出非转移性结直肠癌病例。计算PIK3CA突变率及各个外显子突变率。分析PIK3CA突变在非转移性结直肠癌中与临床病理特征的相关性。同时,对于突变率前二的外显子(外显子9和外显子20),分别分析外显子突变在非转移性结直肠癌中与临床病理特征的相关性。对PIK3CA突变在非转移性结直肠癌、非转移性结肠癌和非转移性直肠癌中分别进行预后分析。分别分析突变率前三的外显子(外显子1、9、20)对非转移性结直肠癌的预后影响。2、按照纳入和排除标准,收集本院2014年12月至2021年12月非转移性结直肠癌患者相关信息并进行生存随访,同时对这些非转移性结直肠癌患者进行PIK3CA基因检测。计算PIK3CA突变率及各个外显子突变率。分析PIK3CA突变在非转移性结直肠癌中与临床病理特征的相关性。同CCRG 81045生产商样,分别分析外显子9和20突变在非转移性结直肠癌中与临床病理特征的相关性。分析PIK3CA突变在非转移性结直肠癌、非转移性结肠癌和非转移性直肠癌中的预后情况。分别分析外显子9和20突变对非转移性结直肠癌的预后影响。结果:1、在TCGA数据中,PIK3CA基因在非转移结直肠癌中的突变率为26.3%,在非转移性结肠癌中,PIK3CA突变率为30.0%,在非转移性直肠癌中,PIK3CA突变率仅为15.7%。在非转移性结直肠癌中,外显子9、外显子20和外显子1突变率位居前三,分别为10.3%、7.1%和5.6%。外显子9的E545K、E542K,外显子20的H1047R和外显子1的R88Q是突变频率较高的几个热点突变。进一步的分析发现,非转移性结直肠癌患者PIK3CA基因突变型与野生型在肿瘤部位(p=0.003)、TNM分期(p=0.011)、区域淋巴结转移(p=0.011)中具有统计学差异。外显子9突变型与野生型在肿瘤部位(p=0.038)中有统计学差异。外显子20突变型与野生型在肿瘤部位(p=0.002)、区域淋巴结转移(p=0.045)中有统计学差异。Kaplan-Meier分析结果显示,在非转移性结直肠癌中,PIK3CA突变型与野生型的总生存期(OS)无显著差异(p=0.753);在非转移性结肠癌中,PIK3CA突变型与野生型的OS也无显著差异(p=0.836);同样的,在非转移性直肠癌中,PIK3CA突变型与野生型的OS无显著差异(p=0.963)。具体到外显子1、9和20,在非转移性结直肠癌中,外显子1突变型和野生型OS无显著差异(p=0.402);外显子9突变型与野生型的OS无显著差异(p=0.585);外显子20突变型与野生型的OS也无显著差异(p=0.386)。2、在本院数据中,PIK3CA基因在非转移性结直肠癌中突变率为7.8%,非转移性结肠癌中突变率为9.4%,非转移性直肠癌中突变率为4.6%。在非转移性结直肠癌中,外显子9突变率为2.9%,外显子20突变率为4.9%。非转移性结直肠癌患者PIK3CA突变型与野生型在年龄(p=0.032)、肿瘤部位(p=0.029)、TNM分期(p=0.019)和区域淋巴结转移(p=0.007)中有统计学差异。外显子9突变型与野生型在年龄、肿瘤部位、区域淋巴结转移、TNM分期等临床病理特征中均无统计学差异。外显子20突变型与野生型在年龄(p=0.001)、肿瘤部位(p=0.029)、TNM分期(p=0.001)和区域淋巴结转移(p=0.015)中有统计学差异。Kaplan-Meier分析结果显示,在非转移性结直肠癌中,PIK3CA突变型与野生型的OS无显著差异(p=0.567);在非转移性结肠癌中,PIK3CA突变型与野生型的OS也无显著差异(p=0.531);同样的结果在非转移性直肠癌中也被发现,PIK3CA突变型与野生型的OS无显著差异(p=0.774)。具体到外显子,在非转移性结直肠癌中,外显子9突变型与野生型在OS上无显著差异(p=0.354)。外显子20突变型与野生型在OS也无显著差异(p=0.895)。结论:1、PIK3CA基因突变与非转移性结直肠癌患者的预后无关。2、在非转移性结直肠癌中,PIK3CA基因突变与年龄、肿瘤部位、TNM分期和区域淋巴结转移有关。3、在非转selleckchem PF-03084014移性结直肠癌中,PIK3CA外显子9突变与肿瘤部位有关;4、在非转移性结直肠癌中,PIK3CA外显子20突变与年龄、肿瘤部位、TNM分期和区域淋巴结转移有关。

氨茶碱治疗蛛网膜下腔阻滞麻醉后头痛的效果观察

目的 观察氨茶碱治疗蛛网膜下腔阻滞麻醉后头痛的效果。方法 选取2019年6月1日至2021年10月30日该院收治的53例蛛网膜下腔阻滞麻醉后头痛患者,将其随机分为氨茶碱组(26例)和对照组(27例)。氨茶碱组患者给予氨茶碱200 mg静脉滴注,对照组Common Variable Immune Deficiency给予等量生理盐水静脉滴注。观察输注后0 min(T_0)、30 min(T_1)、60 min(T_2)两组患者的疼痛视觉模拟评分法(VAS)评分、血流动力学参数及患者和医疗团队对治疗效果的满意度情况。结果 氨茶碱组T_1、T_2的VAS评分均低于T_0(P<0.05)。氨茶碱组T_1、T_2的VAS评分均低于对照组(P<0.05)。氨茶碱组T_0收缩压/T_2收缩压的比值和T_0心率/T_2心率的比值均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。氨茶碱组治疗后GDC-0068体外镇痛药物使用率及住院时间明显低于对照组(P<RSL3抑制剂0.05)。氨茶碱组患者和医疗团队对治疗效果的满意度评分均高于对照组(P<0.05)。结论 静脉滴注氨茶碱可快速有效地缓解蛛网膜下腔阻滞麻醉后头痛,改善患者的血流动力学参数,减少镇痛药物的使用、缩短患者的住院时间,患者及医疗团队均对治疗效果满意。