降解纤维素丝状真菌的融合选育以及理性改造

作为一个农业大国,我国每年会产生大量的农业废弃生物质。其中纤维素在农业废弃物中的含量高达40%-50%,是农作物通过光合作用实现碳固定的主要产物。高效的纤维素降解技术可实现废弃生物质的可持续利用。与传统的化学处理法相比,利用微生物发酵降解纤维素的生物催化法具有高效且清洁的优点。合理的发酵策略和高效的工程菌株是利用发酵法降解纤维素的关键。其中,以废弃生物质作为固态发酵基质,利用耐高温微生物进行开放式固态发酵,不仅可以显著提高废弃生物质的降解效率,还可以利用高温环境有效抑制开放发酵体系中的杂菌Decitabine体外污染,该过程对加速全球碳循环具有重要的现实意义。然而,尚无纤维素降解模式菌株同时具备较高的纤维素降解综合能力以及高温耐受性。工业微生物育种技术的快速发展,为获得具有优良特性的菌株提供了丰富的策略。其中原生质体融合技术可实现不同种属亲本间优异性能的综合,从而获得同时具备亲本优良性状的进化菌株。本研究利用原生质体融合hepatic vein技术获得了具备较强耐热性能的融合菌株,并以此作为底盘进行基因工程改造,最终获得了可在高温条件下高效降解纤维素的工程菌株。本研究主要包括以下三部分:(1)融合菌株的构建及筛选鉴定。本研究综合评估了可实现纤维素降解的黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、粗糙脉孢霉(Neurospora crassa)、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、嗜热毁丝霉(MyPuromycin供应商celiophthora thermophila),选取了具有较强生长性能的黑曲霉和具有较强耐热性能的嗜热毁丝霉作为原生质体融合的亲本,并优化了原生质体制备的条件。而后利用聚乙二醇介导的化学融合法进行细胞融合,并对融合过程进行了优化,最终获得了一株在45℃高温环境中具备较优生长性能和较高纤维素酶活性的融合菌株。(2)融合菌株固态发酵过程优化。首先优化了融合菌株的固态发酵过程,确定了最优的固态发酵条件为:玉米秸秆预处理氨水浓度12.95%,发酵初始p H 6.46,液固比2.03,发酵周期5.68天。最后测定了融合菌株纤维素酶活性,滤纸酶活性8.64 U/g,β-葡萄糖苷酶活性18.66 U/g,内切葡聚糖酶活性3.67 U/g,外切葡聚糖酶活性2.45 U/g。(3)高效降解纤维素工程菌株的构建。首先在融合菌株中分别异源表达了编码高效纤维素酶的基因eg7a和cel6a。而后检测了其纤维素酶活性,工程菌株An Mt31-eg7a表达的内切葡聚糖酶活性提高了1.23倍,An Mt31-cel6a表达的外切葡聚糖酶活性提高了1.89倍,并且两种工程菌株表达的纤维素酶都具有较强的耐热性能。本研究通过原生质体融合技术,获得了一株具备较强耐热性能和较优纤维素降解性能的融合菌株,并建立了实现纤维素高效降解的固态发酵策略。而后对融合菌株进行理性改造,异源表达了eg7a和cel6a基因,进一步提高了纤维素酶的综合性能。该研究为提高纤维素酶综合性能提供了一种新颖的策略,并为后续研究提供了指导。

小檗碱介导自噬调控1,3-β-葡聚糖所致肺部炎症作用机制研究

目的:1,3-β-葡聚糖是真菌细胞壁的主要组成成分,占真菌细胞壁的50%以上。因此利用1,3-β-葡聚糖诱导的肺部炎症模型来进行真菌暴露引起的过敏性肺炎的研究。自噬是一种高度保守的细胞内降解和能量循环机制,有助于维持细胞稳态。小檗碱是一种从中草药黄连等植物中分离出来的异喹啉生物selleckchem MC3碱,具有广泛的药理特性,可用于治疗多种疾病,如炎症等。同时,小檗碱作为一种自噬调节剂,可通过介导自噬影响疾病发生发展,从而达到缓解疾病的目的。综上,在以上假设的基础上,本研究利用1,3-β-葡聚糖建立肺部炎症模型,在此基础上给予小檗碱处理,探究小檗碱能否通过介导自噬进而对1,3-β-葡聚糖所诱导的肺部炎症发挥积极作用。方法:Riverscape genetics本研究选取健康雄性C57BL/6小鼠,按体重随机分为4组,通过腹腔注射戊巴比妥钠麻醉所有小鼠。实验组小鼠采用非暴露气管灌注50μl 1,3-β-葡聚糖悬浊液建立肺部炎症模型;同时,给与对照组小鼠50μl无菌生理盐水。建立模型1天后开始腹腔注射小檗碱悬浊液,小檗碱注射频次分别为一天一次和两天一次。并于模型建立3天和28天后进行杀鼠取材,收集肺组织和肺泡灌洗液。吉姆萨染色计数肺泡灌洗液炎性细胞数量。HE染色、Masson染色观察肺组织病理改变情况。Realtime PCR、ELISA检测肺组织和肺泡灌洗液炎性细胞因子表达和分泌水平。LDH试剂盒检测肺组织乳酸脱氢酶分泌水平。透射电镜检测肺组织自噬小体数量。Western Blot检测肺组织自噬相关蛋白表达水平。免疫荧光染色观察肺组织自噬相关蛋白表达以及定位情况。结果:1、1,3-β-葡聚糖可诱导小鼠肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中炎性细胞增多,小檗碱处理后减少BALF中炎性细胞数量。2、1,3-β-葡聚糖可诱导小鼠肺组织产生炎性相关病理改变,如炎性细胞积聚等,小檗碱处理后,小鼠肺组织炎性相关病理改变程度减轻。3、1,3-β-葡聚糖可诱导小鼠肺组织产生蓝色胶原,小檗碱处理后,小鼠肺组织胶原沉积水平减轻。4、1,3-β-葡聚糖可诱导小鼠肺组织中炎性细胞因子的基因表达水平增加,小檗碱处理后,小鼠肺组织炎性细胞因子基因表达水平降低。5selleck合成、1,3-β-葡聚糖可诱导小鼠肺组织中炎性细胞因子的分泌增加,小檗碱处理后,小鼠肺组织炎性细胞因子分泌减少。6、1,3-β-葡聚糖可诱导肺组织乳酸脱氢酶分泌增加,小檗碱处理后肺组织乳酸脱氢酶分泌减少。7、小檗碱可减少1,3-β-葡聚糖诱导的肺组织自噬小体的数量。8、小檗碱可显著降低1,3-β-葡聚糖诱导的自噬相关蛋白LC3、P62的表达水平,同时可增加LAMP1的表达水平。9、1,3-β-葡聚糖可引起自噬小体和溶酶体的融合障碍,小檗碱逆转了由1,3-β-葡聚糖引起的这一现象。结论:1、小檗碱能够抑制1,3-β-葡聚糖诱导的肺部炎症的进展;2、小檗碱能够通过介导自噬进而对1,3-β-葡聚糖所致肺部炎症发挥抑制作用。

内分泌干扰物三氯生和双酚A对斑马鱼神经毒性的健康风险研究

三氯生(Triclosan,TCS)和双酚A(Bisphenol A,BPA)作为两种典型环境内分泌干扰物已被证实具有雌激素作用,在人类日常生活与工业生产中的运用也极为广泛,并且在各类环境介质尤其是水体中被频繁检出,对环境生物和人类健康构成了严重威胁.本研究选择常见的两种典型内分Cardiac biopsy泌干扰物TCS和BPA为对象,以斑马鱼作为脊椎模式生物,分析比较了TCS和BPA对斑马鱼神经发育和行为的影响.结果表明:TCS和BPA均会诱导斑马鱼胚胎产生表观畸形,如心包水肿、卵黄囊肿、游囊关闭等;TCS和BPA暴露会抑制幼鱼的运动活性,对运动相关神经元有损伤作用,并影响幼鱼体内乙酰胆碱酯酶的活性,进而造成神经行为的失调.此外,TCS和BPA均会导致斑马鱼幼鱼新生神经元细胞的数量下降,在幼鱼的脑部、心包、游囊和卵黄出凋亡细胞明显增加,对中枢神经系统发育产生影响.药靶预测结合京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and GenoDinaciclib溶解度mes ,KEGG)和基因本体(Gene Ontology,GO)分析分析比较了TCS和B确认细节PA作用的代谢通路及其致毒机制是不同的.本研究为TCS和BPA环境暴露的健康风险评估和风险预警提供了重要参考.

异基因造血干细胞移植治疗ASXL1基因突变的骨髓增生异常综合征患者的效果

目的 探讨异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)治疗ASXL1基因突变(ASXL1~+https://www.selleck.cn/products/Y-27632.html)的骨髓增生异常综合征(MDS)患者的疗效及影响因素。方法 对247例初诊为MDS患者进行二代测序技术检测22种基因突变情况。根据治疗方式分为化疗组和移植组,比较两组总生存期(OS)、无进展生存期(PFS)的差异,并对移植患者预后的影响因素进行分析。结果 75例(30.36%)患者检测到ASXL1~+,中位突变比例为42.93(18.10,58.39)%。其中10例接受支持治疗,43例接受化疗,22例接受allo-HSCT,移植组2年OS及PFS率较化疗组显著增加(P <0.05);移植组ASXLselleck产品1低突变负荷组(VAF≤42.93%)2年OS率较ASXL1高突变负荷(VAF> 42.93%)组显著增加(P <0.05)。在ASXL1~+患者接受allo-HSCT的背景下,RUNX1基因突变(RUNX1~+)或U2AF1基因突变(U2AF1~+)患者的2年OS率及PFS率显著减低(P <0.05)。进行多因素分析结果显示,ASXL1高突变负荷、U2AF1~+是影响移植teaching of forensic medicine患者OS的独立危险因素(P <0.05)。U2AF1~+是移植患者PFS的独立危险因素(P <0.05)。结论 allo-HSCT显著改善了ASXL1~+MDS患者的预后,ASXL1高突变负荷、U2AF1~+是影响移植疗效的独立危险因素。

CSIG、SIRT1、CYR61、IL-8表达与良性前列腺增生临床进展相关性分析

目的:很多分子标记物的表达异常与良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia, BPH)临床进展密切相关,本研究探讨BPH组织中细胞衰老抑制基因(CSIG)、沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)、富半胱氨酸61(CYR61)和白细胞介素-8(IL-8)蛋白表达水平,并分析与BPH临www.selleck.cn/products/PF-2341066床进展相关因素之间相关性。方法:收集96例接受BPH手术患者的前列腺组织作为临床进展组,并且收集20例行全膀胱手术且无明显下尿路症状患者的前列腺组织作为对照组。临床数据如年龄、前列腺体积(PV)、血清前列腺特异性抗原(PSA)水平、国际前列腺症状评分(IPSS)、体重指数(BMI)、血糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)进行记录,利用Western-blot检测前列腺组织中CSIG、SIRT1、CYR61和IL-8蛋白表达水平,并与上述BPH临床数据进行相关性分析,infected false aneurysm免疫组化ABC法对前列腺组织中蛋白表达定位进行检测。结果:Western-blot结果表明与对照组比较,BPH临床进展组中CSIG、SIRT1、CYR61和IL-8蛋白表达水平显著增高(PEmricasan体内实验剂量<0.05),免疫组化结果显示BPH临床进展组中CSIG、SIRT1、CYR61和IL-8阳性表达率分别为58.3%(56/96)、41.7%(40/96)、75.0%(72/96)和52.1%(50/96)。CSIG和CYR61蛋白表达水平与患者年龄、PV、血清PSA、TG呈正相关(P<0.05),SIRT1蛋白表达水平与患者年龄、BMI呈正相关(P<0.05),IL-8蛋白表达水平与患者年龄、PV、血清PSA呈正相关(P<0.05)。结论:CSIG、SIRT1、CYR61和IL-8表达异常与BPH临床进展危险因素均存在不同程度的相关性,CSIG对BPH临床进展促进作用最为显著。

慢性肾脏病患者血清甲状腺激素与肾间质纤维化的相关性研究

目的:通过检测慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)患者血清中甲状腺激素水平,探讨甲状腺激素与肾间质纤维化严重程度之间的关系。方法:回顾性收集2019年01月至2022年10月于吉林大学第一医院肾病内科入院,其中被确诊为CKD的369例患者的临床资料。参照2016年Ig A肾病牛津分型和Katafuchi评分标准重新病理阅片及分组,将患者按肾间质纤维化严重程度分为T0组247例(无或轻度纤维化组)、T1组91例(中度纤维化组)和T2组31例(重度纤维化组)。收集与整理患者的性别、年龄、体重、既往病史等一般资料及血清游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、血清游离甲状腺素(FT4)、促甲状腺激素(TSH)、血肌酐(Scr)、血清尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、血清白蛋白(Alb)、24小时尿蛋白定量(24h-UTP)、估算肾小球滤过率(e GFR)、血红蛋白(Hb)等临床指标,比较不同程度肾间质纤维化患者的甲状腺功能指标的差异,探究甲状腺激素和肾间质纤维化之间的关系确认细节,再应用logistic回归分析肾间质纤维化的危险因素。结果:1.本研究共纳入了369例CKD患者,其中167例甲状腺功能正常,56例甲状腺功能减退,34例亚临床甲状腺功能减退,96例低T3综合征,12例甲状腺功能亢进,4例亚临床甲状腺功能亢进。2.随着肾间质纤维化程度加重,C更多KD患者血清FT3值逐渐下降。T0组、T1组和T2组血清FT3含量分别是3.81±0.98pmol/l,3.50±0.96poml/l,3.19±0.63pmol/l,差异有统计学意义(P<0.05)。血清FT4和TSH含量三组间差异无统计学意义(P>0.05)。3.CKD患者FT3与临床生化指标的相关性:FT3与Scr(r=-0.291,P<0.05),BUN(r=-0.321,P<0.05),24小时尿蛋白定量呈负相关(r=-0.348,P<0.05),与e GFR呈正相关(r=0.316,P<0.05)。4.CKD患者甲状腺功能与肾间质纤维化的相关性:FT3与肾间质纤维化严重程度呈负相关(r=-0.228,P<0.05),即FT3水平越低,肾间质纤维化程度越重。FT4、TSH与肾间质纤维化严重程度无相关性(P>0.05)。5.CKD患者肾脏病理特点Repeat hepatectomy与肾间质纤维化的相关性:肾小球节段硬化与肾间质纤维化呈正相关(r=0.424,P<0.05),肾小球系膜增生与肾间质纤维化呈正相关(r=0.278,P<0.05)。6.单因素分析提示高血压、Scr、BUN、肾小球节段硬化、肾小球系膜增生、较低水平的e GFR、较低水平的Hb和较低水平的FT3为中度和重度肾间质纤维化的危险因素。将上述指标纳入多元Logistic回归中,结果提示肾小球节段硬化[OR:5.07,95%CI(2.589-9.930),P<0.001;OR:42.17,95%CI(1.579-1126.429),P<0.05]和较低的e GFR[OR:0.969,95%CI(0.957,0.982),P<0.001;OR:0.859 95%CI(0.788-0.937),P<0.01]是中度和重度肾间质纤维化的危险因素,除此之外,肾小球系膜细胞增生也是重度肾间质纤维化的危险因素[OR:7.694,95%CI(1.268-46.701),P<0.05]。结论:1.随着肾间质纤维化程度加重,CKD患者血清FT3水平逐渐减少,提示FT3可以用来评估肾间质纤维化的程度。2.CKD患者血清FT3水平与肾间质纤维化严重程度呈负相关,提示FT3可能对肾脏有保护作用。3.肾小球节段硬化、肾小球系膜增生和较低的e GFR是肾间质纤维化的危险因素。

刺槐素调控NF-κB/NFATc1信号轴抑制破骨细胞分化的机制研究

目的 MDV3100探讨刺槐素对破骨细胞分化的影响及机制。方法 通过细胞计数试剂盒-8法评估刺槐素对小鼠骨髓来源单核巨噬细胞(BMMs)增殖活性的影响,采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色评估刺槐素对BMMs破骨分化诱导的影响,采用破骨细胞伪足小体免疫荧光染色研究刺槐素对破骨分化过程中伪足小体形成的影响,并采用qRT-PCR法验证刺槐素处理下BMMs破骨分化过程中核心转录因子活化T-细胞核因子1(NFATc1)和相关特征基因在转录水平的变化。最后通过Western blot法检测刺槐素对NF-κB受体活化因子配体(RANKL)刺激下NF-κB活性及破骨分化过程中NFATc1表达的影响。结果 2μmol/L及以下浓度刺槐素对BMMs无明显毒性。刺槐素可浓度依赖性地抑制BMMs在RANKL刺激下破骨分化过程,在2μmol/L刺槐素干预下几乎无成熟破骨细胞生成。与此同时,刺槐素可显著抑制破骨细胞分化过程中伪足小体的形成。刺槐素可抑制破骨细胞分化过程中下游耐酒石酸酸性磷酸酶(ACP5)、破骨细胞相关受体(OSCAR)、组织蛋白酶K(CTSK)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)等特征基因的转录。在机制上,刺槐素可通过抑制RANKL刺激下BMMs内NF-κB信号通路p65磷酸化激活,进而下调NFATc1、MMP-9的表达,达KPT-330使用方法到抑制破骨细胞分化的作用。结论 刺槐素可通过下调medicine shortageNF-κB/NFATc1信号轴抑制BMMs破骨分化过程。

四仙方“温肾健脾,活血生血”功能对化疗所致血小板减少症的机理研究

研究目的近几年来,恶性肿瘤的发病率持续增高,是威胁人类身体健康的常见疾病之一。治疗恶性肿瘤的主要手段仍是化疗,而化疗导致的血小板减少症其发病率较高,特别是卡铂化疗引起的血小板减少发生率高达81.8%~([1]),对恶性肿瘤患者继续治疗和生活质量均具有限制性作用。目前,已批准用于肿瘤化疗所致血小板减少症(Chemotherapy induced thrombocytopenia CIT)的药物品种较少,且生物药物、化学药物、中成药各有不足。生物药输注血小板疗效稳定,但不良反应较多且价格昂贵;化学药物中我国能用的比较少,根据我国药品监督管理局批准用于治疗CIT的药物有重组人血小板生成素(rh TPO)和重组人白细胞介素-11(rh IL-11),但是美国FDA只批准rh IL-11用于治疗化疗所致血小板减少症,所以我国现在临床应用较多仍是rh IL-11,且作用强度和起效时间较差;中成药中并未有专门针对恶性肿瘤患者化疗所致血小板减少症“脾肾阳虚,血瘀血虚”病机的药。因此,目前临床迫切需求更为安全、有效、经济的化疗所致血小板减少症的药物。本研究是导师及其团队在多年从事中医药防治恶性GDC-0068分子量肿瘤临床工作中,逐渐整理、总结、筛Medicinal herb选出的针对化疗所致血小板减少症的有效经验方,经临床验证安全、有效的“四仙方”~([2])为基础,开发具有温肾健脾,活血生血功效,用于治疗化疗引起血小板减少症的医疗机构中药制剂——“四仙颗粒”,弥补当前治疗化疗所致血小板减少症药物的不足,满足临床对安全、有效、经济的治疗化疗所致血小板减少症的中药制剂的迫切需求。同时又能够发挥中医药改善恶性肿瘤治疗毒副反应、支持化疗治疗、提升患者生活质量的优势,符合临床需求。本研究通过动物实验,由外周血到造血系来阐述四仙方“温肾健脾,活血生血”功能对化疗所致血小板减少症的机理。研究方法根据四仙方药物功效将四仙方进行拆方,温肾健脾组由仙茅、淫羊藿、灵芝、茯苓、黄芪、大枣组成,提取制成0.4 g生药/m L药液。将120只SPF级KM小鼠随机分成6组:正常对照组、模型组、rh IL-11组(250μg/kg)、四仙方组(20 g/kg)、温肾健脾组(12 g/kg)和活血生血组(8 g/kg)。自试验第1天开始,正常对照组、模型组分别灌胃蒸馏水,四仙方组、温肾健脾组和活血生血组分别灌胃相应药物,灌胃给药体积均为20 m L/kg;rh IL-11组皮下注射重组人白介素-11溶液,注射给药按体积为10 m L/kg。每天1次,连续给药14天。在给药第8天后,除正常对照组以外,其他各组小鼠均采取尾静脉注射卡铂溶液,配制浓度为5 mg/m L,注射体积按体重0.15 m L/10g,以建立化疗致血小板减少小鼠模型。正常对照组的小鼠按相同给药方法给药,体积相同,将生理盐水从尾静脉注注入。在实验第14天末次给药40 min后,用动物血细胞分析仪测定采集的小鼠眼眶静脉血中血小板数量;小鼠采取脱颈椎处死的方法,右侧股骨小心分离出来,用6号针吸取1m LRPMI1640培养液对骨髓腔进行反复冲洗,经洗涤和染色后上BD C6流式细胞仪检测CD34~+和CD41~+CD61~+阳性细胞比例,分离左侧股骨,置于10%甲醛固定24 h。脱钙后用石蜡包埋,并切成约5μm厚切片。再用苏木精和伊红(H&E)染色,显微镜下拍照分析巨核细胞数量。研究结果四仙方及其拆方对化疗所致血小板减少症小鼠外周血血小板计数用SPSS22软件对实验数据进行统计后,与正常对照组比较,模型组小鼠血小板数量显著降低(p<0.01),表明造模成功;与模型组相比,各给药组血小板数量均较模型组升高(p<0.01,p<0.05),其中四仙方组血小板计数(1048±230)×10~9/L最高。四仙方及其拆方对化疗所致血小板减少症小鼠骨髓CD34~+细胞表达率结果显示与正常对照组比较,模型组小鼠骨髓细胞中CD34~+细胞比例显著减少(p<0.01);与模型组相比,各给药组CD34~+细胞比例均较模型组升高(p<0.01,p<0.05)。其中四仙方组小鼠骨髓细胞CD34~+表达率(0.35±0.17)%为最明显组。四仙方及其拆方对化疗所致血小板减少症小鼠骨髓细胞CD41~+CD61~+表达率结果显示与正常对照组比较,模型组小鼠骨髓细胞中CD41~+CD61~+细胞比例显著减少(p<0.01);与模型组相比,各给药组血小板数量均较模型组升高,其中四仙方组数据亦是最好,统计学意义明确。四仙方及其拆方对化疗所致血小板减少症小鼠股骨巨核细胞数量的检测,与正常对照组比较,模型组小鼠骨髓中巨核细胞数量显著减少(p<0.01);与模型组相比,各给药组血小板数量均较模型组升高(p<0.01,p<0Blebbistatin核磁.05)。研究结论卡铂注射液给KM小鼠进行造模,试验结果进行数据统计,与正常对照组比较,模型组小鼠血小板数量显著降低(p<0.01),表明造模成功,可以用以研究化疗所致血小板减少症。四仙方组对化疗所致血小板减少症小鼠外周血细胞计数、小鼠骨髓CD34~+细胞表达率、小鼠骨髓细胞CD41~+CD61~+表达率及鼠股骨巨核细胞数量的检测均取得了不错的效果。温肾健脾组各组数据均略低于四仙方组,与rh IL-11组相当,说明我们治疗化疗所致血小板减少症是重要的治疗原则。综上所述,四仙方“温肾健脾,活血生血”功能对化疗所致血小板减少症的疗效明确,其组方科学合理,值得广泛推广用于临床。

秋葵花黄酮提取物通过JAK-STAT信号通路保护葡聚糖硫酸钠诱导的人正常结肠上皮细胞损伤

目的 探讨秋葵花黄酮提取物(AFE)对葡聚糖硫酸钠(dextran sulfa寻找更多te sodium, DSS)诱导的人正常结肠上皮细胞NCM460损伤的保护作用。方法 采用比色法测定AFE中总黄酮含量并利用UPLC-QE-Orbitrap-MS分析黄酮组分,采用比色法测定DPPH~+和ABTS~+自由基清除率以评估AFE抗氧化能Triterpenoids biosynthesis力。采用不同浓NVP-TNKS656价格度的AFE溶液(0.025、0.050和0.100 mg/ml)处理NCM460细胞12 h,再用75 mg/ml DSS溶液处理12 h。干预结束后,利用Hochest 33258染色和JC-1染色评估细胞凋亡情况,利用ELISA和Western blot检测细胞中IL-6水平,利用Western blot检测JAK-STAT信号通路相关蛋白表达水平。结果 AFE中总黄酮含量为62.57%±0.06%,黄酮成分多以黄酮糖苷形式存在,DPPH~+和ABTS~+自由基清除率IC_(50)分别为(0.671±0.027)mg/ml和(0.052±0.007)mg/ml。体外细胞实验中,DSS促使NCM460凋亡,细胞内出现凋亡小体和皱缩态细胞核,细胞膜电位降低,AFE处理后凋亡小体减少,细胞膜电位恢复。同时,DSS处理后,细胞IL-6水平增高,JAK-STAT通路异常激活,AFE干预后IL-6水平降低(P<0.05),并降低JAK水平和STAT3磷酸化水平(P<0.05)。结论 AFE是一种成分复杂的有效抗氧化剂,能通过抑制JAK-STAT通路,抵抗DSS引起的NCM460细胞损伤,在肠道疾病中有一定的应用潜力。

大豆红色种皮的花青素鉴定及相关基因发掘

大豆(Glycine max)是一种重要的经济作物。目前人工成规模种植的品种主要是栽培大豆,它们由野生大豆(Glycine soja)驯化而来。从野生大豆祖先驯化形成现代栽培大豆的过程中,种皮颜色发生了显著的变化。叶绿素与花青素是造成种皮颜色差异的主要原因,叶绿素决定绿色种皮,花青素决定深色种皮。越来越多的研究表明,长期食用花青素或富含花青素的食物对健康有一系列的好处。此外,大豆种皮颜色是一种非常便于观察的生物学性状,是遗传学研究中常用的标记。使用不同的颜色来标记区分用于制药、食品饲料加工等商业用途的大豆PEG300将有望极大地降低原料筛选成本。因此,掌握大豆种皮颜色的形成机制具有重要意义。现有的研究表明大豆种皮颜色受到多个位点的影响,这些位点大多是花青素生物合成途径的关键酶和转录因子。但现有的研究仍无法完美解释种皮颜色的成因。对种皮显色过程中花青素变化的研究以及发掘新的种皮颜色影响基因为解决这一问题提供了可能。目前,对种皮花青素研究的对象基本为成熟种子,而对种皮发育过程中花青素成分和含量变化的研究鲜见报道。本研究利用超高效液相色谱串联质谱(Ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-ESI-MS/MS)检测黄色种皮大豆绥农14(SN14)和红色种皮大豆泰兴矮脚红(TXAJH)不同发育阶段种皮的花青素成分与含量,解析种皮呈现红色的分子基础;利用SN14和TXAJH杂交构建的重组自交系(Recombinant inbred lines,RIL)进行分离分组混合分析(Bulked segregant analysis,BSA),初步定位红色种皮相关基因的候选区域;在此基础上结合精细定位和基因表达水平分析,最终预测了红色种皮候选基因。具体研究成果如下:1、不同颜色种皮的花青素成分存在差异花青素检测结果表明,SN14和TXAJH在开花后第40、50、60和70天的种皮中共产生了12种花青素。在含量上,TXAJH种皮花青素的含量在种皮颜色由绿变红的过程中迅速升高并趋于稳定,而SN14种皮花青素的含量在种皮颜色由绿变黄的过程中连续下降,且显著低于同时期的TXAJH。在成分上,TXAJH开花后第70天的种皮中含量最高的三种花青素分别是矢车菊素-3-O-葡糖苷(Cyanidin-3-O-glucoside,Cy-3-glu)、芍药花素-3-O-葡糖苷(Peonidin-3-O-glucoside,Pn-3-glu)和牵牛花素-3-O-葡萄糖苷(Petunidin-3-O-glucoside,Pt-3-glu),它们分别占该时期种皮花青素总量的47%、37%和12%;同一时期在SN14种皮中含量最高的三种花青素分别是矢车菊素(Cyanidin,Cy)(76%)、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷(Pelargonidin-3-O-beta-D-glucoside,Pg-3-glu)(21%)和锦葵色素-3-O-葡萄糖苷(Malvidin-3-O-glucoside,Mv-3-glu)(3%)。对比该时期两组花青素的绝对含量,TXAJH三种花青素含量总和是SN14的200倍以上。表明Cy-3-glu、Pn-3-glu和Pt-3-glu是导致TXAJH种皮显现红色的主要原因。2、BSA-seq定位种皮色基因候选区间在RIL群体中分别构建了红色种皮和黄色种皮的基因混池,与亲本一起进行全基因组BSA-seq,最后以大豆参考基因组Wm82.a2.v1为模板对测序数据进行组装。变异位点韦恩统计显示共有2285504个SNP变异位点和501857个In Del变异位点可能与种皮颜色差异相关。利用欧式距离(Euclidean distance,ED)算法和index算法进行关联分析,将红色种皮候选区间初步定位于第8号染色体上,长度为8.66 Mb,包含1127个基因。该区间内有308个基因在亲本之间存在非同义变异,36个基因存在移码变异。GO富集分析结果表明这些变异基因的表达产物主要存在于细胞内有膜细胞器和细胞质以及蛋白酶体复合体中,具有转移酶活性和蛋白激酶活性,参与对花粉和辅酶的识别等生物过程。KEGG富集结果表明变异基因主要参与生物体的新陈代谢过程,并在类黄酮生物合成、植物昼夜节律和核黄素代谢途径显著富集。其中,类黄酮生物合成途径富集最为显著,表明候选区间内的相关基因可通过参与类黄酮生物合成途径来影响种皮的颜色。3、精细定位预测了4个红色种皮候选基因在BSA-seq初定位区间基础上进行精细定位,利用27个多态性标记进行连锁分析得到10种单倍型,将候选区间缩小至702 kb。区间内有37个基因在亲本间存在非同义变异。基因功能注释发现其中4个基因与类黄酮生物合成途径有关:Glyma.08g059900与MYB转录因子相关,Glyma.08g061300和Glyma.08g063900与b HLH转录因子相关,Glyma.08g062000为花青素还原酶1基因(ANR1)。基因表达结果显示,种皮发育过程中它们在TXAJH种皮中的表达水平明显高于同时期的SN14。不同时期种皮的基因表达水平和主要花青素含量的关联分析发现,Cy和Mv-3-glu的含量与候选基因表达水平负相关,Cy-3-glu、Pg-3-glu、Pn-3-glu和Pt-3-glu的含量与候选基因表达水平正相关且与Glyma.08g059900和GlymaSpine biomechanics.08g061300的表达水平具有显著的关联,表明候选基因表达水平与花青素含量之间存在极强的相关性。此外,TXAJH种皮中花青素合成途径相关结构基因的表达水平同样显著高于SN14。暗示Glyma.08g059900、Glyma.08g061300和Glyma.08g063900可能对这些结构基因产生了调控作用并促进了TXAJH种皮中花青素的合成与积累。综上,本研究最终预测Glyma.08g059900,Glyma.08g061300,Glyma.08g062000和Glyma.08g063900为红色种FUT-175细胞培养皮候选基因。