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细菌细胞周期关键蛋白与DNA的单细菌水平定量关系解析细胞周期分子机制

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细菌细胞周期关键蛋白与DNA的单细菌水平定量关系解析细胞周期分...

作者：张玉珍厦门大学

学位级别：硕士

细胞周期是生命的核心进程,由DNA复制周期和细胞分裂周期组成。相较于真核细胞周期,原核细胞周期内存在周期相互重叠,DNA多叉复制的现象,目前对其认识仍是有限的。细菌细胞周期研究的基础依赖于60多年前提出的三个经典定律:SMK的经典生... 详细信息

细胞周期是生命的核心进程,由DNA复制周期和细胞分裂周期组成。相较于真核细胞周期,原核细胞周期内存在周期相互重叠,DNA多叉复制的现象,目前对其认识仍是有限的。细菌细胞周期研究的基础依赖于60多年前提出的三个经典定律:SMK的经典生长定律;CH的复制和分裂周期耦合模型以及Donachie的复制起始质量恒定假说。近年来,控制细胞大小并维持其稳态的Adder模型也逐渐发展。随着研究的深入和单细胞技术的进步,部分研究者发现这些定律和模型适用于快生长周期,而慢生长周期下出现偏离。是否存在一种能满足所有细胞周期的模型,并能解释这些偏离是如何产生,以及是什么驱动了这些变化。目前探究细菌细胞周期控制机制的研究策略要么将DNA复制从细胞周期关键事件中分离出来,要么只关注细胞周期里程碑事件,如DNA复制/分离,细胞分裂等。将DNA复制和细菌细胞周期关键组成部分结合有望全面解决争议并理解细菌细胞周期机制。DnaA,FtsZ和MreB蛋白是DNA复制,细胞分裂以及形态维持等事件的关键调控因子,其中FtsZ和MreB蛋白分别与关键变量细胞长度和表面积密切相关。在这里,我们利用流式细胞仪高通量,多参数的优势,在单细菌水平双荧光同时考察了关键蛋白/变量与DNA含量的关系。无需同步化可以获得关键蛋白/变量在细胞周期里表达情况的全貌,并对其特征进行综合分析。我们使用上述方法在单细菌水平考察了拥有染色体数目为1或2,1或2或4,2或4,2或4或8,4或8以及8或16的六种细胞周期里关键蛋白表达与DNA含量的关系,发现关键蛋白FtsZ,MreB和DnaA表达均与DNA含量在拥有染色体数目≤2的细胞内呈不相关,在拥有染色体数目≥ 4的细胞中呈正相关,在细胞内含有≤2和≥4倍体时,两种关系互不干扰地共同存在。进一步考察细菌长度以及表面积分别与DNA含量的关系发现仍然在细胞内染色体数目≤2时不相关,在≥4时正相关。为了确定这是关键分子独有的特征还是细胞整体的普遍性状,我们考察了能代表细胞整体组成的总蛋白含量与DNA含量的关系,发现在任何染色数目下它们均呈正相关,表明2和4倍体区分关键蛋白/变量与DNA含量的关系是关键组分的独有特征。我们进一步将DNA和总蛋白比率与从慢到快生长的细胞内平均染色体复制起始点数目(oriC/cell)相关联,发现两者呈指数关系,其中当所有细胞的染色体数目≥4时DNA和总蛋白比率恒定不变;含有≤ 2倍体的细胞时,DNA和总蛋白比率与oriC/cell呈负相关。基于以上结果,我们首次发现了同时满足描述快慢生长周期的生长规律,并在单细菌水平和群体水平展示了拥有染色体数目≤2的细胞和≥4的细胞的细胞特征有本质不同。我们进一步对拥有染色体总数≤ 2,≥ 4以及包含2和4倍体的细胞里关键分子的表达进行了解析并探讨其分子机制。当细胞内染色体总数≤2时,我们发现关键分子含量在一个细胞周期里以功能依赖的方式变化,这也解释了为何单细菌水平关键蛋白表达与DNA含量不相关的原因。当细胞内染色体总数≥ 4时,我们通过关键蛋白与DNA以及DNA与总蛋白的单细菌水平结果计算得到关键蛋白/变量的合成速率,通过Nanopore三代测序获得准确的C期,通过oriC/cell=eλ(C+D)计算获得C+D期和D期。我们发现关键蛋白/变量合成速率与C期,C+D期和D期呈反比,这是首次通过实验证明关键蛋白/变量的合成与染色体动力学之间存在定量联系。为了进一步验证染色体数目2和4的细胞是细胞周期的关键转折点,我们对细胞内的2和4倍体含量进行了染色体数目调控,实现了关键蛋白/含量与DNA含量的关系的改变,再次证明了染色体数目2和4是细胞周期的关键转折点。综上,我们在单细菌水平观察到染色体数目决定细菌细胞周期关键分子表达与DNA含量的关系,发现了同时满足快慢细胞周期的生长规律,并提出了以染色体数目2和4为界区分细胞特征,且探讨了 2倍体和4倍体下可能的分子机制,为进一步理解细菌细胞周期现象学和分子机制的关系提供了新的视角。

关键词：细菌细胞周期关键蛋白 DNA含量染色体数目单细胞检测

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血管性认知障碍的关键蛋白研究进展

药学研究 2022年第10期41卷 678-682页

作者：谭晓云陈真中国药科大学药学院江苏南京211198

血管性认知障碍是指由各种脑血管疾病引起的认知损害,范围包括从轻度认知损害到血管性痴呆。它通常会影响大脑的高级功能,特别是在执行功能和记忆方面。近年来随着血管性认知障碍发病率的逐步上升,针对血管性认知障碍发病机制的通路研... 详细信息

血管性认知障碍是指由各种脑血管疾病引起的认知损害,范围包括从轻度认知损害到血管性痴呆。它通常会影响大脑的高级功能,特别是在执行功能和记忆方面。近年来随着血管性认知障碍发病率的逐步上升,针对血管性认知障碍发病机制的通路研究也在不断深入。本文对血管性认知障碍的关键靶蛋白进行综述,为血管性认知障碍的治疗和用药提供参考。

关键词：血管性认知障碍关键蛋白研究进展

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影响脑干细胞寿命的关键蛋白确定 004

影响脑干细胞寿命的关键蛋白确定

骨关节炎患者免疫炎症关键蛋白表达谱变化及中医药的干预研究

科技日报

作者：张佳欣

科技日报北京6月8日电（实习记者张佳欣）根据美国罗格斯大学的研究，一种最初被确定为胰岛素活动所必需的受体，也被发现存在于小鼠大脑深处的神经干细胞中，对脑干细胞的寿命至关重要，这一发现对大脑健康和未来治疗大脑疾病具有重... 详细信息

科技日报北京6月8日电（实习记者张佳欣）根据美国罗格斯大学的研究，一种最初被确定为胰岛素活动所必需的受体，也被发现存在于小鼠大脑深处的神经干细胞中，对脑干细胞的寿命至关重要，这一发现对大脑健康和未来治疗大脑疾病具有重要意义。这项发表在《干细胞报告》杂志上

关键词：神经干细胞关键蛋白

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中国免疫学杂志 2021年第11期37卷 1313-1318页

作者：鲍丙溪刘健万磊黄旦张颖龙琰孙广瀚安徽中医药大学第一附属医院合肥230031

目的:通过对骨关节炎(OA)免疫炎症关键蛋白表达谱的筛选及验证,探讨中医药对其的干预作用。方法:应用Raybiotech抗体芯片检测10例OA患者(OA组)、10例健康对照者(Control组)血清中关键蛋白的表达,应用酶联免疫吸附(ELISA)测定其关键蛋白... 详细信息

目的:通过对骨关节炎(OA)免疫炎症关键蛋白表达谱的筛选及验证,探讨中医药对其的干预作用。方法:应用Raybiotech抗体芯片检测10例OA患者(OA组)、10例健康对照者(Control组)血清中关键蛋白的表达,应用酶联免疫吸附(ELISA)测定其关键蛋白的表达;选取30例治疗前后OA患者,分为新风胶囊(XFC)联合中药饮片(实验组)11例、单纯中药组(对照组)19例,统计分析两组ESR、CRP、IgA、IgG、IgM、SF-36、SAS、SDS的变化情况。结果:与对照组比较,关键蛋白B7-1、ICOS、PD-L2均下调(P关键蛋白的表达改善OA患者的免疫炎症反应,XFC联合中药对上述指标的改善优于单纯中药组,其机制有待进一步阐述。

关键词：骨关节炎免疫炎症关键蛋白中医药

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治疗尿路感染顽疾的关键蛋白找到了 008

治疗尿路感染顽疾的关键蛋白找到了

科技日报

作者：陈曦吴军辉

尿路感染会引发多种严重疾病，具有感染人数多和反复感染的特点，是一种给患者带来终生痛苦的顽疾。研究发现，75%—95%的尿路感染是由尿路致病性大肠杆菌引起的，然而因其致病机制尚不清晰，在临床上，这一顽疾始终难以得到有效防治。... 详细信息

尿路感染会引发多种严重疾病，具有感染人数多和反复感染的特点，是一种给患者带来终生痛苦的顽疾。研究发现，75%—95%的尿路感染是由尿路致病性大肠杆菌引起的，然而因其致病机制尚不清晰，在临床上，这一顽疾始终难以得到有效防治。日前，南开大学科研团队的一项研究揭示?

关键词：尿路感染 PIT 尿路致病性大肠杆菌膀胱上皮细胞关键蛋白

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基于最小点覆盖及多参数方法的关键蛋白识别

计算机工程与应用 2008年第27期44卷 26-30页

作者：黄海滨杨路明王建新李绍华中南大学信息科学与工程学院

针对已有方法对关键蛋白识别度不高的现状,认为进一步提高识别度有两条途径:一是发现与关键蛋白关系更密切的参数,二是充分挖掘现有参数的信息并进行有效地整合。由于点覆盖在网络(图)拓扑结构上的重要地位而研究将其引入关键蛋白质的... 详细信息

针对已有方法对关键蛋白识别度不高的现状,认为进一步提高识别度有两条途径:一是发现与关键蛋白关系更密切的参数,二是充分挖掘现有参数的信息并进行有效地整合。由于点覆盖在网络(图)拓扑结构上的重要地位而研究将其引入关键蛋白质的识别中:针对算法的复杂性引进参数计算的相关算法将复杂度大幅度降低的同时对蛋白质网络进行最小点覆盖分析并获得一种新的拓扑参数-点覆盖参数,相关分析表明该参数与关键蛋白有着密切的联系。进一步研究发现,参数之间相关性的大小在很大程度上预示它们所蕴含的关键蛋白信息之间互补性的强弱,根据这一发现探讨利用包括点覆盖在内的各个参数的有限信息进行有效整合,仿真结果证实该方法能明显提高关键蛋白识别度。

关键词：点覆盖多参数关键蛋白识别

RNA基因沉默关键蛋白Argonaute在人类肿瘤中的表达及其作用

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中华实验外科杂志 2010年第12期27卷 1967-1968页

作者：汤朝晖刘颖斌全志伟上海交大医学院附属新华医院普外科 200092

真核生物中，小分子非编码核糖核酸（RNA）的作用主要为序列特异性的基因表达负调控，包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制和异染色质形成等，即RNA基因沉默。随着研究的深入，发现许多非编码小分子RNA的胞内蛋白质合作者，参与了小RNA的加... 详细信息

真核生物中，小分子非编码核糖核酸（RNA）的作用主要为序列特异性的基因表达负调控，包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制和异染色质形成等，即RNA基因沉默。随着研究的深入，发现许多非编码小分子RNA的胞内蛋白质合作者，参与了小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能，其中发挥重要核心作用的Argonaute（Ago）蛋白引起了众多科学家的高度重视。Ago蛋白是RNA诱导沉默复合体（RISC）的核心元件，

关键词： RNA干扰关键蛋白基因沉默人类肿瘤小分子RNA 序列特异性真核生物基因表达

EGCG、Taurine和Genistein联合抗大鼠肝纤维化作用的关键蛋白验证研究

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EGCG、Taurine和Genistein联合抗大鼠肝纤维化作用的关键蛋白验证...

作者：霍亚妮广西医科大学

学位级别：硕士

目的:以表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、牛磺酸(Taurine)和三羟基异黄酮(Genistein)三种具有不同抗纤维化作用的药物组成联合药物干预CC14诱导的肝纤维化大鼠及肝星状细胞HSC-T6后,对前期用i TRAQ标记联合质谱的技术筛选和鉴定出肝星... 详细信息

目的:以表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、牛磺酸(Taurine)和三羟基异黄酮(Genistein)三种具有不同抗纤维化作用的药物组成联合药物干预CC14诱导的肝纤维化大鼠及肝星状细胞HSC-T6后,对前期用i TRAQ标记联合质谱的技术筛选和鉴定出肝星状细胞、大鼠肝组织及血清中差异表达的9个蛋白质Mst4、CDK4、Fgb、Tpi1、FVII、Hdgf、Glud 1、Lamp1、Cathepsin D进行深入的体内外验证;并从中选出感兴趣的蛋白FVII,构建稳定慢病毒载体对HSC-T6中FVII进行基因干扰,筛选到稳转株后,采用联合药物干预,观察细胞行为学变化,以对FVII蛋白在肝纤维化发生发展中的功能进行更深一步的研究。研究结果以期验证联合用药抗肝纤维化作用的关键蛋白,探讨联合用药抗肝纤维化作用的机理,为肝纤维化的药物筛选及早期诊断提供帮助。方法:1.关键蛋白的体内外验证研究:(1)以CC14诱导大鼠肝纤维化模型,在造模成功后给予EGCG、Taurine和Genistein组成的联合药物治疗6周,采集大鼠血清和肝组织,HE染色观察肝组织病理变化。(2)以HSC-T6细胞株为对象,应用联合药物对其进行干预后收集细胞。(3)提取肝组织及细胞的RNA和蛋白质,采用Western blot和RT-qPCR技术分别在mRNA和蛋白水平对9个可能的关键蛋白进行验证,并用ELISA法测定血清中FVII的含量。2.关键蛋白FVII的功能分析:(1)运用RNAi技术构建并筛选出稳定过表达FVII的慢病毒载体,构建FVII基因过表达的稳转细胞株。(2)CCK-8法检测过表达FVII的HSC-T6增殖情况,分析FVII对HSC-T6增殖的影响。(3)联合药物干预过表达FVII的HSC-T6,CCK-8法检测各组细胞的药物抑制率,分析fvii过表达后对联合药物干预hsc-t6的增殖影响。(4)流式细胞术检测联合药物干预的hsc-t6亲本株、fvii过表达hsc-t6细胞株的细胞周期变化,分析fvii过表达后对联合药物干预hsc-t6的细胞周期的影响。结果:1.关键蛋白的体内外验证结果:(1)给药六周后,he染色结果显示,联合用药组能减轻大鼠纤维化程度。(2)westernblot检测发现,联合用药干预后,与模型组相比,大鼠肝组织fⅦ、cdk4、hdgf蛋白表达量显著降低;与对照组相比,药物组肝星状细胞中lamp1、mst4、fⅦ蛋白表达量降低,tpi1蛋白表达量升高,差异有统计学意义。(3)real-timeqpcr检测发现,与模型组相比,联合用药组大鼠肝组织中lamp1、fvii、hdgf、glud1的表达量降低,差异有统计学意义。与对照组相比,联合用药组细胞中fvii的mrna表达水平在用药后降低,fgb、tpi1的mrna表达量升高,差异有统计学意义。(4)elisa结果显示,与模型组相比,药物干预6周后联合用药组大鼠血清中fvii含量降低,差异有统计学意义。2.关键蛋白fvii的功能分析结果:(1)cck-8法绘制hsc-t6亲本株、nc株及fⅦ过表达株细胞的生长曲线,发现fⅦ过表达后,肝星状细胞增殖加快。(2)在fⅦ过表达hsc-t6细胞株中,高剂量药物对细胞增殖抑制显著,低、中剂量组药物对细胞增殖抑制不显著;在hsc-t6亲本株与nc株中,中、高剂量药物对细胞抑制显著;低剂量药物对细胞抑制不显著,说明fⅦ的过表达,阻碍了联合用药抑制hsc-t6的增殖。进一步分析发现,相同浓度的联合药物对hsc-t6株及nc株的抑制率高于lv-fⅦ株,且中剂量药物组差异有统计学意义(p关键蛋白进行了mRNA和蛋白验证,其中Fgb、Tpi1、CDK4、Mst4、FⅦ的基因和蛋白差异表达水平与前期的研究结果一致,可能为联合用药抗肝纤维化作用的关键蛋白

关键词：联合用药肝纤维化关键蛋白验证功能分析

以iTRAQ技术研究大鼠肝纤维化发展为肝癌过程中的关键蛋白

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以iTRAQ技术研究大鼠肝纤维化发展为肝癌过程中的关键蛋白

作者：付娆广西医科大学

学位级别：硕士

目的：分析肝纤维化-肝癌动物模型中四个时间点肝组织差异表达的蛋白,寻找肝纤维化发展为肝癌过程中的关键蛋白。方法：利用二乙基亚硝胺建立大鼠肝纤维化-肝癌模型,提取模型大鼠中第4周,第10周,第12周,第18周四个时间点的肝组织蛋白,... 详细信息

目的：分析肝纤维化-肝癌动物模型中四个时间点肝组织差异表达的蛋白,寻找肝纤维化发展为肝癌过程中的关键蛋白。方法：利用二乙基亚硝胺建立大鼠肝纤维化-肝癌模型,提取模型大鼠中第4周,第10周,第12周,第18周四个时间点的肝组织蛋白,以正常喂养的大鼠肝组织作为对照组,采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS定量蛋白质组学技术分析肝组织中差异表达的蛋白质。从生物过程、细胞成分注释、分子功能、信号通路富集、蛋白之间相互作用五大方面对筛选出的差异蛋白进行深层次分析。结果：质谱分析共鉴定到2085个蛋白,各个时间点筛选到的差异表达蛋白为：第4周148个,上调蛋白61个,下调蛋白87个;第10周233个,上调蛋白87个,下调蛋白146个;第12周72个,上调蛋白38个,下调蛋白34个;第18周573个,上调蛋白210个,下调蛋白363个。在四个时间点均重复鉴定到的蛋白有23个,含上调蛋白有10个,下调蛋白有13个。GO分析表明,差异表达的蛋白在细胞生物过程功能中主要参与代谢过程、细胞过程、生物学调节和细胞信号传导等过程;在细胞位置中主要附着于细胞器、细胞膜上、细胞外基质、突触、细胞结合等位置;在分子功能中主要参与催化活性、绑定功能、转运、酶活性调节、抗氧化等功能。信号通路富集分析发现,差异表达的蛋白主要参与氨基酸降解、化学致癌、二羧酸代谢、色氨酸代谢、甾类激素的生物合成、糖酵解等相关通路。蛋白相互作用分析显示,处在蛋白互作关键节点的蛋白有细胞色素P450系3A1、细胞色素P450系2C55、谷胱甘肽转移酶a5、谷胱甘肽转移酶α2、谷胱甘肽转移酶P、增殖细胞核抗原、丝裂原活化蛋白激酶3、α2-HS-糖蛋白、细胞周期依赖性激酶4、α1巨球蛋白、醛糖还原酶和纤维蛋白原等蛋白。结论：(1)成功构建二乙基亚硝胺诱导的大鼠肝纤维化-肝癌模型,并在造模的四个时间点,从组织病理学上揭示了肝纤维化发展成为肝癌过程(2)细胞周期依赖性激酶4、α1巨球蛋白、a2-HS-糖蛋白、丝裂原活化蛋白激酶3、羧酸酯酶2c等参与多种生物信号途径,并处在蛋白质相互作用网络的节点上,与肝纤维化或肝癌密切相关,可能为肝纤维化发展为肝癌的关键蛋白。(3) PI3K-Akt信号通路与细胞色素P450信号通路中的丝裂原活化蛋白激酶3、细胞周期蛋白依赖性激酶4,层粘连蛋白家族、谷胱甘肽-S-转移酶家族蛋白、细胞色素P4501A2家族蛋白等30个蛋白在肝纤维化-肝癌大鼠模型中的表达量发生了显著变化,提示这两条生物信号通路可能是肝纤维化发展为肝癌的两个重要的调控通路。

关键词：肝纤维化-肝癌模型肝组织 iTRAQ 关键蛋白