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运用翻译起始区结构优化实现广谱抗病毒蛋白PA在大肠杆菌中的高效表达

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中国生物工程杂志 2024年

作者：李秋烨谢德健史姝蔡秀怡谭志霞张彦沈文龙叶湘漓赵志虎湖南师范大学医学院长沙市第九医院军事医学科学院生物工程研究所

大肠杆菌是重要的生物工程宿主系统，约1/3的上市蛋白类生物技术药物由大肠杆菌重组生产。但是，密码子偏性所致目的蛋白表达水平较低、不具备真核生物部分翻译后修饰等多种因素，限制了大肠杆菌系统的广泛应用。广谱抗病毒蛋白，对于... 详细信息

大肠杆菌是重要的生物工程宿主系统，约1/3的上市蛋白类生物技术药物由大肠杆菌重组生产。但是，密码子偏性所致目的蛋白表达水平较低、不具备真核生物部分翻译后修饰等多种因素，限制了大肠杆菌系统的广泛应用。广谱抗病毒蛋白，对于类似新冠的新突发再发传染性疾病的高效防控，具有重要意义。为了实现广谱抗病毒蛋白PA在大肠杆菌中的高效表达、拓展其应用潜能，本研究通过密码子优化、结合mRNA翻译起始区TIR（translation initiation region）二级结构最小自由能MFE（minimum free energy）预测等，对PA在大肠杆菌中的表达水平进行了研究，结果发现：密码子的优化，可以实现PA在大肠杆菌中的表达，但是总体表达水平并不是十分理想。TIR的二级结构MFE的大小与表达水平的高低密切相关，通过密码子的同义突变进而改变TIR局部二级结构、MFE大小，可以进一步提高、或降低PA的表达水平，从而从正反两个方面，证实全局密码子的优化结合TIR局部二级结构驱动的MFE调整，是实现PA在大肠杆菌中高效表达的一种现实、有效策略，对于蛋白类生物技术药物在原核系统中的高效表达与规模化生产，具有重要的应用价值。

关键词：大肠杆菌原核表达翻译起始区 mRNA二级结构密码子优化

缺氧抑制因子ZNF92在肝癌生长和侵袭中的功能研究

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中国生物工程杂志 2024年

作者：李婷婷张婷张亚楠刘婕丁丽华叶棋浓贵州大学医学院军事科学院军事医学研究院生物工程研究所

目的：探究缺氧调控因子锌指蛋白92（Zinc finger proteins 92，ZNF92）在肝细胞癌生长和侵袭中发挥的功能及其可能的调控机制。方法：（1）利用RNA-seq筛选出缺氧抑制因子ZNF92并通过RT-qPCR和Western blot检测缺氧环境(1% O2)对ZNF92... 详细信息

目的：探究缺氧调控因子锌指蛋白92（Zinc finger proteins 92，ZNF92）在肝细胞癌生长和侵袭中发挥的功能及其可能的调控机制。方法：（1）利用RNA-seq筛选出缺氧抑制因子ZNF92并通过RT-qPCR和Western blot检测缺氧环境(1% O2)对ZNF92的mRNA表达水平和蛋白表达水平的影响。（2）利用慢病毒载体构建敲低ZNF92基因的肝癌细胞系。（3）通过CCK-8实验、划痕实验和Transwell实验确定ZNF92基因对肝细胞癌HepG2细胞、SMMC7721细胞生长和侵袭的影响。（4）通过在敲低ZNF92的稳定肝癌细胞系中瞬时转染锌指E盒结合同源盒1 （Zinc Finger E-box binding homeobox，ZEB1）的siRNA ，通过Western blot实验确定ZEB1转染成功，并在该细胞系中检测ZNF92能否通过调控ZEB1的表达以调控上皮-间充质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）进程。（5）通过在敲低ZNF92的稳定肝癌细胞系中瞬时转染缺氧诱导因子1α（Hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α）的siRNA ，检测ZNF92是否可能通过HIF-1α影响细胞迁移和侵袭。结果：（1）缺氧抑制ZNF92的mRNA表达和蛋白表达。（2）ZNF92调控EMT的关键转录因子ZEB1的蛋白表达影响EMT进程。（3）ZNF92抑制肝癌细胞的迁移和侵袭，但不影响肝癌细胞的增殖。（4）ZNF92通过ZEB1部分调控肝癌细胞的迁移和侵袭。（5）ZNF92可能通过HIF-1α调控ZEB1以影响肝癌细胞的迁移和侵袭。结论：新的缺氧抑制因子ZNF92可能通过HIF-1α影响EMT进程，进而通过调控ZEB1影响肝癌细胞的迁移和侵袭。

关键词：肿瘤缺氧 ZNF92 HIF-1α ZEB1

D-氨基酸营养缺陷型减毒鼠伤寒沙门氏菌口服疫苗的构建与评价

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中华医院感染学杂志 2024年第14期34卷 2087-2093页

作者：宋雯歌陆璐关亦妍桑姝丽刘纯杰赵晓冬王艳春军事科学院军事医学研究院生物工程研究所北京100071 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所北京100071

目的研究D-谷氨酸和D-丙氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌的安全性和免疫原性,探讨D-氨基酸营养缺陷株作为口服减毒活疫苗或载体的可行性.方法通过聚合酶链式反应(PCR)扩增并测序进行基因型分析,同时利用生长曲线实验、扫描电镜和透射电镜... 详细信息

目的研究D-谷氨酸和D-丙氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌的安全性和免疫原性,探讨D-氨基酸营养缺陷株作为口服减毒活疫苗或载体的可行性.方法通过聚合酶链式反应(PCR)扩增并测序进行基因型分析,同时利用生长曲线实验、扫描电镜和透射电镜观察菌株生长状态和形态,确认敲除相应基因后D-氨基酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌表型稳定;药敏试验探讨外源补充D-氨基酸后,营养缺陷株对作用于细胞壁的青霉素和氨苄青霉素的敏感性;安全性评价有设置不同免疫剂量攻毒,脏器病理切片,小鼠活体成像,菌株计数和粪便16s rRNA全长测序,以检测D-氨基酸营养缺陷型菌株的定植和侵袭能力;免疫小鼠测抗体滴度检测疫苗引起的免疫应答,免疫后攻毒测定D-氨基酸营养缺陷株的保护效力.结果D-氨基酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌生长稳定,口服有效减毒,在小鼠体内停留时间缩短,激发的炎症反应较低.尤其是D-谷氨酸营养缺陷株,即使在外源补充D-谷氨酸的条件下耐药性也明显降低,既减少了对小鼠机体的损伤又能激发有效的保护性免疫应答.结论D-谷氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌有希望作为减毒活疫苗或载体递送抗原,预防病原体感染.

关键词：鼠伤寒沙门氏菌黏膜免疫口服疫苗 D-氨基酸营养缺陷减毒活疫苗

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基于LED阵列的胶囊型光动力治疗光源研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：董晓曦石霞飞胡嘉参钮鹏亮阴慧娟中国医学科学院生物医学工程研究所整合医学再生实验室

消化道肿瘤的早期精准诊疗有利于改善患者预后，提升患者生存率。胶囊内镜与光动力(PDT)技术结合形成的光动力胶囊诊疗一体化技术是本团队提出的消化道早期诊疗策略。其中有效的胶囊型光动力治疗光源是关键技术之一，电池供电条件下达... 详细信息

消化道肿瘤的早期精准诊疗有利于改善患者预后，提升患者生存率。胶囊内镜与光动力(PDT)技术结合形成的光动力胶囊诊疗一体化技术是本团队提出的消化道早期诊疗策略。其中有效的胶囊型光动力治疗光源是关键技术之一，电池供电条件下达到有效光剂量和胶囊内光场质量控制是技术难点。通过消化道肿瘤细胞模型和荷瘤小鼠模型，对比了LED阵列形成的高斯光场、非均匀光场和均匀光场对肿瘤的杀伤效应，确认了均匀光场杀伤效应最佳。为在胶囊尺寸上实现输出均匀光场的LED阵列，建立了LED阵列光场的三维数学模型，推导出胶囊光源的最佳分布半径和照射距离。模型显示，分布半径为7mm的等边三角形LED阵列在照射距离7.1～8.8mm范围内可实现均匀光场，最佳照射距离是7.8mm。按此参数制备的LED阵列光源和模型输出光场进行拟合，其R2值为0.9934。研究表明基于LED阵列的胶囊型光动力治疗光源可以实现工作距离范围内的均匀光场，完成光动力效应。本研究还建立了LED阵列光场分布预测模型，为LED光源在医学上的应用提供了研究工具。

关键词：光动力治疗胶囊内镜光场分布 LED阵列消化道肿瘤

EMP3抑制肝癌细胞异质性细胞叠套结构的形成

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生物工程学报 2024年第7期40卷 2223-2234页

作者：张揚易王晨曦冯鹏飞刘辰瑜任禾杨亚蓝黄一诺孙强黄红艳首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤内科北京100038 军事医学研究院北京生物工程研究所中国医学科学院细胞死亡机制创新单元北京100071

异质性细胞叠套(heterotypic cell-in-cell,he CIC)结构是细胞间一种独特的相互作用方式,其中肿瘤细胞可内化免疫细胞形成he CIC结构,从而提升免疫细胞的杀伤效率。然而,调节he CIC结构形成的机制尚未阐明。本研究聚焦于上皮膜蛋白3(epi... 详细信息

异质性细胞叠套(heterotypic cell-in-cell,he CIC)结构是细胞间一种独特的相互作用方式,其中肿瘤细胞可内化免疫细胞形成he CIC结构,从而提升免疫细胞的杀伤效率。然而,调节he CIC结构形成的机制尚未阐明。本研究聚焦于上皮膜蛋白3(epithelial membrane protein 3,EMP3),一种在肝癌患者组织表达增加并伴随不良预后的PMP-22/EMP/MP20蛋白家族成员,探讨了其在调节自然杀伤细胞-肝癌细胞形成he CIC结构中的作用。通过分析课题组前期分选出的具有不同he CIC形成能力的单克隆肝癌细胞株,发现he CIC形成能力高的细胞株中EMP3表达较低,而he CIC形成能力低的细胞株中EMP3表达较高。利用基因编辑技术敲低EMP3表达可以促进he CIC结构的形成,而EMP3的过度表达则显著抑制了这一过程。通过检测与he CIC结构形成相关的分子表达水平发现,EMP3通过调节肿瘤细胞的黏附能力和细胞骨架来抑制肝癌细胞he CIC结构的形成。本研究为靶向EMP3促进肝癌细胞he CIC结构介导的肿瘤免疫增强提供了研究基础。

关键词：上皮膜蛋白3 肝细胞癌肿瘤免疫治疗异质性细胞叠套结构

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cell-in-cell的研究进展

中国病理生理杂志 2024年第8期40卷 1511-1519页

作者：冯锦丽孙强张家堂解放军总医院第八医学中心神经内科北京100091 军事医学科学院生物工程研究所北京100071 解放军总医院第一医学中心神经内科医学部北京100093

cell-in-cell(CIC)是指一个或多个活细胞进入到另一个活细胞中,形成细胞套叠结构并产生生物学效应的过程。早在100年前这一现象就已经被发现,但直到近10年才引起重视。随着研究的深入,人们发现CIC现象存在于许多生物系统和疾病中,在进... 详细信息

cell-in-cell(CIC)是指一个或多个活细胞进入到另一个活细胞中,形成细胞套叠结构并产生生物学效应的过程。早在100年前这一现象就已经被发现,但直到近10年才引起重视。随着研究的深入,人们发现CIC现象存在于许多生物系统和疾病中,在进化、发育、稳态和疾病中具有重要的生理和病理意义,尤其在肿瘤中具有重要的临床研究价值。目前有5种已知的CIC结构形式:cell canibalism、phagoptosis、enclysis、entosis和emperipolesis。本文就上述5种CIC结构的细胞构成类型、生物学特性、分子机制、病理生理学特点等进行综述,以期更好地认识这一现象,探讨CIC现象在人类疾病诊断、治疗和预后中潜在的临床意义。

关键词： cell-in-cell 机制病理生理学肿瘤

VO_(2)薄膜材料的变温光学性质及1550 nm激光防护性能研究

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红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 150-157页

作者：段嘉欣江林郑国彬丁长春黄敬国刘奕高艳卿周炜黄志明西华大学理学院四川成都610039 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室上海200083 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所浙江宁波315201

具有半导体-金属态相变性质的二氧化钒材料可用于光电探测器的激光致盲防护。本文报道了基于磁控溅射法制备二氧化钒薄膜材料的结构、形貌特性,以及在不同温度下的光学性质。使用椭偏光谱法测量了20~100℃下可见-近红外波段二氧化钒材... 详细信息

具有半导体-金属态相变性质的二氧化钒材料可用于光电探测器的激光致盲防护。本文报道了基于磁控溅射法制备二氧化钒薄膜材料的结构、形貌特性,以及在不同温度下的光学性质。使用椭偏光谱法测量了20~100℃下可见-近红外波段二氧化钒材料的椭偏参数,利用Gaussian、Lorentz模型获取了薄膜在相变前的光学性质,结合Drude模型拟合获取了材料在相变后的光学特性,获取了材料在300~1700 nm之间的变温折射率和消光系数等参数。变功率下1550 nm红外激光透射率的实验测试研究表明,VO_(2)薄膜样品的相变阈值功率为12 W/cm^(2),相变前后透射率由51%减小到15%~17%,开关率为69%。

关键词：激光防护二氧化钒薄膜半导体-金属态相变红外光学性质

HPV E2、E5致癌机制及相关疫苗研究进展

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中华疾病控制杂志 2024年第1期28卷 96-100页

作者：崔湘杰史荔陶玉芬中国医学科学院医学生物学研究所史荔实验室昆明650118

宫颈癌是影响女性的常见恶性肿瘤之一,其中高危型HPV的持续感染是导致宫颈癌的主要病因。在宫颈癌的发生发展过程中,除了HPV E6、E7与宫颈癌病变有主要的关系外,其他一些早期蛋白如E2、E5也发挥了重要的作用。如E2可以启动并维持病毒的... 详细信息

宫颈癌是影响女性的常见恶性肿瘤之一,其中高危型HPV的持续感染是导致宫颈癌的主要病因。在宫颈癌的发生发展过程中,除了HPV E6、E7与宫颈癌病变有主要的关系外,其他一些早期蛋白如E2、E5也发挥了重要的作用。如E2可以启动并维持病毒的复制,而E5可以与E6、E7癌蛋白合作,促进感染细胞增殖。本研究仅就HPV E2、E5在宫颈癌发生发展中的机制以及相关的治疗性疫苗研究进展进行综述。

关键词：宫颈癌人乳头瘤病毒 E2蛋白 E5蛋白疫苗

两种甲醇脱氢酶在食甲基杆菌甲醇代谢中的作用

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食品工业科技 2024年第10期45卷 126-132页

作者：郭雅卿王东澍朱力张惟材刘颖王恒樑哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028 军事医学研究院生物工程研究所病原微生物生物安全国家重点实验室北京100071

本研究以食葡糖食甲基杆菌MP688(Methylobacterium glucophilum MP688)的吡咯喹啉醌(pyrroloquino-line quinone,PQQ)高产突变株J1-1为研究对象,通过生物信息学分析从基因组上找到两个甲醇脱氢酶(methanol dehydrogenase,MDH)基因mpq0771和mpq2496。考察了Ca^(2+)及La^(3+)对菌体生长、PQQ合成、MDH表达及酶活力的影响,并研究两种酶在甲醇代谢中的作用。结果显示:Ca^(2+)和La^(3+)均能促进J1-1菌体生长,且在菌体快速生长的情况下导致PQQ合成下降;Ca^(2+)存在时,菌株J1-1中mpq0771表达量较高,添加La^(3+)后mpq0771表达受到阻遏,但增强了mpq2496表达,菌体MDH总活力也有所提高;敲除菌J1-1Δmpq0771不能利用甲醇生长,添加La^(3+)后可利用甲醇生长并能合成PQQ,且能检测到MDH活性。mpq0771编码产物是Ca^(2+)依赖的MDH,mpq2496编码产物是严格依赖La^(3+)的MDH,且La^(3+)能够诱导mpq2496表达并替代mpq0771发挥甲醇脱氢酶的作用。

关键词：食甲基杆菌甲醇脱氢酶吡咯喹啉醌 La^(3+)

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