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基于单细胞转录组测序对牙周炎小鼠脑膜生物学改变与认知障碍相关性的研究初探

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中华口腔医学杂志 2024年第6期59卷 595-603页

作者：江旖婷徐丽娜赵旭日沈慧邱澈何智妍周薇宋忠臣上海交通大学医学院附属第九人民医院牙周病科上海交通大学口腔医学院国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心上海市口腔医学重点实验室上海市口腔医学研究所上海200011 上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔微生态与系统性疾病实验室上海交通大学口腔医学院国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心上海市口腔医学重点实验室上海市口腔医学研究所上海200011

目的运用单细胞转录组测序分析牙周炎小鼠脑膜的生物学改变,探讨牙周炎小鼠脑膜生物学改变与认知障碍的相关性。方法将30只C57BL/6小鼠按随机数字表法随机分为2组(每组15只),在对照组小鼠上颌双颊侧局部涂抹不含牙龈卟啉单胞菌(Pg)的2%... 详细信息

目的运用单细胞转录组测序分析牙周炎小鼠脑膜的生物学改变,探讨牙周炎小鼠脑膜生物学改变与认知障碍的相关性。方法将30只C57BL/6小鼠按随机数字表法随机分为2组(每组15只),在对照组小鼠上颌双颊侧局部涂抹不含牙龈卟啉单胞菌(Pg)的2%羧甲基纤维素(CMC),在实验组小鼠上颌双颊侧局部涂抹Pg W83和2%CMC的混合物,3次/周,持续16周。观察对照组和实验组小鼠上颌牙槽骨吸收情况、自主活动能力与认知功能的变化、大脑皮层中小胶质细胞和星形胶质细胞激活情况、检测小鼠脑膜和大脑内紧密连接蛋白Occludin mRNA表达情况。然后使用统一流形逼近与投影(UMAP)算法对单细胞转录组各细胞亚群数据进行降维整合处理。对内皮细胞差异基因进行基因本体(GO)和京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析,进一步采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证差异基因转录激活因子3(Atf3)、含载脂蛋白L域1(Apold1)的表达情况。结果亚甲蓝染色实验显示,实验组小鼠上颌颊、腭侧釉质牙骨质界到牙槽嵴顶的距离[分别为(185.60±17.60)、(206.90±13.37)μm]均显著大于对照组[分别为(135.33±9.57)、(163.05±14.98)μm](t=5.02,P=0.002;t=4.37,P=0.005)。旷场实验显示实验组小鼠的总路程和平均速度[(971.88±164.57)cm和(3.25±0.55)cm/s]与对照组[(914.24±278.81)cm和(3.05±0.93)cm/s]相比差异均无统计学意义(t=0.65,P=0.525;t=0.65,P=0.520)。新物体识别实验中实验组小鼠相对辨别指数[(48.02±16.92)%]显著低于对照组[(66.27±17.90)%](t=2.40,P=0.027)。Y迷宫实验显示,实验组小鼠的自发交替率[(50.99±14.17)%]显著低于对照组[(63.56±11.88)%](t=2.33,P=0.030)。免疫组化染色结果显示,实验组小鼠脑内小胶质细胞和星形胶质细胞被激活。RT-qPCR结果显示,实验组小鼠脑膜和大脑中紧密连接蛋白Occludin mRNA的表达(分别为0.61±0.10、0.64±0.20)均显著低于对照组(分别为1.02±0.25、1.04±0.31)(t=3.47,P=0.010;t=2.66,P=0.024)。单细胞转录组测序显示,脑膜存在11种细胞类型,包括内皮细胞、成纤维细胞、免疫细胞等,其中内皮细胞占比最大[对照组为26.47%(1589/6004),实验组为26.26%(807/3073)],是脑膜中最主要的细胞类型;实验组小鼠脑膜组织中粒细胞比例[11.65%(358/3073)]较对照组[5.56%(334/6004)]增加。进一步聚类分析内皮细胞,GO富集分析显示差异基因与血管生成、细胞黏附、细胞凋亡等有关;KEGG分析显示差异基因与白细胞介素-17信号通路、松弛素信号通路等相关。RT-qPCR显示,实验组小鼠脑膜组织中Atf3和Apold1 mRNA表达(分别为0.42±0.24、0.54±0.27)均显著低于对照组(分别为1.03±0.26、1.02±0.23)(t=3.88,P=0.005;t=3.02,P=0.017)。结论Pg W83慢性感染的牙周炎小鼠认知能力下降,存在神经炎症,屏障功能改变;单细胞转录组测序发现脑膜组织存在免疫细胞浸润,Atf3和Apold1基因表达下调,提示脑膜免疫和屏障功能的改变在牙周炎导致的认知障碍中发挥作用。

关键词：牙周炎紫单胞菌,龈认知障碍神经炎症单细胞转录组测序脑膜

聚赖氨酸抗菌肽改性明胶多功能水凝胶的构建与应用

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 164-172页

作者：江云静黄童黛曹玉玉白荣先吴杰王祖曦孙红梅湖北工业大学生物工程与食品学院发酵工程教育部重点实验室国家细胞调控与分子药物“111”引智基地工业微生物湖北省重点实验室湖北省工业发酵协同创新中心武汉430068

将ε-聚赖氨酸(EPL)抗菌肽接枝到明胶上,合成ε-聚赖氨酸改性明胶(GEL-E)后,以GEL-E、羧甲基壳聚糖(CMC)和氧化硫酸软骨素(OCS)为原料,制备了一种具有可注射性、自愈合性及抗菌性的多功能快速凝胶化水凝胶——GEL-E/CMC/OCS水凝胶.该水... 详细信息

将ε-聚赖氨酸(EPL)抗菌肽接枝到明胶上,合成ε-聚赖氨酸改性明胶(GEL-E)后,以GEL-E、羧甲基壳聚糖(CMC)和氧化硫酸软骨素(OCS)为原料,制备了一种具有可注射性、自愈合性及抗菌性的多功能快速凝胶化水凝胶——GEL-E/CMC/OCS水凝胶.该水凝胶具有较高的储能模量、弹性形变性能、自愈合性能、可注射性能以及抗菌性能.将甘草酸二钾(DG)载入水凝胶,赋予水凝胶抗炎特性以及促伤口愈合能力.初步评价了水凝胶的释药行为.结果表明,药物释放可达100%.同时,评价了载药后水凝胶的细胞相容性以及促细胞迁移能力,发现水凝胶对细胞的毒性很低,且可以促进细胞迁移.研究结果表明,该水凝胶具有良好的力学性能、生物相容性以及促细胞迁移能力,在促进伤口愈合领域具有广阔的应用前景.

关键词：多功能水凝胶聚赖氨酸抗菌肽伤口敷料

肝细胞内补体活化对疟原虫红外期发育影响的研究

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年

作者：谭涅焦世铭丁艳朱成宇徐文岳陆军军医大学基础医学院病原生物学教研室重庆大学医学院

目的探讨肝细胞局部补体对疟原虫红外期发育的影响。方法首先采用反转录PCR扩增和蛋白质免疫印迹分析观察C57BL/6小鼠来源的Hepa1-6细胞和人肝癌细胞来源的HepG2-CD81细胞内是否存在补体C3、C5,以及是否表达C3aR和C5aR。随后,将约氏... 详细信息

目的探讨肝细胞局部补体对疟原虫红外期发育的影响。方法首先采用反转录PCR扩增和蛋白质免疫印迹分析观察C57BL/6小鼠来源的Hepa1-6细胞和人肝癌细胞来源的HepG2-CD81细胞内是否存在补体C3、C5,以及是否表达C3aR和C5aR。随后,将约氏疟原虫BY265-RFP子孢子与HepG2-CD81细胞孵育,在6、12或24 h后,利用激光共聚焦显微镜观察肝细胞局部补体C3、C5是否活化,以及纳虫空泡膜上是否表达C5aR。最后,观察活化的肝细胞局部补体及其受体在疟原虫红外期感染中的作用。先将小鼠分为对照组、眼镜蛇毒因子(cobra venom factor,CVF)特异耗竭血清C3组和C3全基因敲除组,用伯氏疟原虫ANKA株(Plasmodium berghei ANKA,P.b.ANKA)子孢子攻击48 h后定量PCR查肝脏虫荷,观察系统性补体对疟原虫红外期感染的影响;尔后,用子孢子攻击C3aR全基因敲除小鼠和C5aR全基因敲除小鼠,制备血涂片查红内期出现时间,观察补体受体在疟原虫红外期感染中的作用;最后,再用约氏疟原虫BY265株(Plasmodium yoelii BY265,P.y.BY265)子孢子攻击野生型小鼠(对照组)、C5aR全基因敲除小鼠和肝脏C5aR条件性敲除小鼠,查红内期出现时间,观察肝细胞局部补体受体在疟原虫红外期感染中的作用。结果 Hepa1-6细胞和HepG2-CD81细胞内存在补体C3、C5及其受体C3aR、C5aR;子孢子感染能活化补体C3、C5,且活化的C3a、C5a、C5aR主要集中在纳虫空泡周围。P.b.ANKA子孢子攻击后,野生型小鼠、CVF处理小鼠和C3全基因敲除小鼠的肝脏虫荷之间差异无统计学意义(P>0.05);C3aR全基因敲除小鼠和C5aR全基因敲除小鼠红内期出现时间与对照组相比,差异均无统计学意义(P>0.05);P.y.BY265子孢子攻击后,对照组小鼠、C5aR全基因敲除小鼠和肝脏C5aR条件性敲除小鼠红内期出现时间差异无统计学意义(P> 0.05)。结论肝细胞局部补体活化对疟原虫红外期发育无显著影响。

关键词：疟原虫红外期肝细胞局部补体

GGA2在囊泡转运和相关疾病中作用的研究进展

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中国病理生理杂志 2024年第3期40卷 543-550页

作者：陶逸豪拜尔娜·木太力甫祁正芳刘昶吾田园韩洋洋新疆医科大学基础医学院生物学教研室新疆乌鲁木齐830017 新疆地方病分子生物学重点实验室新疆乌鲁木齐830017 西安交通大学医学部基础医学院人体解剖与组织胚胎学系陕西西安710061

囊泡转运(vesicle transport)是大分子及颗粒性物质在细胞器间的跨膜转运方式,参与细胞多项重要的生命活动,如激素分泌、神经递质的释放及信息传递、天然免疫等,反式高尔基体网络(trans-Golgi network,TGN)-内体(endosome)运输作为其中... 详细信息

囊泡转运(vesicle transport)是大分子及颗粒性物质在细胞器间的跨膜转运方式,参与细胞多项重要的生命活动,如激素分泌、神经递质的释放及信息传递、天然免疫等,反式高尔基体网络(trans-Golgi network,TGN)-内体(endosome)运输作为其中一条途径,参与跨膜蛋白回收和重复利用[1]。TGN-内体运输缺陷引起的蛋白平衡紊乱和细胞功能紊乱,与恶性肿瘤、神经退行性疾病及糖尿病等多种疾病联系密切[2],如胶质瘤细胞中转接蛋白(adaptor pro-tein,AP)复合物1σ3的减少可抑制肿瘤增殖、侵袭和迁移[3];高尔基体相关、含γ-衔接蛋白耳(gamma-adaptin ear,GAE)的ADP核糖基化因子(ADP-ribo-sylation factor,ARF)结合蛋白3(Golgi-associated GAE-containing ARF-binding protein 3,GGA3)功能丧失引起β-分泌酶1(β-secretase 1)轴突积聚导致阿尔茨海默病早期病变[4]。

关键词： GGA2蛋白囊泡转运癌症阿尔茨海默病糖尿病

乳鼠志贺杆菌分泌蛋白GroEL多克隆抗体的制备与鉴定

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中国病原生物学杂志 2024年第2期19卷 137-143页

作者：刘梦琦贾雪娇刘洋刘长城李小凤胡屹硕赵微锦州医科大学基础医学院病原生物学实验室辽宁锦州121000

目的制备志贺杆菌分泌蛋白GroEL多克隆抗体,为探究乳鼠志贺杆菌上清蛋白GroEL在乳鼠肠道内的功能奠定基础。方法利用分子克隆技术构建原核表达蛋白质粒Pet28a(+)-GroEL,转化Escherichia coil BL21(DE3)后采用不同浓度IPTG诱导表达,优化... 详细信息

目的制备志贺杆菌分泌蛋白GroEL多克隆抗体,为探究乳鼠志贺杆菌上清蛋白GroEL在乳鼠肠道内的功能奠定基础。方法利用分子克隆技术构建原核表达蛋白质粒Pet28a(+)-GroEL,转化Escherichia coil BL21(DE3)后采用不同浓度IPTG诱导表达,优化诱导时间和温度,确定最佳蛋白表达条件;利用His标签亲和层析法纯化GroEL蛋白。将纯化蛋白与佐剂按照等比例充分混合后免疫C57BL/6小鼠,制备多克隆抗体血清,采用ELISA检测血清抗体的效价、灵敏度及特异性。构建真核表达质粒pcDNA3.1(+)-GroEL并转染293T细胞,48 h后采用制备的GroEL多克隆抗体进行Western blot验证。结果Pet28a(+)-GroEL转化E.coil BL21(DE3)菌在28℃、0.4 mmol/L IPTG诱导12h获得最佳蛋白表达,表达的重组蛋白分子质量约为63 ku,纯化后的蛋白浓度为0.735 mg/mL。Western blot检测显示该蛋白能被抗His标签鼠单克隆抗体识别。ELISA检测显示制备的抗GroEL多克隆抗体血清效价为1∶128000;Western blot检测显示该抗体可识别GroEL蛋白。结论重组表达的GroEL蛋白具有抗原性,制备的鼠抗GroEL多克隆抗体血清具有特异性且效价高,为研究乳鼠志贺杆菌GroEL蛋白与肠道病毒之间的作用机制奠定了基础。

关键词：志贺菌 GroEL蛋白蛋白纯化多克隆抗体制备轮状病毒

山核桃分离蛋白为壁材的山核桃油微胶囊制备及其性能分析

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食品科学 2024年第8期45卷 72-78页

作者：李新信钰孙悦齐斌王立梅常熟理工学院生物与食品工程学院苏州市食品生物技术重点实验室江苏常熟215500 苏州大学药学院江苏苏州215127

本实验以麦芽糊精、蛋黄粉、山核桃分离蛋白和大豆分离蛋白为微胶囊的壁材,通过不同比例的组合复配,采取喷雾干燥法制备山核桃油微胶囊产品,分析微胶囊的微观形貌、热稳定性、贮藏稳定性以及抗氧化稳定性,研究不同壁材组合得到的微胶囊... 详细信息

本实验以麦芽糊精、蛋黄粉、山核桃分离蛋白和大豆分离蛋白为微胶囊的壁材,通过不同比例的组合复配,采取喷雾干燥法制备山核桃油微胶囊产品,分析微胶囊的微观形貌、热稳定性、贮藏稳定性以及抗氧化稳定性,研究不同壁材组合得到的微胶囊的性能。结果显示,以山核桃分离蛋白为壁材制备的山核桃油微胶囊包埋率达到73.68%,微胶囊结构完整致密,成功将山核桃油芯材包埋在内部并具有保护芯材的作用。微胶囊粉末具备一定的流动性、溶解性好。山核桃分离蛋白微胶囊在程序升温条件下(10℃/min),低于150℃条件下质量损失仅为5.48%,远低于大豆分离蛋白微胶囊(10.3%),因此更能够满足大多数食品的热加工需要。微胶囊化明显减缓山核桃油氧化速度,提高了山核桃油的贮藏稳定性。抗氧化性实验证明山核桃油微胶囊能有效提高山核桃油中活性成分的抗氧化稳定性。通过评价山核桃分离蛋白这一新颖的微胶囊壁材的性能,发现山核桃分离蛋白是一种卓越的微胶囊壁材,扩大了蛋白质壁材的选择范围。同时,为核桃分离蛋白资源的应用提供新的思路,提高了山核桃的附加值。

关键词：微胶囊山核桃油山核桃分离蛋白壁材包埋率

基于生信分析对脓毒症相关性脑病中神经炎症相关核心基因的筛选

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南京医科大学学报（自然科学版） 2024年第7期44卷 915-926页

作者：苏思璇尚彦星段程伟梁彩霞张冬梅南通大学医学院病原生物学系江苏南通226001 南通大学第二附属医院临床医学研究中心江苏省人体免疫学医学重点学科/实验室建设单位南通市代谢免疫学与疾病微环境重点实验室南通市分子免疫学医学重点实验室南京医科大学康达学院南通临床医学院江苏南通226001

目的:通过生信分析筛选脓毒症相关性脑病(sepsis associated encephalopathy,SAE)中小胶质细胞介导神经炎症的核心基因,并通过体外细胞学实验验证。方法:从基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)中获取脓毒症患者外周血全转... 详细信息

目的:通过生信分析筛选脓毒症相关性脑病(sepsis associated encephalopathy,SAE)中小胶质细胞介导神经炎症的核心基因,并通过体外细胞学实验验证。方法:从基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)中获取脓毒症患者外周血全转录组测序数据集GSE65682以及体外脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导小胶质细胞活化模型基因芯片数据集GSE103156。采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选GSE65682数据集中与脓毒症临床诊断显著相关的模块,与GSE103156数据集中LPS处理前后小胶质细胞的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)相交,利用基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)对DEG进行功能富集分析。采用STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用网络、Cytoscape以及Lasso回归分析筛选核心基因。构建LPS诱导BV2小胶质细胞活化体外细胞模型,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测基因表达;采用慢病毒载体法过表达组蛋白去乙酰化酶9(histone deacetylase 9,HDAC9),Western blot检测炎症相关分子表达。结果:WGCNA分析得到GSE65682数据集中与脓毒症临床诊断相关的9个模块、共332个基因,通过Limma分析得到GSE103156数据集中LPS刺激前后小胶质细胞的1 272个DEGs,二者取交集后得到18个交集基因,进一步采用Lasso回归分析筛选得到4个枢纽基因分别为七跨膜G蛋白偶联受体183(G protein-coupled receptor 183,GPR183)、HDAC9、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸激酶(nicotinamide adenine dinucleotide kinase,NADK)、富含亮氨酸重复蛋白25(leucine rich repeat containing 25,LRRC25)。RT-qPCR结果证实在LPS刺激的小胶质细胞炎性活化模型中,Gpr183和Hdac9基因的m RNA表达下调、Lrrc25表达上调,而Nadk表达无明显变化;Western blot显示过表达HDAC9可促进LPS诱导小胶质细胞促炎因子白介素(interleukin,IL)-1β、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的表达、促进JAK1-STAT3磷酸化。结论:本研究利用生物信息学筛选得到SAE中小胶质细胞介导神经炎症的4个关键基因,并初步证实HDAC9对于小胶质细胞具有促炎活性,为SAE的机制研究提供了新的思路和数据。

关键词：脓毒症相关性脑病小胶质细胞生信分析差异基因核心基因

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微流控技术在抗感染免疫研究中的应用

中华微生物学和免疫学杂志 2024年第1期44卷 34-38页

作者：柳博洋朱琳静方芳齐妍崔雪玲吉林大学基础医学院细胞生物学与医学遗传学系吉林省神经免疫与临床免疫重点实验室长春130021 吉林建筑大学科学研究处长春130118 吉林大学基础医学院免疫学系长春130021

抗感染免疫是机体免疫系统抵抗病原体感染的第一道免疫防线,涉及多种免疫细胞活化、迁移及病原体清除过程。因此,免疫细胞行为及病原体检测就成为疾病诊断和预测的重要指标。近年来,基于微流控芯片开发的多种免疫细胞行为检测技术,以及... 详细信息

抗感染免疫是机体免疫系统抵抗病原体感染的第一道免疫防线,涉及多种免疫细胞活化、迁移及病原体清除过程。因此,免疫细胞行为及病原体检测就成为疾病诊断和预测的重要指标。近年来,基于微流控芯片开发的多种免疫细胞行为检测技术,以及细菌生长和药物筛查方法,因具有微型化、高通量、高敏感度、快速分析及低消耗等优势,已经在生物学、药理学及临床疾病研究和诊断中广泛使用。因此,本文对微流控技术在固有免疫细胞迁移、细胞核变形、致病菌及病毒快速检测等抗感染免疫研究中的应用进行综述,希望能进一步推动微流控技术在抗感染免疫研究和临床诊断中的应用发展。

关键词：微流控芯片感染免疫细胞迁移细菌快速检测

牛磺熊去氧胆酸和熊胆粉对神经炎症的保护效果评价

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中国生物工程杂志 2024年

作者：葛紫霏李瑞莲未金花张毓宸杜昱光王倬王冰广西大学医学院中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)

熊胆粉是从黑熊胆囊中提取的一种传统中药，牛磺熊去氧胆酸（TUDCA）被认为是熊胆粉中发挥活性的主要成分及重要药物质量标准。另一方面，TUDCA在熊胆粉中的含量大约只占20%～30%，这引起了对熊胆粉其他成分功能活性以及其与TUDCA在生... 详细信息

熊胆粉是从黑熊胆囊中提取的一种传统中药，牛磺熊去氧胆酸（TUDCA）被认为是熊胆粉中发挥活性的主要成分及重要药物质量标准。另一方面，TUDCA在熊胆粉中的含量大约只占20%～30%，这引起了对熊胆粉其他成分功能活性以及其与TUDCA在生物活性上是否存在差异的疑问。本研究将探讨熊胆粉和TUDCA对神经炎症的改善作用。分别用不同浓度的TUDCA和熊胆粉对小胶质细胞BV-2进行预处理，再通过LPS诱导BV-2的炎症反应，通过qRT-PCR和Western Blot检测BV-2细胞中炎症因子和相关炎症通路中关键蛋白表达的变化。在动物实验中，分别用TUDCA和熊胆粉连续灌胃处理C57BL/6J小鼠21天，用LPS连续腹腔注射7天，通过对小鼠脑组织病理切片和炎症因子表达水平的检测评价TUDCA和熊胆粉对小鼠神经炎症的抑制作用。实验结果显示，TUDCA和熊胆粉都能有效抑制神经炎症。在相同剂量作用下，TUDCA和熊胆粉在抑制神经炎症的效力没有显著差异，这表明熊胆粉的其他活性成分可能与TUDCA共同在抑制神经炎症过程中发挥了不可替代的作用。因此，熊胆粉中不同成分的具体功效以及它们之间的协同作用关系，值得进一步深入研究。此项研究不仅拓展了我们对熊胆粉作用机制的认识，也为开发新型抗神经炎症药物提供了有价值的参考。

关键词：熊胆粉牛磺熊去氧胆酸脂多糖神经炎症