-
厌氧菌自动化分选技术探秘
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
厌氧菌的分选与鉴定是对氧敏感度高的细菌进行分离与鉴别的试验，厌氧微生物在自然界分布广泛，种类繁多，其生理作用日益受到人们的重视。专性厌氧菌，对氧气非常敏感，因此，他们的分离、培养及活菌计数的关键是提供低氧和无氧的培养环境。这其中肠道菌群、益生菌、深海、极地、土壤等厌氧菌的分选研究越来越受到关注。 厌氧分选技术早在上世纪就开展了广泛的研究，研究员最早在产甲烷菌上进行厌氧分选实验，这类细菌常见于沼泽、池溏污泥中，在食草动物的盲肠、瘤胃中也有大量的产甲烷细菌，常随粪便排出。 1899年，当时俄国的微生物学家B·L·Omeliansku将厌氧分解纤维素的微生物分为两类：一类是产氢的细菌；另一类是产甲烷细菌。 1901年Sohngen对甲烷菌的特征以及对物质的转化作用做了详细的研究。 1936年Baber对奥氏甲烷菌又做了分纯研究。但由于厌氧分离甲烷菌技术尚不完备，这些研究没有取得很好的进展。 直到1950年Hungate首创了严格的厌氧分选技术-亨格特技术，才是甲烷菌的研究取得迅速发展。此后该技术又经Balch 等( 1979) 改进而日趋完善, 而且多年来的实践已经证明它是研究严格、专性厌氧菌的一种极为有效的技术。 现在，厌氧分离、提取、培养技术取得了更大的进步，磐麦科技和英国厌氧设备制造商ELECTROTEK、微生物自动化机器人设备商SINGER达成一项合作，将会整合其两大制造商的核心技术，将菌落挑取、分离、筛选等一系列自动操作在厌氧手套箱中实现，期间的技术难题，也在逐步攻克，这也将是全自动厌氧分选技术的重大变革。 ELECTROTEK作为全球首屈一指的微生物厌氧设备制作商，有着将近50年的制造经验，其现代化工厂可支持客户根据自己的实验需求来定制特殊机型，产品广泛应用在全球各大科研院校、政府检测机构及食品、饮料、生物、制药、化工等行业。 成立于1934年的SINGER公司，拥有者具有尖端科研能力的现代化工厂，长期从事研发和制造机电一体化的工作站和实验室自动化机器人
-
利用兔关节软骨细胞进行细胞培养的优点
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
产品名称：兔关节软骨细胞 组织来源：关节软骨组织 产品规格：5×0^5cells/T25细胞培养瓶 兔关节软骨细胞简介： 兔关节软骨细胞分离自关节软骨组织；关节软骨属于透明软骨，表面光滑、呈淡蓝色、有光泽，它是由一种特殊的叫做致密结缔组织的胶原纤维构成的基本框架，这种框架呈半环形，类似拱形球门，其底端紧紧附着在下面的骨质上，上端朝向关节面，这种结构使关节软骨紧紧与骨结合起来而不会掉下来，同时当受到压力时候，还可以有少许的变形，起到缓冲压力的作用。在这些纤维之间，散在分布着软骨细胞，软骨细胞由浅层向深层逐渐由扁平样至椭圆或圆形的细胞组成，这些软骨细胞维持关节软骨的正常代谢。关节软骨没有神经支配，也没有血管，其营养成分必须从关节液中取得，而其代谢废物也必须排至关节液中，关节软骨的这种营养代谢必须通过关节运动，使关节软骨不断的受到压力刺激才行，所以关节运动对于维持关节软骨的正常结构起重要的作用。关节软骨细胞位于关节软骨陷窝内。幼稚的关节软骨细胞位于关节软骨组织的表层，单个分布、体积较小、呈椭圆形，长轴与关节软骨表面平行，越向深层的关节软骨细胞体积之间增大呈圆形，细胞核圆形或卵圆形、染色浅，细胞质弱嗜碱性，常见数量不一的脂滴。成熟的关节软骨细胞多2-8个成群分布于关节软骨陷窝内，这些关节软骨细胞由同一个母细胞分裂增殖而成，称为同源细胞群。电镜下，关节软骨细胞有突起和皱褶，细胞质内有大量的粗面内质网和发达的高尔基复合体及少量的线粒体。在组织切片中，关节软骨细胞收缩为不规则形，在软骨囊和细胞之间出现较大的腔隙。体外培养的关节软骨细胞对于研究其生理功能、药物作用以及各种致病因素作用下的病理生理改变具重要意义。 兔关节软骨细胞兔关节软骨细胞图片培养： .取出小鼠后沥干酒精，放入超净台内，固定在泡沫板上。 2.用镊子提起皮肤，用解剖剪剪开皮肤一个横切口，将皮肤向上撕开，然后剪开肌肉等，暴露出腹腔，在左侧找到脾脏，用
-
微生物菌种的保存与分离方法
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
微生物菌种的保存方法： 1、低温存法：①简单保存法，将琼脂斜面孢子培养物、菌丝悬浮液以及由麸皮、大米、小米等谷物原料制成的孢子培养物置于4℃冰箱保存,保存时间不超过1～2个月，若将谷物原料制备的孢子瓶抽真空并在棉塞上浸蜡,以隔绝外界空气和水汽,保持时间可达3～4个月；②液氮超低温保存法，将生长稳定期的细胞悬浮在10%甘油或其他低冰点液体中，密封于安瓿管内，然后控制冷却速度，使安瓿管温度逐步下降至 -35℃时，即可置于-150～-196℃的液氮罐中保存。大多数微生物如病毒、噬菌体、多种细菌、放线菌、酵母和原虫、特别是一些用冷冻干燥法有困难的微生物，都可用此法长期保存。 2、脱水存法：①沙土保存法，能产孢子的细菌、放线菌及霉菌可采用此法保存,即将沙和土以3:2比例混合，经稀酸处理洗净过筛,装入小试管内,装置高度为1cm;灭菌2～3次，烘干后即可将在斜面培养基上生长良好的孢子，用无菌蒸馏水2～2.5ml制成孢子悬液，吸取少许加入沙土管中，经真空抽干，外观呈松散状态,于4℃冰箱保存，保存期可达5～7年。② 冷冻干燥法,将孢子悬浮液与保护剂（一般用脱脂牛奶或血清）相混合，放在安瓿管内于-20～-30℃的乙醇浴中速冻。然后，在低温下用真空泵抽干，并用五氧化二磷或干冰使水汽结冻，熔封安瓿管，于低温下保存。保存期可达5～10年之久。③ 石蜡油封存法，在斜面菌种培养物上,倒上灭菌后的石蜡油，高出斜面1cm，于4℃冰箱或低温干燥处保存，此法不适用于能利用石蜡油作碳源的微生物，保存期为一年以上。 微生物菌种的分离方法： (1)施加选择性压力分离法：主要是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同,如温度、 pH 、渗透压、 氧气、碳源、氮源等,人为控制这些条件,使之利于某类或某种微生物生长,而不利于其他 种类微生物的生存, 以达到使目的菌种占优势. 而得以快速分离纯化的目的。 如可以控制培 养时的氧, 可将好氧微生物和厌氧微生物分开; 通过控制温度, 可将嗜热微生物和非嗜热微 生物分
-
CRISPR-Cas9技术的详细介绍
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
这是一篇针对实验室萌新写的关于CRISPR-Cas9技术的详细介绍，对于实验室老手也建议收藏转发给师弟师妹，这样省心省力，又能节省大量讲解时间，这不香么？ 原核生物的‘免疫系统’ 人体有着一套复杂且高效的免疫系统，时刻保护着我们免受病毒和细菌的攻击。但是，对于弱小又无助的原核细胞而言，它们也是急切需要被保护的。为此，经过几亿年的进化，细菌和大部分古细菌衍生出了CRISPR-Cas系统，用于保护它们免受外源DNA和噬菌体的侵染。到目前为止，科学家们发现50%的细菌和超过90%的古细菌均携带有CRISPR-Cas系统。CRISPR是一段高度重复的DNA序列，两端重复序列之间存在着各不相同的spacer序列，表达Cas蛋白家族的基因簇位于CRISPR位点的上游，其表达翻译的几种类型的Cas蛋白作为原核生物免疫应答的效应器发挥着重要作用。 当细菌受到噬菌体的侵染时，被释放到细菌细胞质中的噬菌体基因组的某段DNA序列被识别并整合到CRISPR的spacer区域，随后转录出相应的crRNA前体（pre-crRNA）。crRNA前体经过修饰和加工，生成向导RNA（guide-RNA）。由于gRNA中存在一段来源于噬菌体基因组的序列，因此gRNA可以通过碱基的互补配对原则识别噬菌体的基因组。同时存在于细胞质中的gRNA和Cas蛋白特异性结合，并靶向到噬菌体基因组参与DNA的切割与降解。 CRISPR-Cas9技术 简单来讲，CRISPR-Cas9是一种分子生物学技术，通过这种技术科研人员可以对细胞和生物体内的基因进行编辑。所谓的基因编辑就是通过某种生物手段和技术，对生物体内的遗传物质进行修改。 基于原核生物的获得性免疫系统研发出的CRISPR-Cas9技术只包含两种重要的成分，一种是行使DNA双链切割功能的Cas9蛋白，而另一种则是具有导向功能的sgRNA（single guide RNA）。当细胞内同时表达sgRNA和Cas9蛋白时，Cas9蛋白通过与sgRNA结合，靶向到目的DNA序列上发挥DNA双链切割的功能。DNA序列被切割产生断裂后，引发细胞内部的DNA修复机制（DNA repair）。真核细胞同
-
Alport综合症致病基因之COL4A5
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
想调整研究方向，获得学术研究突破口？想获得论文选题思路，提高发文命中率？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是Alport综合症致病基因之一COL4A5。 基因基本信息 COL4A5基因研究概况 COL4A5是编码IV型胶原蛋白的六个基因之一，这种蛋白胶原肽是细胞膜的重要基质之一。该基因位于X染色体上，长度超过20万个碱基对，属于相对较大的基因。同时，其外显子超过50个。该基因的突变有可能导致眼-耳-肾综合症，该疾病又被称为Alport综合症。 该疾病是一种遗传性胶原病，由于该基因位于X染色体上，因此遗传与性别有关。3种编码IV型胶原蛋白的基因发生改变都有可能造成该疾病的发生，它们分别是编码α3、α4和α5链的COL4A3、COL4A4和COL4A5。这些蛋白的突变会导致基底膜发生病变，其中肾脏受损最为明显，表现为尿血、蛋白尿和肾功能进行性下降；其次常伴有神经性听力下降和视觉异常，这是由于患者不同气管胶原结构异常所导致。这三种基因共同在人群中有1/10 000～1/5000的致病突变携带率。 图1. Alport综合症，信息来源：https://kidneyfailuretreatment.in/alport-syndrome/. 虽然COL4A3和COL4A4都会引起Aloport综合症，但是，由这两个基因突变引起的Aloport综合症比例只有20%，大部分Alport综合症都是由于COL4A5基因突变造成的。其中，涉及到外显子的突变中有接近一半是错义突变，另外有1/4是移码突变，此外还有少量的无义突变和剪切位点突变，其中无义突变和移码突变引起的病情最重，发病也一般较早。通过对该基因外显子突变与临床信息的关联来看，该基因外显子发生突变会有超过70%的致病概率，如果把一些大概率致病的突变也加入进来，则突变致病的概率为84%。 图2. COL4A5与Alport综合症。信息来
-
一文读懂肠道菌群非靶标代谢组学
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
人体内肠道微生物数量高达100万亿个，接近自身细胞总量的10倍，是人体的“第二基因组”，也被称为“人体另一个器官”。大量研究表明肠道菌群与糖尿病、肝脏疾病、心脑血管疾病、肾病、艾滋病、肿瘤等多种疾病密切相关，在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。 肠道菌群通过产生的代谢物对人体产生影响。运用代谢组学检测肠菌代谢物的动态变化，清晰展示肠道菌群在宿主中的代谢状态，可更加直观的研究肠道菌群与疾病发生发展的关系，从而为疾病的预防和**，提高宿主的健康水平提供新的思路。 通过KEGG、BIOML、CGR、HBC、GMrepo等数据库结合文献及宏基因组深度测序数据，Biotree自主构建了肠道菌群代谢组数据库，覆盖2800+个菌株，1200+个肠道菌群相关代谢物，不仅可有效对代谢物进行溯源分类，而且代谢物可精细溯源到具体菌株（部分为种属），将大大助力肠道菌群与健康作用机制研究。 1.技术优势 覆盖2800+个菌种，1200+个肠道菌群相关代谢物，代谢物数量、菌株数量庞大； 不仅可对众多物种的代谢物进行溯源分类，而且代谢物可以溯源到菌株； 代谢物可以确定上下游关系（如果是可逆反应则无）及调控基因/酶。 2.技术路线 3.技术参数 样本要求 粪便、肠道内容物 200 mg/sample 血清、血浆 200 μL/sample 培养液 ≥200 μL/sample（推荐0.5mL/sample） 检测平台 UHPLC-QTOF-MS/UHPLC-QE-MS 4.应用方向 肠道菌群代谢物动态变化研究； 肠道菌群差异代谢物筛选； 肠道菌群在疾病发生发展中的作用机理研究。 5.案例分析 （请点击下方标题阅读） 高胆固醇饮食与脂肪肝相关肝癌的关系，终于有研究证据了！ 小小肠道菌群决定肾的“生死” 6.延伸阅读 （请点击下方标题阅读） 肠道菌群研究新策略——肠菌代谢物及其功能研究 Biotree肠道菌群代谢组学助力肠道菌功能研究
-
核酸分离与纯化的原则、步骤与磁珠法纯化DNA步骤详解
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
磁珠提核酸 磁珠法纯化DNA主要是利用利息交换吸附材料吸附核酸，从而将核酸和蛋白质等其细胞中其他物质分离。本文主要概述了核酸分离与纯化的原则、核酸分离与纯化的步骤、磁珠法纯化DNA原理。 核酸分离与纯化的原则 核酸在细胞中总是与各种蛋白质结合在一起的。核酸的分离主要是指将核酸与蛋白质、多糖、脂肪等生物大分子物质分开。 在分离核酸时应遵循以下原则：保证核酸分子一级结构的完整性；排除其他分子污染。 核酸分离与纯化的步骤 大多数核酸分离与纯化的方法一般都包括了细胞裂解、酶处理、核酸与其他生物大分子物质分离、核酸纯化等几个主要步骤。每一步骤又可由多种不同的方法单独或联合实现。 1. 细胞裂解：核酸必须从细胞或其他生物物质中释放出来。细胞裂解可通过机械作用、化学作用、酶作用等方法实现。 (1)机械作用:包括低渗裂解、超声裂解、微波裂解、冻融裂解和颗粒破碎等物理裂解方法。这些方法用机械力使细胞破碎,但机械力也可引起核酸链的断裂,因而不适用于高分子量长链核酸的分离。 (2)化学作用：在一定pH环境和变性条件下，细胞破裂，蛋白质变性沉淀，核酸被释放到水相。上述变性条件可通过加热、加入表面活性剂(SDS、Triton X-100等) 或强离子剂(异硫氰酸胍、盐酸胍、肌酸胍) 而获得。而pH环境则由加入的强碱（NaOH）或缓冲液 (TE、STE等) 提供。在一定的pH环境下,表面活性剂或强离子剂可使细胞裂解、蛋白质和多糖沉淀，缓冲液中的一些金属离子螯合剂（EDTA等）可螯合维持核酸酶活性所必须的金属离子Mg2+、Ca2+，从而抑制核酸酶的活性，保护核酸不被降解。 (3)酶作用：主要是通过加入溶菌酶或蛋白酶（蛋白酶K、植物蛋白酶或链酶蛋白酶）以使细胞破裂，核酸释放。蛋白酶还能降解与核酸结合的蛋白质，促进核酸的分离。其中溶菌酶能催化细菌细胞壁的蛋白多糖N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸残基间的β-(1 ,4) 键水解。蛋白酶K能催化水解多种多肽键,其在65℃及有EDTA、尿素(1～4mol/L) 和去
-
IL-15与IL-2，谁更胜一筹？
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
白细胞介素15（interleukin-15，IL-15）是一种可溶性细胞因子，具有激活T细胞、B细胞和NK细胞，并介导这些细胞的增殖和存活，由于IL-15在抗肿瘤、促炎症、抗感染中的重要作用，逐渐成为制药企业追捧的新秀。下面我们一起来认识下IL-15。 IL-15的发现 1994年IL-15被Burton 和Grabstein两个不同的实验室同时报道，认为其是T细胞生长因子。 IL-15介导的信号通路 IL-15细胞内信号通路[1] 在一种情况下（右），IL-15与其在抗原呈递细胞上表达的高亲和力IL-15Rα结合，并反过来呈递给IL-2 /15Rβγ异二聚体，随后，效应细胞的激活可以通过三种不同的途径进行：1）涉及JAK / STAT激活，磷酸化的STAT蛋白形成异二聚体，然后转运至细胞核进行转录激活；2）将Shc募集到IL-2 /15Rβ链上的磷酸化位点，然后激活Grb2；3）Grb2可以沿着PI3K途径继续磷酸化Akt，或者可以结合鸟嘌呤核苷酸交换因子SOS激活RAS–RAF，最终激活MAPK。 在另一种情况下（左），在肥大细胞中，IL-15通过独特的受体链IL-15RX发出信号，从而激活JAK2 / STAT5途径。IL-15还可以与常见的γ链结合，以通过Tyk2 / STAT6传递其信号，从而启动生存（Bcl-XL）和Th2免疫应答。使用抗IL-15R抗体的可防止IL-15通过其受体结合和发出信号。靶向JAK / STAT途径的抑制剂可防止STAT异二聚体活化和转运至细胞核。蛋白酶体抑制剂如硼替佐米可防止NF-κB和Myc的活化。值得注意的是，这些疗法都靶向恶性细胞中的IL-15信号传导，但这可能对依赖IL-15的正常细胞产生影响。 IL-15的免疫调节作用 IL-15具有广泛的免疫调节作用，能够参与调节T细胞，特别是NK细胞、记忆性CD8+T细胞的存活、增殖与功能。IL-15对免疫细胞的最重要作用以及可能参与抗肿瘤的免疫反应如下图： IL-15的抗肿瘤活性[2] IL-15与IL-2，谁更胜一筹？ IL-15与IL-2结构十分相似，同属于螺旋型细胞因子家族。IL-15的异三聚体受体与IL-2受体共用IL-2R/IL-15 Rβ（CD122）和共同γc链(CD 132)，由于这些共同的受体成
-
5/6肾切除致慢性肾脏病（cko）小鼠模型
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
疾病动物模型是研究人类疾病发生发展机制、药物筛选及疗效评价必不可少的工具，好的疾病动物模型可以加快新药的研发速度。你还在为不知道选择什么小鼠模型发愁吗？你还在为造模发愁吗？赛业生物《每周一鼠》栏目，每周更新，为大家讲解一个疾病小鼠模型的故事，希望对大家了解不同的疾病小鼠模型有所帮助。今天和大家见面的是5/6肾切除致慢性肾脏病小鼠模型。 随着社会经济的发展和人们生活方式的改变，慢性肾脏病(CKD)已呈流行趋势，人群中的发病率高达10%以上。鉴于人们对CKD发病机制的认识还不够深入，临床上也缺乏满意的干预手段，大部分病人最终进入终末期肾病阶段，需要血液净化及肾脏移植**，给家庭和社会带来沉重的负担。在CKD的病因中，急性肾脏损伤(AKI)后的渐进性进展被认为是CKD发生的重要病因之一。 CKD动物模型的建立有利于CKD的发病机理，组织形态的变化与生态指标及临床表现的相互关系的研究，是筛选有效药物，阐明疗效机制的重要媒介。5/6肾切除术致CKD模型是肾脏疾病、尿毒症性心肌病和高血压研究中常用的动物模型。 模型特点 5/6肾切除术直接导致肾单位大量减少、残余肾单位高负荷工作、合并高血压（或非高血压），这些特点与临床上肾切除、CKD高血压综合征、孤肾等患者的症状相似，病理变化以肾小球硬化、小管纤维化为主，是研究CKD的良好模型。 造模方法 采用左肾2/3切除、右肾全切除的方式构建5/6肾切除切除小鼠模型。 模型评价 CKD严重程度由血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和血肌酐(serum creatinine,Scr) 衡量。 图1. 分别在5/6肾切除术8周、12周、16周后测BUN和Scr，手术后小鼠的BUN和Scr浓度显著升高。 赛业生物小动物手术疾病模型平台 赛业生物通过建立标准化的疾病动物模型流程，以实验“可重复”作为服务的金标准，提高疾病模型的稳定性、重复性。让您在应用手术疾病模型做新药研发或者科研时无后顾之忧，把时间和精力集中到最具科学创新性的工作上来。欢迎
-
内质网应激信号通路实验的设置方法
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
内质网对各种应激刺激具有独特的感知和反应能力。内质网应激反应可由过量或错误折叠的蛋白质积累、葡萄糖缺乏等细胞功能失衡引起。其通过三种主要机制来恢复体内平衡，统称为未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）[1]。肌醇需求酶1α（IRE1α）介导的X盒结合蛋白1（XBP1）可变剪接是内质网UPR的主要效应通路之一，功能上也最为保守[2]。IRE1是一种内质网驻留跨膜核酸内切酶/激酶，其位于内质网腔的氨基末端区负责感受各种内质网应激刺激。受到刺激后，IRE1α二聚化并发生构象改变，自身磷酸化并激活核酸内切酶活性[3]。 XBP1 mRNA是哺乳动物IRE1目前已知唯一的酶切底物。正常情况下，XBP1 mRNA可翻译产生一个261个氨基酸的非剪接型蛋白（XBP1 unsplicing isoform, XBP1u）。其具有一个N末端二聚体结构域、内部的碱性亮氨酸拉链结构域（bZIP）以及含有两个疏水区、核输出信号和蛋白酶体结合位点的C末端[4]。受到刺激后，XBP1u的翻译暂停，新转录的XBP1u mRNA在细胞质Sec61转运子辅助下，借助其HR2结构域与内质网结合。在激活的IRE1α和连接酶RtcB作用下，其中的26个核苷酸被去除，产生开放阅读框移位，最终产生一个376氨基酸的剪接后蛋白（XBP1 splicing isoform, XBP1s）[4]。XBP1s保留了N末端的二聚体结构域和内部bZIP结构域，C端出现反式激活结构域，形成一个完整的转录因子，负责应激反应后的转录调控。 图1. XBP1非常规剪接示意图 氧化应激损伤是多种心血管疾病发病的使动因素，如冠状动脉粥样硬化性心脏病、心肌缺血再灌注损伤、高血压性心脏病，亦属于内质网应激反应的一种。前期研究表明XBP1可变剪接参与了多种血管生理和病理过程，比如血管内皮细胞生长因子（VEGF）介导内皮细胞增殖（血管新生）[5]、血小板源生长因子（PDGF）介导平滑肌细胞增殖（新生内膜形成）[6]、紊流刺激下的内皮细胞凋亡（动脉粥样硬化）[7]等。感兴趣的小伙伴可查看以上相关研究论文进行学习。本期我们介绍今年3月份发
-
杏仁核神经元的社交探索编码机制
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
文章简介 大脑调控了不同的内部状态，包括饥饿、焦虑和攻击性，每一种状态都会改变动物的行为。例如，一只饥饿的小鼠会四处走动寻找食物，而焦虑的小鼠会呆在原地，或者只是犹豫不决地探索周围的环境，然而，编码不同大脑状态的神经元网络仍不清楚。瑞士弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的Andreas Luthi研究组于2021年3月3日在Nature上发表了题为“State-dependent encoding of exploratory behaviour in the amygdala”的文章，研究人员通过Inscopix超微显微成像发现，小鼠杏仁核中的两大群神经元在探索环境和进行防御行为(如冻结)之间切换时，表现出了相反的活动模式——这一发现暗示了杏仁核在协调大脑状态中的关键作用。 摘要 动物的行为是由新陈代谢、情感和社会因素所决定的。根据状态的不同，动物会集中精力躲避威胁、寻找食物或进行社交互动，并显示出适当的行为技能。此外，动物通过优先考虑适当的行为技能来适应环境变化的能力决定了动物的生存和繁殖。尽管这些状态被认为与大脑系统的特定功能有关，但人们对其基本原理还知之甚少。众所周知，杏仁核是大脑的一个区域，整合了情感、社会和代谢信息。通过Inscopix成像观察到基底外侧杏仁核通过两个大型的、功能不相关的、表现出缓慢动态的合集来编码探索行为。作者发现，根据刺激的显著性，通过与稳定和分层的神经元成对的集合来编码空间探索和社交探索。这些发现表明，基底外侧杏仁核作为一个低维度的，但环境依赖的分层分类器，编码依赖状态的行为信息。这种编码功能在健康和疾病的内部状态的调节中有一个基本的作用。 创新点 在此项研究中，作者Lüthi使用Inscopix自由行为显微成像方法对小鼠的深部脑区进行神经元成像采集，当小鼠参与空间或社交探索时，Inscopix成像记录了基底外侧杏仁核的神经元是如何调控社交探索行为的编码。而且因为精神疾病伴随着大脑状态的改变，了解大脑如何在状态之间切换可能有助于找出这些疾病的错误之处，并找出缓解功能失调行为的
-
Fcgrt全身性敲除小鼠助力免疫学的研究
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
想调整研究方向，获得学术研究突破口？想获得论文选题思路，提高发文命中率？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周二会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是免疫研究热门基因之Fcgrt。 FcRn的结构 在五种类型的免疫球蛋白（IgA、IgD、IgE、IgG和IgM）中，IgG在人体血清中的含量是最多的（约占Ig的75%）。IgG是机体病原体和抗毒素的重要成分，在机体免疫反应中起到了重要作用。此外，IgG是已知的能从母体转移至胎儿，从而使胎儿获得短期被动免疫能力的抗体。而这种IgG的特异性转运是由neonatal Fc receptor（FcRn）所介导。FcRn能保护IgG和白蛋白在细胞内“不被降解”，并将其释放回血液循环中。其中，Fcgrt 基因编码了FcRn蛋白的α重链。 与其他的Fc受体不同，FcRn的结构与MHC I类分子类似，是由一条α重链（由Fcgrt基因编码）和一条β2-微球蛋白（β2m）所组成的异源二聚体。FcRn与IgG的结合是通过IgG的Fc端CH2–CH3铰链区所进行的。此外，在不平衡条件（non-equilibrium）下，FcRn与IgG以1:1的比例结合，在平衡条件（equilibrium）下，FcRn与IgG以2:1的比例结合；而白蛋白在其他位点与FcRn以1:1的比例结合。 图1. FcRn与IgG和白蛋白结合的结构示意图[1-2]。 上图：人IgG1（绿色）通过其Fc端CH2–CH3域与FcRn的α2域（红色）和β2M（蓝色）的N端相结合。人血清白蛋白（紫色）在其他结合域与FcRn结合。下图：平衡条件下，FcRn与IgG以2:1的比例结合；白蛋白在其他位点与FcRn以1:1的比例结合。 FcRn的转运保护机制 FcRn在体内许多组织的上皮细胞、内皮细胞及多种免疫细胞（如单核巨噬细胞）中广泛表达。其中，血管内皮细胞是FcRn保护IgG免于被分解代谢的主要部位。在这些地方，FcRn与血液的接触面积很大。当血管内皮细胞大量内吞血清中的蛋白
-
ZnT8基因敲除小鼠在脂代谢研究中的应用
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
胃肠道组织中含有最多的内分泌细胞，许多胃肠激素在葡萄糖以及脂质稳态中起着关键作用。5-hydroxytryptamine (5-HT，5-羟色胺)是最常见的胃肠激素，发挥中枢和外周功能。90%以上的5-HT是由肠嗜铬细胞合成并释放出来的。Tryptophan hydroxylase（TPH，色氨酸羟化酶）是5-HT起始合成以及限速的关键催化酶。近期的研究表明：外周5-HT能够促进白色脂肪组织的脂肪生成，抑制棕色脂肪组织的适应性热生成。在小鼠中通过基因沉默或药物抑制5-HT的合成关键酶TPH1能够使得小鼠对饮食诱导的肥胖以及葡萄糖不耐受产生抵抗。提示了外周5-HT是脂代谢和全身能量平衡的重要调节因子。 ZnT8是一种在胰岛β细胞中富集的锌转运体，与1型和2型糖尿病的发病密切相关。然而，ZnT8在系统能量代谢中的确切作用及其作用机制仍知之甚少。19年发表在Diabetes上的一项研究通过建立ZnT8基因敲除小鼠，来探讨ZnT8在小鼠体内调控脂质代谢的机制。作者首先在小鼠身上发现了ZnT8敲除诱导的脂质积累，在小鼠的血液和组织中通过一系列生化检测以及免疫染色，发现了ZnT8/TPH1/5-HT调节轴。进一步地在细胞实验中，通过siRNA敲低ZnT8验证了动物实验的结果，并发现ZnT8可能通过调节细胞内锌离子浓度而影响下游通路的改变。从这篇文章中，我们可以了解到基因敲除小鼠在代谢研究中的优势，由于细胞实验无法观察各个器官以及外周循环的代谢变化，因而这种优势是常规细胞实验所无法比拟的，并且更具说服力。 表型1：ZnT8基因敲除小鼠表现出脂肪的增加 首先，作者通过TALEN技术将C57BL/6N小鼠编码ZnT8蛋白的Slc30a8基因敲除（该ZnT8基因敲除小鼠由赛业生物提供）。ZnT8敲除小鼠与野生型小鼠的形态以及生长趋势相似。然而，雄性和雌性的ZnT8敲除小鼠均表现出脂体重增加，瘦体重下降的趋势。白色脂肪组织WAT（包括附睾白色脂肪组织eWAT和皮下白色脂肪组织scWAT）也均显著增加。而这种改变则是由脂肪细胞尺寸变大而引起的。 图1. ZnT8敲除导致脂肪的增加 表
-
Cell Metabolism | 靶向肝脏GLS1可改善非酒精性脂肪肝应用解析
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
非酒精性脂肪肝（NAFLD）是一种广受关注的全球性疾病，其特征为代谢重编程导致的肝脏脂肪累积，包括脂肪酸摄取量增加、线粒体脂肪酸β氧化（FAO）降低、脂肪酸从头合成脂肪增加，以及极低密度脂蛋白（VLDL）的组装和分泌功能失调等。另一方面，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是一种更具侵袭性的形式，其特征是肝细胞坏死性炎症和纤维化，是肝硬化和肝癌的重要危险因素。VLDL合成和分泌功能失调是NASH的主要特征。 谷氨酰胺酶是肝脏谷氨酰胺代谢的主要调节酶，且其中谷氨酰胺酶1（GLS1）已被证明可以抑制肝纤维化的进展，但是GLS1与NAFLD相关性尚缺乏深入研究。本文作者通过研究表明，GLS1在NASH的状态下会过表达，且对于GLS1特定的抑制作用可减轻肝脏脂肪变性和氧化应激，因此GLS1可作为一个潜在的NASH**靶点，相关成果发表在《Cell Metabolism》上。 谷氨酰胺酶1（GLS1）在NASH临床患者和小鼠中都过表达 对一大型队列（健康对照和NASH患者）进行血清谷氨酰胺和谷氨酸（谷氨酰胺酶反应产物）水平检测，结果显示两组中谷氨酰胺虽无明显差异，但NASH患者的血清中谷氨酸显著升高（图1A），表明NASH患者的谷氨酰胺分解代谢是异常的。同样地，在另一个队列中，NASH患者GLS1的mRNA水平比健康者高。此外，通常在健康肝静脉周围肝细胞中表达的谷氨酰胺合成酶被诱导，催化谷氨酸合成谷氨酰胺并消除门静脉周肝细胞解毒的残留氨（图1B, 1C）。 Figure 1. 谷氨酰胺酶1（GLS1）在临床非酒精性脂肪性肝炎中过表达 进一步评估NASH临床前小鼠模型（胆碱和蛋氨酸缺乏饮食MCDD）的GLS1表达水平，结果显示GLS1的蛋白和mRNA水平以时间依赖性升高（图2A-2C）。0.1% MCDD（胆碱缺乏和0.1%蛋氨酸饮食）饮食四周后，GLS1主要累积在肝细胞中（图2E）。 Figure 2. 谷氨酰胺酶1（GLS1）在胆碱和蛋氨酸剥夺而诱导NASH小鼠模型中过表达 体外/体内靶向GLS1可改善肝脏脂肪变性 为了鉴定因胆碱和蛋氨酸剥夺而诱导NASH小鼠模型中GLS1表达
-
小鼠疾病模型构建与药物临床前评价研究的思考
作者：德尔塔 日期：2022-04-14
许多人类疾病的发生与基因突变直接相关，研究表明，有超过15000基因突变与肿瘤、代谢、神经和心血管等疾病发生有关。另外，目前已报道的罕见病（也称孤儿病）超过7,000多种，且有超过80%与基因突变密切相关。遗传性罕见病已经影响到超过3.5亿人群，且多为儿童(～50%)。这类疾病通常严重、临床诊断与**多复杂、且多呈慢性发展。目前绝大多数遗传罕见病（～95%）仍无有效**方法。另外，与传统药物研发投入比较，遗传性罕见疾病药物研发投入相对较少。因此，针对遗传性疾病**方法及药物研发已成为当前科学家们与生物制药行业积极关注的研究领域。然而，由于这类遗传性罕见病的患者人数少，不利于药物（孤儿药）研发的临床试验研究开展，也成为此类药物研发面临的特殊挑战。 小鼠模型在模式生物中所具有的独特综合优势，不仅表现在遗传学与生理学上与人具有相似性，也有其成本低、繁殖饲养快速方便、遗传背景明确、以及相应基因编辑技术成熟等有利因素，使其成为生物医药领域研究，包括基因功能及致病过程、建立人相关疾病模型和药物临床前评价研究等最为重要的模式动物。通过小鼠疾病模型的构建，有助于我们深入揭示潜在致病基因作用机制，为药物临床前评价研究提供工具，成为由药物研发基础研究向临床疾病**应用有效转化的重要桥梁。 小鼠疾病模型有助于遗传性疾病致病基因的发现与验证 在此，借用周斌教授2020年发表的成功研究案例，简要说明小鼠疾病模型应用于转化医学研究中的思路与策略，该研究从临床患者中筛选到潜在的致病基因，通过相应基因编辑技术，构建能与人相关疾病病理表型关联的小鼠疾病模型，并将其与人疾病病理症状特征与相关基因联系起来，达到验证与揭示潜在致病基因在诱发疾病表型过程的作用机制。 作者首先从家族性高胆固醇血糖临床患者人群中，筛查到低密度脂蛋白受体（LDLR）未知新突变E207X，且体外细胞实验证实，表达突变LDLR基因与其功能改变具有相关性。为了进一步在体内证实该LDLR基
咨询热线
18133906270
德尔塔官方微信