过表达H3K9me3 去甲基化酶对猪克隆胚胎体外发育效率的影响

为了探索过表达组蛋白H3K9me3去甲基化酶KDM4B/KDM4D对猪克隆胚胎体外发育效率的影响,研究构建了鼠源KDM4B/KDM4D表达载体,通过体外转录获得KDM4B/KDM4D mRNA并将其分别显微注射至猪克隆胚胎。结果显示两组注射的克隆胚胎的H3K9me3水平、卵裂率和囊胚率与对照克隆胚胎无显著差异,但两组注射的克隆胚胎的H3K9me3去甲基化酶表达水平显著高于无注射的对照克隆胚胎,且注射KDM4B mRNA的克隆胚胎的囊胚细胞数显著高于注射KDM4D mRNA的克隆胚胎及对照克隆胚胎,表明过表达组蛋白H3K9me3去甲基化酶KDM4B可以显著提高猪克隆胚胎的体外发育效率。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂对人胚胎成纤维细胞表观遗传的影响

【目的】探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂(曲古菌素A(TSA)和丙戊酸盐(VPA))对人胚胎成纤维细胞(human embryonic fibroblasts,hEF)组蛋白乙酰化(acH4K12)和组蛋白单甲基化(H4K20me1)的影响,为进一步探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂对人类体细胞核移植胚胎表观遗传重编程的作用机制奠定基础。【方法】使用0~400 nmol/L TSA或0~4 mmol/L VPA处理hEF 24 h,用核型分析及荧光原位杂交(FISH)检测hEF细胞遗传学变化,使用间接免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜观察TSA和VPA对hEF的acH4K12及H4K20me1水平的影响。【结果】TSA处理组hEF细胞呈现出形态学变化,且TSA具有细胞毒性作用。VPA处理组与未处理组细胞无明显的形态学变化和细胞毒性作用。核型分析及FISH检测结果显示,TSA和VPA处理组与未处理组均维持正常的核型(46,XX),未发生明显的细胞遗传学改变。间接免疫荧光染色结果表明,acH4K12和H4K20me1水平随着TSA和VPA浓度的增加而升高。【结论】TSA和VPA可以提高hEF的acH4K12和H4K20me1水平,且未发生明显的细胞遗传学变化。     

赭曲霉毒素A对HEK293细胞DNA和组蛋白甲基化修饰酶的影响

探讨了赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)诱导HEK293细胞整体基因组DNA甲基化和组蛋白H3K9甲基转移酶活性变化的剂量效应及可能的调控机制。结果表明,OTA抑制了HEK293细胞的生长,降低了整体基因组DNA甲基化水平,并呈剂量效应关系。随OTA暴露剂量的增加,DNA甲基化转移酶DNMT1 mRNA表达量降低。且本研究首次探究了OTA对组蛋白H3K9甲基化修饰酶的影响。结果显示,OTA引起组蛋白H3K9甲基转移酶活性升高,且H3K9甲基化修饰酶G9a和SETDB1 mRNA表达量在高剂量OTA暴露时显著升高。OTA可能分别通过调控DNMT1、G9a及SETDB1使整体基因组DNA甲基化水平降低和H3K9甲基转移酶活性升高,这可能是OTA导致肾毒性的表观遗传机制。     

小鼠卵母细胞和胚胎发育过程中组蛋白H4K20二甲基化的表达

运用单细胞免疫荧光技术,分析了小鼠卵母细胞和胚胎发育过程中组蛋白H4K20二甲基化的表达情况。结果表明:H4K20二甲基化在生长期的卵母细胞中呈逐渐增加的趋势;15 d时的小鼠卵母细胞没有H4K20二甲基化的表达,但在第20天和第25天重新被检测到信号;卵母细胞在生发泡期(GV)、生发泡破裂期(GVBD)和减数分裂中期(MⅡ)均没有H4K20二甲基化的表达;二细胞胚胎和四细胞胚胎中有H4K20二甲基化的表达,其他时期的胚胎中检测不到荧光信号。     

H3K4和H3K9三甲基化在猪体外成熟卵母细胞和克隆胚胎中的表达分析

该研究主要运用单细胞免疫荧光技术分析猪卵母细胞和克隆胚胎发育过程中,H3K4和H3K9三甲基化(H3K4me3,H3K9me3)的表达情况.收集体外成熟0h,6h,12h,24h,30h,36h,42h的猪卵母细胞;同时通过体细胞核移植操作获得一细胞、四细胞、桑葚胚和囊胚期克隆胚胎,经过免疫荧光染色,在激光共聚焦显微镜下观察H3K4me3和H3K9me3修饰在卵母细胞和胚胎中的变化情况.免疫荧光结果显示,在不同减数分裂阶段的猪卵母细胞内均能观察到H3K4me3的表达,并且呈现出逐渐下降的趋势;在生发泡期(GV),生发泡晚期(L-GV)和生发泡破裂(GVBD)阶段的卵母细胞中能发现明显的H3K9me3表达,随着减数分裂的进行,H3K9me3表达消失,在第一次减数分裂中期前阶段(Pre-MI)到第二次减数分裂中期(MⅡ)阶段卵母细胞中未发现H3K9me3荧光信号.H3K4me3和H3K9me3在不同发育阶段的猪克隆胚胎中都有表达,其中H3K4me3在不同阶段胚胎中荧光信号强度相近,H3K9me3在四细胞胚胎中荧光强度降低,在桑葚胚和囊胚中荧光强度出现升高的趋势.以上结果说明,H3K4me3参与调控猪卵母细胞体外成熟的整个过程,H3K4me3和H3K9me3在猪体细胞核移植胚胎早期发育过程中可能具有调控作用.     

SAHA处理供体细胞对山羊克隆胚胎早期发育的影响

为探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂羟肟酸(SAHA)对体细胞和山羊核移植胚胎早期发育的影响,采用不同浓度SAHA处理山羊胎儿成纤维细胞(Goat embryonic fibroblasts,GEFs),并检测其AcH3K9水平、细胞增殖能力、细胞周期及胚胎发育情况、乙酰化水平、多能性基因的表达水平。结果显示,SAHA处理后GEFs的AcH3K9水平显著上升(P0.05),2.5μmol/L SAHA处理浓度即可显著提高GEFs组蛋白H3K9的乙酰化水平;浓度≤2.5μmol/L时,对细胞增殖能力无明显影响;浓度为5.0μmol/L和10.0μmol/L时,细胞活力显著下降(P0.05)。AcH3K9上调会引起G0/G1和S期的细胞比例下降(P0.05)。因此,选择经2.5μmol/L SAHA处理的供体细胞进行核移植。试验组的胚胎卵裂率和囊胚率显著高于对照组(P0.05),其卵裂率接近于卵胞质单精子注射(ICSI)组。试验组的囊胚率乙酰化水平显著高于对照组,且低于ICSI组(P0.05)。与对照组相比,试验组囊胚的Oct4、Sox2和Nanog的mRNA表达水平均上升(P0.05),且均接近于ICSI组。说明,选用2.5μmol/L SAHA处理供体细胞可提高体细胞核移植效率和胚胎品质。     

组蛋白甲基化和去甲基化研究进展

在真核基因中,组蛋白会发生多种共价修饰,其中组蛋白的甲基化在表观遗传学中起重要作用。不同的甲基化位点产生不同的作用机理,组蛋白H3K9的甲基化与异染色质形成、基因沉默有关;组蛋白H3K4的甲基化与基因转录激活有关;组蛋白H3K36的甲基化与RNAPⅡ有一定的关系。最近首次报道了组蛋白甲基化的可逆性,并发现组蛋白去甲基酶:LSD1和含有Jmjc域的组蛋白去甲基酶。这些去甲基酶可使不同程度甲基化的组蛋白H3K4、K9、K36去甲基化,同时与基因转录存在联系。     

植物春化记忆与FLC染色质改变

春化记忆在植物发育开花过程中起着非常重要的作用。拟南芥春化细胞的记忆来源于FLC染色质结构的改变。组蛋白H3在Lys-4的三甲基化和组蛋白的乙酰化作用与FLC的激活表达有关。组蛋白的去乙酰化作用和组蛋白H3在Lys-9和Lys-27上的三甲基化参与FLC的抑制作用。本文对此方面进行了综述。     

H3K4me3对猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育的影响

哺乳动物卵母细胞的成熟与组蛋白甲基化修饰密切相关. CPI-455是一种组蛋白去甲基化酶抑制剂,可特异性抑制组蛋白去甲基转移酶KDM5A/B的活性,提高H3K4me3(组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化)的表达水平.本实验在猪卵母细胞体外成熟过程中添加CPI-455,探究H3K4me3组蛋白甲基化对猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育的影响.首先,用不同浓度CPI-455在不同时间处理猪卵母细胞,发现在0～22 h添加5μmol CPI-455的处理方法效果最佳,卵母细胞成熟率与囊胚形成率均显著高于未处理组(p0.05). 0～22 h添加5μmol CPI-455处理卵母细胞显著提高了囊胚中H3K4me3的表达(p0.05),降低了卵母细胞中KDM5A和KDM5B的表达(p0.05),并且显著提高了囊胚中Nanog,Oct4,CDX2等多能性基因的表达(p0.05). CPI-455处理可以通过降低卵母细胞中相关基因的表达,上调囊胚中多能性基因的表达,调控H3K4me3的甲基化水平,从而促进猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育.     

猪早期孤雌胚组蛋白乙酰化与组蛋白去乙酰化酶基因mRNA表达水平相关性研究

 【目的】 探讨猪孤雌胚早期发育过程中组蛋白H4K5乙酰化水平与组蛋白去乙酰化酶(HDAC1)基因mRNA表达水平之间的关系。【方法】收集早期猪孤雌胚(2-细胞、4-细胞、桑椹胚和囊胚),运用细胞免疫组化和激光共聚焦显微镜,通过检测这些胚胎的相对荧光强度来评判其H4K5的乙酰化水平;运用实时定量PCR的方法检测猪早期孤雌胚发育过程中HDAC1基因mRNA表达的动态变化。【结果】从2-细胞到囊胚开始,其H4K5的乙酰化均在细胞核内表达,且各阶段表达量逐步提高,至囊胚期达最高(分别为1124.77±127.78、1305.81±184.23、1795.19±318.67及2149.63±529.47),差异显著(P＜0.05);从2-细胞到囊胚,其HDAC1基因 mRNA表达逐步降低(分别为1.00±0、0.91±0.009、0.85±0.008及0.67±0.006),各阶段差异显著(P＜0.05)。【结论】从2-细胞到囊胚,其H4K5的乙酰化水平与HDAC1基因mRNA表达水平之间呈负相关。     

猪 MKRN3 基因启动子区CpG岛在胚胎心脏组织甲基化模式分析

以梅山猪-大白猪正反交为模型,以65日龄和100日龄的胚胎心脏组织为研究材料,对MKRN3基因启动子区CpG岛进行预测,根据预测的CpG岛设计引物,采用重亚硫酸盐测序法(BSP法),分析MKRN3基因启动子区CpG岛在胚胎心脏组织的甲基化程度。结果显示:对于65日龄胚胎,猪MKRN3基因启动子区CpG岛在大白×梅山和梅山×大白杂交后代的胚胎心脏组织中均表现高度甲基化(75.6%、76.4%);对于100日龄的胚胎,大白×梅山杂交后代的胚胎心脏组织表现高度甲基化(80%),而梅山×大白杂交后代的胚胎心脏组织呈现低甲基化(35.6%)。由此可见,猪MKRN3基因启动子区CpG岛的甲基化模式随着正反交、胚胎发育时期不同而呈现出一定变化,即在胚胎发育65日龄时,正反交子代均具有高度甲基化;而在胚胎发育至100日龄,正交子代呈现高度甲基化,反交子代呈现低甲基化,说明在胚胎发育晚期父本或母本等位基因可能会发生明显的去甲基化。     

中药制剂SHY对新城疫、禽流感H9、H5亚型病毒的抑制和攻毒保护效果

本试验利用蔷薇科植物提取物（SHY）分别与新城疫、禽流感H9、H5亚型病毒作用后,接种10 d SPF鸡胚,评价SHY对病毒的抑制作用;给21 d SPF鸡连续口服该中药提取物5 d后,分别用新城疫、禽流感病毒攻击,观察对SPF鸡的保护作用.结果表明：SHY测试剂量对SPF鸡胚没有毒性;20、10、5和2.5 mg/mL提取物与一定量的新城疫、禽流感H9亚型病毒作用后,鸡胚全部存活,病毒测定为阴性;与禽流感H5亚型病毒作用后,2.5 mg/mL组不能完全保护鸡胚存活（6/8）,病毒分离阳性.在攻毒试验中,SPF鸡分别按60、50、40和20 mg口服后,用新城疫和禽流感H9亚型攻毒保护分别为5/5、5/5、5/5和4/5.显示SHY不但能显著抑制新城疫、禽流感H9和H5亚型在鸡胚上增殖,而且能保护新城疫、禽流感H9亚型病毒的攻击.对SHY深入的研究,有望开发出有效抗禽流感药物.     

Lactobacillus helveticus|ND-01高密度培养条件的优化及冻干发酵剂的制备

瑞士乳杆菌Lactobacillus helveticus ND-01是一株分离、筛选自新疆酸马奶中的乳酸菌,并且在发酵牛乳的过程中能产生较高的ACE-Ⅰ抑制活性和γ-氨基丁酸。实验通过对L.helveticus ND-01培养基的组分进行优化,从而得出L.helveticus ND-01优化培养基配方为：乳糖25 g/L,大豆蛋白胨14.1 g/L,酵母粉14.1 g/L,醋酸钠15.3 g/L,柠檬酸纳6.5 g/L,K2HPO42.2 g/L,MgSO4.7H2O 2 g/L,MnSO4.5H2O 25 mg/L,吐温-80 1 g/L,L-半胱氨酸盐酸盐750 mg/L,维生素B9（VB9）20 mg/L。L.helveticus ND-01在此培养基中经42℃,18 h培养,其活菌数可达到4.2×10^8cfu/mL,比MRS中（8.2×10^7cfu/mL）提高近5倍。将此优化培养基作为基础培养基,在5 L发酵罐中,经优化发酵条件,其活菌数可达到3.1×10^9cfu/mL,发酵液离心收集菌体,加入保护剂,冷冻干燥后活菌数可达到2.5×10^10cfu/g。冻干菌粉经90 d的低温贮藏,其存活率为81.20%。     

青花菜非对称体细胞杂交研究

以具有良好再生能力的"玉皇"青花菜下胚轴原生质体为供体、"优秀"下胚轴原生质体为受体,进行非对称体细胞杂交,获得再生植株。结果表明:供体原生质体UV射线的最大辐射剂量为0.10 J/cm;受体原生质体R-6G的最大处理剂量为40μg/mL;PEG-6000 250 g/L,CaCl2.2H2O 1.025 g/L,甘露醇45.5 g/L,山梨醇45.5 g/L,附加15%DMSO,可获得14%的融合率。综合改良的融合体培养基最适激素浓度为:6-BA 0.3 mg/L,NAA 0.2 mg/L,2,4-D 0.5 mg/L。     

苦参碱对H9N2 AIV感染小鼠NLRP3炎性体信号通路的影响

【目的】流感病毒感染引发机体的炎症反应及免疫稳态失衡，由此产生的细胞因子风暴（CS）是引起感染宿主死亡的主要原因。通过探究苦参碱对H9N2 AIV感染小鼠的保护作用及其调节NLRP3炎性体信号通路的特点及作用机制，可进一步完善中药抗病毒的理论依据，为新型抗病毒药物的研发奠定基础。【方法】72只8周龄BALB/c小鼠随机分为空白组（0.1 mL无菌鸡胚尿囊液）、病毒组（0.1 mL 4×10⁵PFU/mLH9N2 AIV）、金刚烷胺组（0.1 mL 4×10⁵PFU/mLH9N2 AIV+100×10^-6 99%金刚烷胺）、苦参碱高浓度治疗组（0.1 mL 4×10⁵PFU/mLH9N2 AIV+40 mL·kg^-1苦参碱）、中浓度治疗组（0.1 mL 4×10⁵PFU/mLH9N2 AIV+20 mL·kg^-1苦参碱）和低浓度治疗组（0.1 mL 4×10⁵PFU/mLH9N2 AIV+10 mL·kg^-1苦参碱），每组12只，含病毒鸡胚尿囊液滴鼻构建小鼠病毒性肺炎模型，灌服或饮水给药治疗连续5 d，试验共进行7 d，观察不同组小鼠的体重变化。在第1、3、5、7天分别取3只小鼠无菌采血并处死，取小鼠肺组织进行病理组织学观察，RT-PCR检测小鼠肺组织中H9N2 NA、NLRP3 NLR基因表达情况，Western Blot检测苦参碱治疗后H9N2感染小鼠肺组织NLRP3炎性体信号通路相关蛋白表达量的变化，小鼠血清用ELISA法测定细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-10表达量的变化。【结果】与病毒组相比，苦参碱高浓度治疗组病理组织学观察中H9N2 AIV感染小鼠肺部水肿的区域明显减少，红细胞渗出减少，炎性细胞数量减少，效果接近金刚烷胺组。7 d时苦参碱高浓度治疗组小鼠肺泡壁完好，肺泡之间分界清楚，肺组织内炎性细胞、浆细胞数量大量减少，与空白组无异;苦参碱中浓度治疗组肺组织少量出血，肺泡内无渗出液，肺泡间隔完好;苦参碱低浓度治疗组可见肺泡内红细胞渗出，大量浆细胞募集，肺泡之间出现融合现象。经过苦参碱和金刚烷胺治疗的各组小鼠肺组织中H9N2病毒基因表达量在3、5和7 d极显著降低（P<0.01）。经治疗3、5 d时，苦参碱高浓度治疗组和金刚烷胺组的NLRP3基因和蛋白表达量、TNF-α、IL-1β蛋白表达量极显著降低（P<0.01）;7 d时，苦参碱高、中、低治疗组小鼠肺组织中NLRP3基因表达量极显著降低（P<0.01）;5 d时苦参碱低浓度治疗组NLRP3蛋白、Caspase-1蛋白和中浓度组Caspase-1蛋白表达量显著降低（P<0.05）;3 d、5 d时苦参碱中、低浓度治疗组TNF-α和IL-1β蛋白表达量极显著降低（P<0.01），苦参碱中浓度治疗组IL-10表达量极显著降低。【结论】苦参碱可在体内抑制H9N2 AIV的表达，通过下调NLRP3炎性体信号通路相关蛋白，下调TNF-α、IL-1β和IL-10的表达，减轻炎症反应，有良好的抗病毒、抗炎作用。     

Dependence of heterochromatic histone H3 methylation patterns on the Arabidopsis gene DDM1

The Arabidopsis gene DDM1 is required to maintain DNA methylation levels and is responsible for transposon and transgene silencing. However, rather than encoding a DNA methyltransferase, DDM1 has similarity to the SWI/SNF family of adenosine triphosphate-dependent chromatin remodeling genes, suggesting an indirect role in DNA methylation. Here we show that DDM1 is also required to maintain histone H3 methylation patterns. In wild-type heterochromatin, transposons and silent genes are associated with histone H3 methylated at lysine 9, whereas known genes are preferentially associated with methylated lysine 4. In ddm1 heterochromatin, DNA methylation is lost, and methylation of lysine 9 is largely replaced by methylation of lysine 4. Because DNA methylation has recently been shown to depend on histone H3 lysine 9 methylation, our results suggest that transposon methylation may be guided by histone H3 methylation in plant genomes. This would account for the epigenetic inheritance of hypomethylated DNA once histone H3 methylation patterns are altered.     

NaCl胁迫对海滨木槿种子萌发及Na~+、K~+含量的影响

[目的]探索不同浓度NaCl处理对海滨木槿种子萌发及种皮和种胚中Na+、K+含量的影响。[方法]用NaCl浓度分别为0、50、100、150、200mmol/LNaCl的1/4Hoagland营养液培养材料,培养5、10d后以FP-640火焰分光光度计测定种皮和胚中的Na+、K+含量;培养15d后,将含有NaCl的营养液未萌发的种子分别转入1/4Hoagland培养液继续培养,测定解除盐胁迫后种子萌发的恢复率。[结果]随着培养液中NaCl浓度的升高,海滨木槿种子的萌发率逐渐降低,在NaCl浓度为200mmol/L时种子的萌发率最低。种皮和胚中Na+含量随着培养液中NaCl浓度的升高和处理天数的延长而增大;在相同的盐浓度下,胚中Na+含量明显低于种皮。随着培养液中NaCl浓度的升高,种皮中K+含量逐渐升高,胚中K+含量逐渐降低,但胚中K+含量明显高于种皮。种皮和胚中Na+/K+随着NaCl浓度的升高而增大,胚中Na+/K+明显低于种皮。[结论]海滨木槿的种皮是阻挡Na+进入种子的一道屏障;NaCl处理下胚保持较高含量的K+和较低的Na+/K+可能是海滨木槿种子耐盐的主要原因之一。     

产κ-卡拉胶酶菌株的筛选及其发酵条件的优化

对K-卡拉胶酶产生菌进行富集培养,以K-卡拉胶为唯一碳源的平板初筛,从多种海藻上分离纯化获得32株具有卡拉胶酶活性的菌株,经摇瓶复筛,从亮管藻上分离的HC4菌株酶活力最高,为50．75U／mL。测定了HC4菌株的16SrRNA基因序列1436bp,在核苷酸序列数据库（NCBI）中进行同源性检索,发现它与Tatrtlana agarivorans的相似性为98％。通过单因子筛选和正交试验,确定该菌株产酶的最佳培养基组成为：碳源K-卡拉胶5g/L;氮源蛋白胨3g／L和NaNO3 1g／L;元机盐NaCl20g／L、K2HPO4·3H2O1g／L、MgSO4·7H2O 0．5g／L和CaCl20．1g／L。最佳培养条件为：摇床转速150r／min,250mL三角瓶中发酵培养基的装液量50mL,接种量4％,发酵培养基起始pH7．5,温度28℃,培养时间28h。经培养基组成及培养条件优化后,HC4菌株的K-卡拉胶酶酶活力提高到602．30U／mL,是优化前的11．87倍。