稳定表达HIV-1辅助蛋白Rev的THP-1细胞模型的建立和鉴定

Human immunodeficiency virus-1(HIV-1)辅助蛋白在其感染和艾滋病发病过程中起着非常重要的作用.Regulator of expression of virion proteins(Rev)作为HIV-1辅助蛋白之一,可以调节病毒结构蛋白mRNA出核转运和蛋白表达,对于病毒的复制至关重要.为研究Rev蛋白对靶细胞表犁和功能的影响,本实验采用电穿孔的方法,将HIV-1的rev基因导入THP-1细胞,通过流式分选结合G418筛选的方法建立稳定表达Rev蛋白的细胞模型;并通过RT-PCR、荧光观察及流式检测的方法,在mRNA和蛋白两个水平对所建立的细胞模犁进行鉴定.结果证实rev基凶成功导入了THP-1细胞并稳定表达,为后续rev基因产物与细胞相互作用的研究提供了平台.

高山植物唐古特红景天（Rhodiola algida Var.tangutica）抗冻蛋白的研究

抗冻蛋白（AFP）或热滞蛋白（THP）最早是从极区鱼和昆虫中发现的一类特殊蛋白质，其共同特性是能阻止体液内冰核的形成和生长，降低体液的冰点，使其冰点低于熔点（热滞效应）。近几年的研究表明，AFP在某些植物、细菌、真菌中也存在。生长在极端低温环境中的高山植物体内是否也存在AFP，据我们掌握的资料，还未见这方面的报道。为此，我们选择了青海高原海拔4000米高山生长的唐古特红景天为实验材料，并在这种植物中发现了抗冻蛋白。主要实验结果概括如下： 1. 唐古特红景天叶片有很强的抗冻性，可耐受-26.5 ℃的冰冻温胁迫。在北京地区夏季（7月）驯化20天后，半致死温度（LT_(50)）升高为-15.5 ℃。叶片质外体蛋白抽提液有明显的热滞效应（0.2 ℃），在AFP中存在糖基。SDS-PAGE分析表明，质外体AFP为分子量在43-85KD范围内的五条多肽。 2. 光镜组织化学切片显示，在红景天叶片中存在蛋白质量丰富的细胞;电镜细胞化学研究揭示，在细胞壁外层及细胞间隙中分布着明显的经钌红特异染色的糖蛋白，这种糖蛋白因环境温度升高而减少。结合前述的实验结果，确认这种细胞壁外层及细胞间隙中的糖蛋白，即抗冻蛋白。 3. 以唐古特红景天叶片为外植体，在MS+BA_2+NAA_(0.2)固体培养基上可诱导出黄绿色，松脆愈伤组织。愈伤组织细胞在同样成分的液体培养基中培养获得成功。在悬浮培养液中可检测到分泌蛋白的存在。经SDS-PAGE分析表明，经低温锻炼或ABA诱导后，细胞分泌蛋白的多肽谱带数增加。与此相对应的是，细胞的抗冻能力也明显提高。PAS染色揭示，多肽中均含有糖基。 4. 通过测定热滞值，确信细胞分泌蛋白是具有抗冻活性的糖蛋白。

非晶状体βγ-晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物的细胞核转运及其选择性杀伤肿瘤细胞机制的研究

非晶状体βγ晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物(βγ-CAT)是从大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤分泌物中分离的分子量为72 kDa的天然蛋白复合物.本研究通过激光共聚焦显微镜和Westem blot分析βγ-CAT在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)中的细胞核转运机制,以及βγ-CAT对多株肿瘤细胞(HCT116,HT29,A375,Hela,THP-1等)的细胞毒效应.结果表明:βγ-CAT的α亚基中含有典型的GTP/ATPase的保守结构模体Walker A和Walker B,体外检测到βγ-CAT具有GTP/ATP水解酶和GTP/ATP结合活性.在细胞核转运过程中,βγ-CAT的α亚基和β亚基参与形成约150kDa含有泛素化修饰信号的大分子复合物,且泛素化修饰信号和βγ-CAT的α亚基和β亚基共定位于细胞内和融合于细胞核区域的转运囊泡小体中.βγ-CAT能够选择性的杀伤肿瘤细胞,诱导肿瘤细胞脱落和发生凋亡.上述结果为进一步深入研究阡βγ-CAT的细胞核转运和调节细胞功能的分子作用机制提供思路和线索.

树突状细胞与 HIV-1 辅助蛋白相互作用的体外研究——细胞系模型研究价值的验证和新的研究方向的确立

树突状细胞（Dendritic cells，DCs）作为人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus，HIV）感染的第一靶细胞和第一道防线， 在HIV-1感染 和传播过程当中发挥重要的功能。DC的免疫功能主要包括抗原的捕获、加工、 递呈并激活T细胞对HIV-1作出免疫反应，这些功能的发挥依赖于其自身接受刺 激有效地分化和成熟。 与其它慢病毒（lentivirus）相同，HIV-1所具有的6种辅助蛋白（Nef，Rev， Tat，Vif，Vpr和Vpu），决定着病毒自身的复制增殖和对机体的感染和致病力。 目前，HIV-1辅助蛋白对CD4+ T细胞影响的研究较为深入，是否影响和调节DC 的分化和成熟尚不够清楚，现有的文献报道很少，且相互不一致甚至矛盾。因此， 建立合适的体外研究体系和细胞模型，有针对性地进行研究DC与HIV-1之间的相 互作用，将有助于加深对HIV/AIDS致病和发病机理的理解，具有重要的生物医 学意义。 本实验选择了可被HIV-1感染的白血病细胞系THP-1为实验模型，首先评价 了THP-1作为DC前体在研究DC分化、成熟中的可用性，特别是判定DC分化成熟 和功能状态的主要细胞表面标记的动态变化和规律。进而在相同条件下分析了6 个辅助蛋白基因对THP-1的凋亡诱导作用，证实了Nef和Tat确可诱导转染细胞自 身凋亡，而Rev和Vpr可在THP-1细胞中持续表达，形成了稳定的细胞系，为进一 步研究和比较Rev、Vpr对DC的分化、成熟的影响奠定了实验基础。更重要的是， 我们发现，Vif和Vpu不能在THP-1中有效表达，其原因可能直接与限制性因子 APOBEC3G的存在有关，提示Vpu与APOBEC3G可能存在着新的相互作用——这 一线索已作为实验室新的研究方向，进一步深入的研究可能为HIV/AIDS致病、 发病机理和机体的抗病机制提供新的科学依据。

树突状细胞体外分化成熟的时程、mi/mRNA 表达谱分析和共生菌影响的研究

树突状细胞（dendritic cells, DC）作为机体天然免疫和获得性免疫反应的桥梁和枢纽，发挥着重要的启动和调控作用。随着体外诱导方法的建立和生物学技术的进步，有关DC 的基础生物学研究得到了快速的发展，在诱导方法、个体发生及基因表达和调控等方面，涌现出很多新的、未解的关键问题。同时，随着对粘膜免疫机理研究的深入，DC 在粘膜生态环境中的功能和影响，渐已成为免疫学研究前沿领域中的热点和要点。在本研究中，为了确定DC 体外分化成熟的最短时程，同时为了研究DC 分化成熟相关的基因表达调控，我们建立了快速的DC 体外诱导方法，分析了体外快速诱导 DC 的mi/mRNA 表达谱。此外，在原始分离的女性生殖道共生乳酸杆菌的基础上，以THP-1作为DC 前体细胞的细胞系模型，开展了女性生殖道共生乳酸杆菌刺激活化 THP-1 的研究，希望能够为乳酸杆菌作为生殖道粘膜免疫疫苗的应用提供理论基础。首先，采用外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMC）来源的CD14+细胞为DC 前体，经过GM-CSF 和IL-4 的刺激，1-6 天后得到未成熟DC （immature dendritic cells, iDC），并经成熟因子（TNF-α, IL-1β, IL-6 与PGE2）诱导 1-2 天后，获得成熟DC（mature dendritic cells, mDC）。经过比较和分析，明确了完全分化和成熟各2 天，即“2+2”，为DC 诱导分化的最佳和最短时程，从而证实和建立了DC 体外快速诱导的体系和方法。该方法获得的iDC 与mDC，具有与传统的“6+2” 方法获得的DC 相同的形态与表型，而且，利用该方法获得的DC 总数高于“1+1”， “1+2”与“6+2”的方法，为DC 的生物学研究提供了基础数据。我们进而采用芯片技术，对体外快速分化成熟的DC 进行了mi/mRNA 表达谱分析，确定了DC 不同分化发育阶段特征性的mi/mRNA 表达差异。结果发现，与CD14+ 单核细胞即DC 前体相比，iDC 与mDC 之间具有更加相近的mi/mRNA 表达方式。 miRNA 表达谱分析则表明，不同的miRNA 表达与DC 的不同分化和发育阶段相关。而且，位于同一基因簇内的miRNA，呈现协同表达的情况。特别值得注意的是，本研究发现了在DC 的某些发育阶段特异表达的miRNA，它们在DC 发育过程中的功能，还未得到诠释，它们在DC 某些分化阶段的特异表达，提示了DC 各分化阶段的相关性与特异性。结合mRNA 表达谱分析，我们发现miRNA 的表达与其目的基因的表达在mRNA 水平呈现负相关的特性。同时，免疫相关mRNA 与miRNA 在DC 体外不同发育阶段的表达亦呈现差异，其中，miRNA（如hsa-miR-181a, hsa-miR-223, hsa-miR-155, hsa-miR-146, hsa-miR-106a 与hsa-miR-20a 等）与mRNA（如ALM1 等）参与了特定的与免疫相关的GO（Gene Ontology）与通路（Pathway），提示这些miRNA 与mRNA 可能通过不同的方式调节控制着DC 的体外诱导过程。在有关粘膜生态环境中DC 的分化、成熟及其功能影响的研究中，我们首先通过各种乳酸杆菌鉴定方法的综合应用，确定了6 种原始分离的女性生殖道主要共生乳酸杆菌：发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）、约氏乳酸杆菌（L.Johnsonni）、卷曲乳酸杆菌（L.Crispatus）、革氏乳酸杆菌（L.Gasseri）、詹氏乳酸杆菌（L.Jensenii）与德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii ）。其中，德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii）和发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）具有较高的产H2O2 的能力。在此基础上，我们在与THP-1 的共同培养体系中，将乳酸杆菌对DC 前体的作用和影响进行了比较和研究。结果发现，L.Crispatus 在分离的各原始菌株中，具有最强的刺激THP-1 活化的能力，而且，在相同刺激比例下，L.Crispatus 活菌具有比死菌更强的免疫刺激能力，表现为明显上调THP-1 细胞表面标志CD40、CD80、CD86、 CD1a、CCR6 与CD324 的表达水平，同时可诱导活化THP-1 上调表达Th1 型细胞因子。通过FITC-Dextran 吞噬实验，我们发现，经过L.Crispatus 刺激的THP-1 细胞，其吞噬外来抗原的能力明显下降，但尚未检测到经过活化的THP-1 细胞刺激T 细胞增殖的能力。通过流式细胞术分析的方法，我们检测了TLR1、TLR2、TLR4 与TLR6 在不同的刺激分化阶段的表达水平，结果表明，THP-1 主要通过TLR2 与TLR6 识别女性生殖道L.Crispatus。综上所述，本研究首先通过对DC 体外分化成熟的最短时程的分析，确立了快速诱导DC 的最佳方法，进而利用芯片技术，研究了快速诱导DC 的mi/mRNA 表达谱，揭示了DC 体外分化发育过程中可能的调控途径，为进一步研究DC 的基础生物学提供了恰当的模型和具有指向性的线索。同时，通过与DC 前体THP-1 的共同培养体系，证实了生殖道共生乳酸杆菌的免疫调节作用，为以乳酸杆菌为载体的生殖道粘膜免疫疫苗的研究和应用提供了实验依据

APOBEC3G 多重转录本的发现和部分表达特征的研究

APOBEC3G（apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like 3G，载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G，简称为A3G）是2002年Sheehy 发现的天然抗病毒限制因子，代表近年来病毒研究领域的一项重大进展,不仅拓 展了对病毒宿主相互作用的认识,也为研发抗病毒药提供了新的思路和方向。不 过，A3G的结构、功能和抗病毒机制仍有许多未解的重大问题，进一步深入和系 统的研究，可能为预防和治疗HIV/AIDS及多种病毒性疾病，提供新的线索。 本研究的最初线索，来源于前期工作中的偶然发现：我们试图在一个健康个 体PBMC 中克隆A3G 编码序列，经双向测序后发现，有5 个位点属非同义突变， 造成氨基酸序列的改变。为排除个体差异并出于研究的便利，我们采用单核样细 胞系THP-1，进行多条序列的克隆和分析。在研究中，我们使用错误率仅为 1.6x10-6 的高保真酶Pfu，共克隆到23 条A3G 基因编码序列。经双向测序和对比 分析，较为意外地发现，其中20 条序列具有2 个以上的非同义突变或截断错位， 突变率高达87%，显示A3G 基因在THP-1 细胞中存在多重正常或变异的转录本。 这一现象，是否代表天然突变的普遍性以及其频度和意义，有待于进一步在多种 细胞和人群多个个体中验证和大规模的系统研究。 为建立基本的实验体系和研究手段，我们通过RT-PCR 与Western blotting， 检测了A3G 基因在9 个细胞系内的本底表达水平，并在此筛选结果的基础上， 在低本底的细胞系中，以慢病毒系统表达A3G 基因，而在高本底细胞系中，通 过siRNA 沉默A3G 基因，建立了A3G 高低表达体系，为后续研究A3G 功能提 供了方便可行的实验平台。 我们选取野生型A3G、带有3 个位点（H186R、I309T、F310S）连锁的突 变体和5 个位点（W34R、Y222H、V224G、A246V、F289L）非连锁的突变体， 构建真核表达载体，转染HEK293T 细胞，对比观察不同转录本在细胞中的表达 动态和水平。结果发现，3 个位点的突变对A3G 蛋白细胞内定位无明显影响，5 个位点的突变明显增加了单个细胞中A3G 蛋白点灶状团块的比例。并且突变位 点明显减缓了A3G 的表达速率，降低了表达水平。而连锁、非连锁以及截断错 位的突变体在抗病毒功能和结构生物学上的意义，有待于进一步的深入分析。 综上，我们发现A3G 在THP-1 细胞中存在多重转录本，并在确定细胞系A3G 本底表达的基础上，建立了A3G 体外高低表达体系，为后续我们进一步研究 A3G 的功能奠定了基础。而部分突变体在细胞内的表达趋势和细胞内定位的观 察和分析，为进一步的深入研究提供了新的线索。

Preparation and luminescence properties of terbium-Sal complex in-situ synthesized in silica matrix by a two-step sol-gel process

In-situ synthesis of terbium complex with salicylic acid (Sal) in silica matrix was made by a two-step sol-gel process. The terbium complex with salicylic acid was formed in sol-gel derived silica gel, and confirmed by the luminescence excitation spectra and infrared(IR) spectra. As compared to the pure terbium complex powder, the silica gel containing terbium complex exhibits its characteristic emission and presents a longer fluorescence lifetime than that for the pure complex. The luminescence properties of the complex containing;silica gel were investigated and compared with that of both terbium doped the silica gel and thp pure complex powder. The reasons leading to the above results were also discussed.

Molecular cloning and characterization of a putative lipopolysaccharide-induced TNF-alpha factor (LITAF) gene homologue from Zhikong scallop Chlamys farreri

LPS-induced TNF-alpha factor (LITAF) is a novel transcriptional factor that was first discovered in LPS-stimulated human macrophage cell line THP-1. LITAF can bind to TNF-a promoter to regulate its expression. The first scallop LITAF (named as CfLITAF) was cloned from Zhikong scallop Chlamys farreri by Expressed Sequence Tag (EST) and Polymerase Chain Reaction (PCR) techniques. The cDNA of CfLITAF was of 1240 bp and consisted of a 5' untranslated region (UTR) of 112 bp, a 3' UTR of 678 bp and an open reading frame (ORF) of 450 bp encoding a polypeptide of 149 amino acids with an estimated molecular mass of 16.08 kDa and theoretical isoelectric point of 6.77. A typical conserved LITAF-domain was identified in CfLITAF by SMART analysis. Homology analysis of the deduced amino acid sequence of CfLITAF with other known sequences by using the BLAST program revealed that CfLITAF was homologous to the LITAF from human and rat (Identity = 46%), cattle, horse, mouse and chicken (Identity = 48%), western clawed frog (Identity = 42%), and zebrafish (Identity = 50%). The mRNA expression of CfLITAF in different tissues including haemocytes, muscle, mantle, heart, gill and gonad, and the temporal expression in haemocytes challenged by LPS or peptidoglycan (PGN) were measured by Real-time RT-PCR. CfLITAF mRNA transcripts could be detected in all tissues examined and be up-regulated in haemocytes after LPS challenge. No significant changes were observed after PGN stimulation. All these data indicated the existence of LITAF in scallop and also provided clue on the presence of TNF-alpha-like molecules in invertebrates. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

栉孔扇贝CfLITAF基因的克隆与表达分析

关于无脊椎动物中是否存在细胞因子一直都存在着异议。从细胞因子本身入手，运用细胞生物学和免疫学手段，已经在软体动物、节肢动物和棘皮动物等无脊椎动物中证实了高等动物细胞因子样活性物质的存在，然而利用分子生物学手段至今没有得到任何核苷酸或蛋白序列信息，而从与细胞因子相关的分子如调控其表达的转录因子入手来研究无脊椎动物中的细胞因子样物质的存在，或许会得到意想不到的惊喜。 最近从人的单核细胞系THP-1中分离纯化出一种新型的转录因子，它可以被LPS诱导表达，产生的蛋白在TNF-α的表达过程中起着非常重要的作用，因而命名为LPS-induced TNF-α factor（LITAF）。随后该基因在小鼠和鸡中也被克隆分离出来，其编码的蛋白已经证实在TNF-α的表达过程中起着不可或缺的作用。迄今为止，在无脊椎动物中还没有相关同源基因的报道。 本研究采用大规模EST测序方法，结合锚定PCR技术从栉孔扇贝体内克隆到了高等动物LITAF基因的同源基因CfLITAF的全长cDNA序列。该cDNA全长为1240bp，其中5' 非编码区（UTR）为112 bp；开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）包括450 bp，编码149个氨基酸残基，该多肽的理论分子量为16.08 kDa，等电点为6.77；3' UTR为678bp，包含一个poly A尾巴。SMART结构域预测发现CfLITAF蛋白含有一个保守的LITAF结构域。实时定量PCR检测CfLITAF基因在栉孔扇贝主要免疫器官中的表达分布情况，发现在所检测的六种组织血细胞、外套膜、肌肉、心、腮、性腺中均能检测到CfLITAF基因转录本的不同丰度的表达。血淋巴和肌肉中的表达量相差不大，而在心、外套膜、腮和性腺中的表达量要高于血淋巴和肌肉中的表达量，分别是血中表达量的2.45、2.82、9.23和24.93倍。 为了验证其表达量是否会受到LPS的诱导，利用QRT-PCR（quantitative real time PCR）检测了CfLITAF基因在受到LPS和PGN刺激后在血细胞中的表达规律。结果如下：在LPS刺激后3h，CfLITAF的表达量显著上调，达到了原初水平的1.5倍，随着时间的延长，其表达量逐渐恢复到刺激前水平；在用PGN刺激血细胞后的9个小时内均没有检测到CfLITAF基因mRNA表达量的显著变化。实验中所用血细胞为同一批原代培养的栉孔扇贝血淋巴细胞，细胞活力通过台盼蓝拒染实验测定。 CfLITAF基因的克隆与表达分析，不仅为进一步认识栉孔扇贝的免疫防御机制提供了实验参考，更重要的是为无脊椎动物中细胞因子样物质的研究提供了一个分子水平上的线索，为无脊椎动物中细胞因子样物质的研究奠定了理论基础。

A new cellular model for in vitro biocompatibility evaluation of microcapsule materials

Fibrosis caused by the host response to long-term transplanted microcapsules and the limitation of traditional L929 cell model for biocompatibility testing inspire the development of an assay of biocompatibility based on macrophage behavior. In this paper, the human monocytic cell line THP-1 was utilized for biocompatibility evaluation of microcapsule materials. The cell viability and secretion of nitric oxide (NO) and cytokines served as index of biocompatibility were assayed. It was found that the evaluated microcapsule materials had no effect on the stimulation of NO and cytokines secretion, which meant that these materials were biocompatible. Furthermore, it suggests the THP-1 cell a convenient in vitro experimental model that might be useful for long-term predictions of material biocompatibility.