本期目录
-
-
生物技术进展
2020年 第10卷 第5期
发布日期：2020-09-25
新型生物药物研发专栏
新型生物药物研发专栏
-
呼吸道传染病治疗中抗体药物的研发进展
-
杨高松,马东杰
-
2020 Vol. 10 (5):
441-447.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0026
-
摘要 (
)
PDF
(1180KB)(
)
-
呼吸系统疾病影响着全世界数百万人，主要病变发生在气管、支气管、肺部及胸腔，病变轻者多咳嗽、胸痛，重者呼吸困难、缺氧甚至呼吸衰竭，可造成多种并发症，导致患者严重残疾甚至死亡。治疗性抗体的临床使用为肺癌、哮喘以及各类呼吸道传染病等的治疗开辟了新途径。目前已有数十种抗体（antibodies，Abs）获得市场批准，而且还有更多的抗体药物正在临床开发中。这些Abs中的大多数是针对哮喘、肺癌、慢性阻塞性肺病、特发性肺纤维化以及呼吸道传染病等疾病。其中，呼吸道传染病的爆发具有传播迅猛、传染性强的特点，常引发全球关注，如当下肆虐全球的新型冠状病毒肺炎。针对呼吸道传染病的多种Abs为其临床治疗提供了新策略。基于此，综述了已获准和正在临床开发的适用于治疗呼吸道传染病的Abs，通过综述抗体治疗的分子机制、优势和发展趋势，以期为呼吸道传染病治疗中抗体药物的研发提供参考。
-
蛋白质药物糖基化工程化改造研究进展
-
杜力,刘晓志,魏敬双,高健
-
2020 Vol. 10 (5):
448-455.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0027
-
摘要 (
)
PDF
(1170KB)(
)
-
多种哺乳和非哺乳动物的蛋白质表达系统已成功用于重组糖蛋白药物的生产。糖基化对于生物药品的研究开发至关重要，对生物药品的药效、半衰期及抗原性等产生重要影响。糖基化工程的目的是生产组分明晰、结构均一的N-和O-连接的糖基化蛋白药物。N-糖基化改造的相关研究显示，利用哺乳动物和非哺乳动物表达系统可以表达均匀的N-聚糖重组糖蛋白。与N-糖基化改造相比， O-糖基化的改造研究尚处于起步阶段。首个糖基化工程单克隆抗体已在美国和日本获得上市批准。综述了重组蛋白表达系统的糖基化工程化改造的研究进展，包括蛋白质药物的 N-糖基化改造和O-糖基化改造的最新进展，以期为蛋白质药物的糖基化工程改造研究提供参考。
-
重组单克隆抗体电荷异质性和工艺调控
-
王欢,牛昆,江一帆,董静
-
2020 Vol. 10 (5):
456-462.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0050
-
摘要 (
)
PDF
(1999KB)(
)
-
重组单克隆抗体药物大多存在翻译后修饰且种类复杂多样，因此研发过程中的质量控制显得尤为重要。其中电荷异质性是关键质量属性，其可能影响生物制品的疗效，甚至有可能带来意想不到的副作用，从而影响药品的安全性和有效性，所以在单抗药物开发过程中需要重点关注并加以调控。单抗药物翻译后修饰是造成电荷异质性的主要原因，因此电荷异质性的控制是生物药物工艺开发的一个重要挑战。梳理了电荷异质性的表征方法，并且根据其分类对能够造成电荷异质性产生的蛋白翻译后修饰进行了总结，同时阐述了不同的电荷异质性对抗体类药物安全性及有效性的影响，最后总结了工艺开发中电荷异质性工艺调控策略的最新进展，以期给生物药物工艺开发及质量研究人员以启示。
-
FGF21类似物治疗动脉粥样硬化机制研究进展
-
欧阳满
-
2020 Vol. 10 (5):
463-469.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0037
-
摘要 (
)
PDF
(2155KB)(
)
-
动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要诱因，近年来发病率越来越高，严重威胁着人类生命健康。脂质代谢障碍是动脉粥样硬化的病理基础。成纤维细胞生长因子21(FGF21)是FGF家族的一种内分泌因子，它能够增加葡萄糖的摄取，调节脂质代谢，并使代谢活跃的器官（如肝脏和脂肪组织）中胰岛素反应敏感。FGF21水平与动脉粥样硬化的发生率和严重程度密切相关。然而，FGF21原型在血浆的半衰期短、体外易聚集，严重限制了其临床应用。近年来，对FGF21类似物的研究取得了突破性进展。综述了FGF21的生理作用，并讨论了基于FGF21类似物治疗动脉粥样硬化的主要突破和局限性，为FGF21蛋白类新药的开发提供了理论依据。
-
新城疫疫苗研究进展
-
姚舜禹,张丽琳
-
2020 Vol. 10 (5):
470-478.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0052
-
摘要 (
)
PDF
(1198KB)(
)
-
新城疫（Newcastle disease，ND）是禽类的病毒性疾病之一，能引发禽类神经系统、消化系统和呼吸系统损伤，死亡率高达30%，对家禽养殖形成了严重制约，因此，研究ND具有重要的经济意义。合理使用疫苗是防控新城疫疫情的主要方法。自1950年以来，新城疫减毒活疫苗和灭活疫苗已被广泛使用，之后载体疫苗也进入商业化应用阶段。此外，疫苗佐剂的选择以及递送途径的优化也进入研究人员的视野。基于此，分析了新城疫传统疫苗、载体疫苗、病毒样颗粒疫苗的研发现状及前景，介绍了纳米粒子和新型免疫佐剂在新城疫疫苗研发过程中的应用进展，并总结了目前国内外常见的新城疫商业化疫苗，旨在为研制更高效、廉价的新城疫疫苗提供参考，从而进一步控制当前新城疫疫情的蔓延。
进展评述
-
植物维生素E生物强化研究进展
-
姚兴兰,王磊,张兰
-
2020 Vol. 10 (5):
479-486.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0046
-
摘要 (
)
PDF
(2264KB)(
)
-
维生素E是一种只能在光合组织中合成的脂溶性小分子有机化合物，是人体和动物营养不可缺少的重要维生素。由于植物中维生素E含量较低，人类大多处于慢性缺乏维生素E——“隐性饥饿”的状态，而动物饲料中则需要添加外源合成的维生素E以满足其营养需求。因此，提高植物中维生素E的含量是改善维生素E缺乏的重要途径之一。从维生素E的合成途径入手，详细地综述了维生素E合成关键酶基因的表达变化以及前体物质的含量变化对维生素E合成的影响，发现三烯生育酚和α-生育酚的生物强化效果较好，而生育酚总量提高受限；进而从遗传的角度探讨了维生素E合成受限的原因以及遗传上可能影响维生素E合成的其他代谢途径；最后结合可能影响维生素E合成的调控因子以及其前体物质的转运等方面为今后维生素E的生物强化提出了新的思路。
-
外切纤维素酶的研究与应用进展
-
张清翠,石雅丽,刘安礼,胡建华,李永丽,孙亚超,何可欣,夏婷,鲍彦彬
-
2020 Vol. 10 (5):
495-502.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0064
-
摘要 (
)
PDF
(1154KB)(
)
-
纤维素酶主要包括三大类：外切纤维素酶、内切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶。其中，外切纤维素酶因具有活性高、耐受性好、来源广等特点而被广泛应用于各种工业生产中。基于此，主要阐述了外切纤维素酶的分类、来源以及生化特性，介绍了外切纤维素酶的筛选及其水解产物分析的相关新技术，并综述了其在造纸业、食品加工业、制药业、纺织业、能源再生等工业领域中的应用进展，以期推动外切纤维素酶的深入研究及工业化应用。
研究论文
-
小麦矮秆突变体jm22d响应赤霉素处理的转录组学分析
-
方汉顺,,谢永盾,曾伟伟,郭会君,熊宏春,赵林姝,古佳玉,徐延浩,刘录祥
-
2020 Vol. 10 (5):
503-516.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0108
-
摘要 (
)
PDF
(13053KB)(
)
-
为拓宽小麦矮秆遗传资源，利用γ射线辐照济麦22获得了一个赤霉素不敏感型矮秆突变体jm22d。株高相关性状调查结果及茎秆细胞学试验显示，jm22d株高为53±1.8 cm，比野生型（WT）低约20 cm。jm22d整株茎秆共有4节，比WT少一节且各节间长度显著小于WT。与WT相比，jm22d茎秆细胞长度缩短。赤霉素含量测定发现，jm22d叶片中赤霉素含量高于WT，而茎秆中赤霉素含量低于WT（P<0.01），因此，jm22d株高降低与赤霉素转运途径出现异常有关。为了深入研究jm22d对赤霉素的响应机理，对jm22d和WT幼苗进行赤霉素处理，分别收取处理0（D0）、1（D1）和3 d（D3）的样品进行转录组学分析。结果表明，与WT相比，在jm22d中共筛选到696个上调和1 067个下调的表达基因，其中62个和349个基因在3个时间点分别表现为上调和下调表达。叶绿素含量测定表明，jm22d中叶绿素含量随赤霉素处理时间的延长而降低，聚类分析结果表明，差异表达基因主要富集在光合作用-天线蛋白（photosynthesis-antenna proteins，ko00196）、卟啉和叶绿素代谢（porphyrin and chlorophyll metabolism，ko00860）、亚油酸新陈代谢（linoleic acid metabolism，ko00591）等通路，因此赤霉素处理对jm22d体内叶绿素含量的积累具有抑制作用。通过KEGG分析在植物激素信号转导途径中挖掘到5个差异表达基因（TraesCS2B01G582300、TraesCS2B01G600800、TraesCS2B01G556600、TraesCS2B01G630000和TraesCS6B01G439600）参与生长素、细胞分裂素等激素代谢途径，这些基因在jm22d中显著下调，这可能是jm22d矮化的重要原因。研究结果为矮秆突变体矮化机制的解析提供了重要参考。
-
梨火疫病菌两个Sec依赖的外泌纤维素酶鉴定及在侵染梨幼果过程中的基因表达分析
-
严海璘,,朱宗财,,张王斌,,杜培秀,张超,赵文军4,李为民
-
2020 Vol. 10 (5):
517-523.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0084
-
摘要 (
)
PDF
(2660KB)(
)
-
利用生物信息学技术结合基于大肠杆菌的碱性磷酸酯酶（PhoA）检测体系，在梨火疫病菌（Erwinia amylovora）全基因组序列中筛选鉴定了2个依赖Sec途径分泌的纤维素酶：内切葡聚糖酶EAMY_3602和β-葡萄糖苷酶EAMY_1236。将梨火疫病菌DSM17948接种酥梨幼果，分别于接种后0、8和24 h定量检测基因表达，结果显示EAMY_3602编码基因(Ea3602)在接种后8和24 h的mRNA表达量逐渐降低，但与0 h相比无显著差异；EAMY_1236编码基因(Ea1236)在接种后8和24 h的mRNA表达量逐步提高，较0 h分别提高了2.43和3.26倍，差异具有统计学意义（P<001）。由研究结果推测Sec依赖分泌的内切葡聚糖酶EAMY_3602可能与梨火疫病菌侵染无关，而β-葡萄糖苷酶EAMY_1236可能是梨火疫病菌的毒力因子，在侵染寄主植物过程中发挥作用。
-
利用人胚胎干细胞来源的Runx1c-mNeonGreen报告细胞系追踪成年造血过程
-
朱瑶瑶,张朔,王征宇
-
2020 Vol. 10 (5):
524-533.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0080
-
摘要 (
)
PDF
(9956KB)(
)
-
Runt相关转录因子1c（Runt-related transcription factor 1c，Runx1c）与成年造血以及造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）的产生密切相关，为了动态追踪人早期造血发育过程中Runx1c的表达，利用双切质粒载体联合瞬时转入B细胞淋巴瘤-特大（B-cell lymphoma-extra large，BCL-XL）基因的CRISPR-Cas9技术高效地构建了人胚胎干细胞（human embryonic stem cell，hESC）来源的Runx1c-mNeonGreen报告细胞系，并经PCR、Sanger测序验证构建成功。随后，利用免疫荧光技术、实时荧光定量PCR技术、流式细胞术、畸胎瘤实验和数字化核型分析技术进行验证，发现该报告细胞系仍具有hESC样的多能性且未发生染色体异常和变异。此外，通过hESC体外单层诱导造血分化方法，利用流式细胞术追踪人早期造血发育过程中Runx1c的表达，结果表明利用该报告细胞系可以动态追踪人早期造血发育中Runx1c的表达。研究结果为阐明成年造血过程提供了新思路，并为体外产生功能性血细胞提供了可能。
-
早期介入高压氧提高寒冷应激下小鼠存活率并促进创面愈合的研究
-
王丽敏,刘诗博,郭大志,潘树义,王振,郭博远,王惠,张旭娟,赵鹏翔,谢飞,马雪梅
-
2020 Vol. 10 (5):
534-540.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0051
-
摘要 (
)
PDF
(6571KB)(
)
-
暴露于寒冷环境下的皮肤开放性伤口是一种高度危险的战场创伤，威胁在室外作业的人员健康。紧急治疗中，高压氧(hyperbaric oxygen, HBO)治疗已经证实能够安全有效地促进皮肤伤口愈合。然而，HBO治疗的最佳干预时间说法仍然并不统一。使用冷应激下的小鼠背部皮肤全层缺损创面模型，比较了HBO治疗的3种干预策略，即分别为创伤后0、24和48 h介入HBO。结果显示，创后立即实施高压氧治疗(0-hHBO组)降低死亡率的效果最佳，小鼠死亡率为33%，而对照组死亡率为100%，且0-hHBO组创面愈合率第5天已达到85%。进一步的血常规和组织免疫化学检测显示，0-hHBO治疗组改善了血液指标，并发挥了一定的抗凋亡作用，这种作用尤其在表皮干细胞中更为明显。因此，研究结果将为HBO的临床应用提供重要的实验数据和线索。
-
吸氢对大鼠颅脑损伤引起的急性炎症反应的抑制作用
-
琚芳迪,谢飞,郭大志,赵清辉,何晋,姚婷婷,赵鹏翔,潘树义,马雪梅
-
2020 Vol. 10 (5):
541-549.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0056
-
摘要 (
)
PDF
(3983KB)(
)
-
为了探讨吸氢对大鼠创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）急性期炎症反应的影响，将6周龄雄性SD大鼠随机分为假手术组、TBI组和吸氢治疗组。采用悬浮芯片技术检测TBI后2、6和24 h的血清细胞因子水平；TBI后24 h采用改良的神经功能缺失评分法（modified neurological severity score，mNss）评估吸氢的神经保护作用，同时取脑组织进行尼氏染色分析并对血清生化指标进行检测。神经功能评分表明，TBI大鼠吸氢后24 h内神经功能就有显著改善，尼氏染色进一步验证了吸氢对神经元的保护作用；血清细胞因子的检测表明，吸氢对TBI引起的急性炎症反应具有很好的抑制作用，表现为7种促炎因子的血清水平在TBI后2 h明显降低。此外，吸氢还可明显降低血清中心脏和肝脏标志物水平，提示吸氢对TBI急性期心脏和肝脏功能损伤具有保护作用。研究提示吸氢可能通过抑制TBI急性期的炎症反应发挥其神经保护作用。
-
蜂蛹多肽对巨噬细胞RAW264.7免疫活性的影响
-
赵杰,张伟杰,陈瑶,项清芳,赵婷,茆广华,冯伟伟,仰榴青
-
2020 Vol. 10 (5):
550-556.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0055
-
摘要 (
)
PDF
(2499KB)(
)
-
蜂蛹多肽因具有丰富的营养价值，以及增强免疫、抗肿瘤及抗氧化等生物学活性，而受到了广泛关注，但目前关于蜂蛹多肽纯化组分的体外免疫调节活性的研究尚未见报道。为了探究蜂蛹多肽对巨噬细胞RAW264.7免疫活性的影响，以蜂蛹多肽纯化组分BPP-21为研究对象，研究其在不同浓度（12.5、25、50、100和200 μg·mL-1）下对RAW264.7巨噬细胞的细胞活力、吞噬能力、细胞因子分泌能力、NO分泌能力和氧化应激指标的影响。结果显示，在浓度12.5~200 μg·mL-1范围内，BPP-21对RAW264.7巨噬细胞无明显的细胞毒性作用，可显著提高干扰素-γ（interferon-gamma，IFN-γ）与NO的分泌水平（P<0.05）；在浓度25~200 μg·mL-1范围内，显著增加细胞吞噬能力以及白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）的分泌量（P<0.05）；在浓度50~200 μg·mL-1范围内，显著提高细胞内超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力（P<0.05）。研究表明，蜂蛹多肽纯化组分BPP-21可增强RAW264.7巨噬细胞的免疫活性，为蜂蛹多肽免疫调节剂的研究与开发提供了理论依据。
-
基于低场核磁共振T1-T2谱技术定性和定量分析罗非鱼各组织的方法探究
-
刘宏亮,丁倩雯,TSEGAY Teame,郝强,王安然,马德铭,冉超,杨雅麟,张震,周志刚
-
2020 Vol. 10 (5):
557-563.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0049
-
摘要 (
)
PDF
(2881KB)(
)
-
形体指标的检测是鱼类常规营养评定的重要组成部分。目前，分析鱼类组织体重比的方法会对鱼体造成损伤，且取样过程复杂，迫切需要无损快速检测技术分析鱼体组织占比。低场核磁共振技术具有快速无损检测的特点，已有研究利用低场核磁共振T1谱技术检测小鼠内脂肪组织体积，但尚未有研究应用低场核磁共振T1-T2谱技术对鱼类各组织器官进行定性和定量分析。基于此，利用低场核磁共振T1-T2谱技术，将分离后的罗非鱼的肌肉组织、腹腔脂肪组织、肝脏组织、肠道组织单独以及混合后进行扫描分析，结果发现利用低场核磁共振T1-T2谱技术可以分离罗非鱼肌肉组织和腹腔脂肪组织，但是无法区分肝脏组织和肠道组织。进一步对能够实现分离的肌肉组织和脂肪组织建立定量分析的模型，分析罗非鱼组织信号强度与组织重量相关性，结果显示，肌肉组织相关性R2=0.974 3，腹腔脂肪组织相关性R2=0965 0。并利用罗非鱼活体验证了肌肉组织定量分析模型的可靠性，将活体扫描肌肉信号大小转换成肌肉组织重量并分析其与全鱼体重相关性，结果显示肌肉组织重量与体重相关性R2=0.806 9。研究表明，在鱼类营养代谢研究中，可以利用低场核磁共振T1-T2谱技术快速无损地定量分析鱼体内肌肉组织含量。
-
一株番茄表面着生醋酸菌的分离鉴定及产酸条件优化
-
钟彩霞,田佳雪,王晓琪,温彤
-
2020 Vol. 10 (5):
564-569.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0058
-
摘要 (
)
PDF
(2761KB)(
)
-
醋酸菌是食醋酿造过程中的关键菌种，性能优良的菌种对于产品品质的提升意义重大。以分离自番茄表面的产醋酸菌为研究对象，通过生理生化指标鉴定、16S rRNA编码基因比对及系统发育树构建等方法对其种类进行鉴定，并通过单因素实验、正交实验对鉴定为醋酸菌的菌株进行培养条件优化。结果表明，所分离的3株醋酸生产菌中，BQ-1被鉴定为醋酸杆菌属(Acetobacteraceae)，在以酵母粉为主要氮源，蔗糖为主要碳源的培养基中，其最高产酸量为1823 g·L-1。由于该菌株在番茄表面具有很强的生长能力，因此有望应用于番茄果醋的酿造。
京公网安备11010802021232号