Nature Communications

聚二甲基硅氧烷（PDMS）和熱塑性聚氨酯（TPU）是許多醫(yī)療植入物的基礎(chǔ)材料，如腦機(jī)接口、心臟起搏器、胰島素輸注導(dǎo)管、人工耳蝸植入物、藥物釋放裝置和醫(yī)學(xué)美學(xué)假肢等。

但是這種聚合物會(huì)引起宿主免疫應(yīng)答，引起異物反應(yīng)（FBR）。FBR過(guò)程中免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)、強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)、纖維化以及致密纖維包膜的形成，都會(huì)顯著影響植入效果。

近期，《Nature Communications》上刊登了一篇研究論文，研究團(tuán)隊(duì)受THPT基團(tuán)降低異物反應(yīng)的啟發(fā)，開(kāi)發(fā)了一種易于合成的乙烯基抗FBR致密彈性體（EVADE）。

為了深入地了解EVADE植入后，植入體周?chē)�發(fā)生纖維化反應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)部成分變化，研究團(tuán)隊(duì)獲取了皮下植入一個(gè)月后臨近EVADE植入體且與異物反應(yīng)有關(guān)的組織細(xì)胞。對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。

在對(duì)肌成纖維細(xì)胞（α-SMA）、T細(xì)胞（CD3）和巨噬細(xì)胞（F4/80）的免疫熒光染色顯示，大量的成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞被招募到PDMS植入體周邊，而H90處理組（植入EVADE）顯示并未過(guò)度聚集（ 圖a ）。

對(duì)獲取的組織細(xì)胞樣本進(jìn)行RNA測(cè)序，以未植入的組織細(xì)胞作為對(duì)照，在P<0.05的條件下，PDMS組和對(duì)照組的差異表達(dá)基因數(shù)為109個(gè)，而H90處理組（植入EVADE）和對(duì)照組的差異表達(dá)基因數(shù)僅為6個(gè)（圖 b，c）。

經(jīng)KEGG通路分析顯示，與對(duì)照組相比PDMS組的基因改變主要集中在FBR相關(guān)通路上，如炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)。相比之下，H90處理組（植入EVADE）基因的改變與FBR不相關(guān)（圖 d-f ）。

研究團(tuán)隊(duì)隨后進(jìn)行了western blot實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)關(guān)鍵因子表達(dá)的差異。相對(duì)于對(duì)照組，H90處理組（植入EVADE）的白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-1、腫瘤壞死因子、集落刺激因子1、趨化因子配體13、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1和白細(xì)胞介素-17的表達(dá)水平?jīng)]有顯示顯著差異，而在PDMS處理組（植入聚二甲基硅氧烷）都顯著上調(diào)（ 圖g，h ）。

以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果均說(shuō)明，與已上市的聚二甲基硅氧烷材質(zhì)的植入物相比，EVADE植入體產(chǎn)生的免疫反應(yīng)極其輕微，更加適合于長(zhǎng)期植入，在醫(yī)療領(lǐng)域有著更廣闊的應(yīng)用前景。


Redox Biology

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）在真核生物體內(nèi)是一個(gè)完整的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制網(wǎng)絡(luò)，包括肝缺血/再灌注（I/R）損傷。去泛素酶（DUBs）是UPS的重要組成部分，通過(guò)從底物中去除泛素，調(diào)節(jié)多種細(xì)胞過(guò)程，包括蛋白穩(wěn)態(tài)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞增殖。了解DUB在肝I/R損傷中的作用對(duì)于推進(jìn)臨床治療至關(guān)重要。

最近，《Redox Biology》刊登了一篇研究論文，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種去泛素酶（OTUD1）的調(diào)控機(jī)制，它在肝I/R損傷的發(fā)病機(jī)制中激活了NRF2，導(dǎo)致NRF2/ARE通路的穩(wěn)定和激活，從而導(dǎo)致I/R刺激的肝臟中氧化應(yīng)激、凋亡和炎癥的減少。

為了確定參與肝I/R損傷的去泛素酶（DUBs）種類(lèi)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)肝臟I/R損傷小鼠（缺血1小時(shí)后再灌注6小時(shí)）和假手術(shù)小鼠的肝臟樣本進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。

通過(guò)比較I/R組和假手術(shù)組，使用差異倍數(shù)>1.5和p < 0.05來(lái)篩選差異表達(dá)基因（DEGs）。從上述DEGs和DUB成員中進(jìn)一步篩選出共同的基因（下圖A）。在這些差異表達(dá)的DUB基因中，Otud1是增加最顯著的成員（下圖B）。

為了探究Otud1的上調(diào)發(fā)生在哪種細(xì)胞類(lèi)型中，研究團(tuán)隊(duì)從肝I/R損傷小鼠和假手術(shù)小鼠中分離了原代肝細(xì)胞和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞（NPCs），以檢測(cè)Otud1的mRNA和蛋白水平。結(jié)果顯示，Otud1在肝細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，而不是NPCs。因此，研究團(tuán)隊(duì)以肝細(xì)胞為研究對(duì)象，探討OTUD1在肝臟I/R過(guò)程中的作用。與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)一致，在肝臟I/R和原發(fā)性肝細(xì)胞缺氧/氧合（H/R）過(guò)程中，Otud1的mRNA和蛋白水平均升高（上圖C-E）。


Nucleic Acids Research

作為一種新興的藥物，與傳統(tǒng)DNA治療藥物和蛋白/多肽藥物相比，基于mRNA的蛋白質(zhì)/多肽治療藥物被認(rèn)為更安全、更有效、更經(jīng)濟(jì)。

唯一可產(chǎn)生大量mRNA的方法是由單亞基RNA聚合酶（ssRNAPs）進(jìn)行的體外轉(zhuǎn)錄（IVT）。然而來(lái)自T7噬菌體的單亞基RNA聚合酶在廣泛用于體外轉(zhuǎn)錄時(shí)，可以產(chǎn)生雙鏈RNA（dsRNA），這種產(chǎn)物會(huì)強(qiáng)烈刺激哺乳動(dòng)物的先天免疫反應(yīng)。如果能開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，既能獲得大量單鏈mRNA，又能降低雙鏈RNA帶來(lái)的免疫原性，那么就能推動(dòng)基于mRNA的蛋白質(zhì)/多肽類(lèi)藥物更好的向前發(fā)展。

近期，《Nucleic Acids Research》上刊登的一項(xiàng)研究論文提到，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在體外轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，dsRNA的主要來(lái)源是由T7 RNA聚合酶啟動(dòng)的DNA末端轉(zhuǎn)錄。同時(shí)DNA模板末端的鳥(niǎo)苷或胞嘧啶增強(qiáng)了DNA末端轉(zhuǎn)錄。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)位于T7 RNA聚合酶c-螺旋中第47位芳香族殘基的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致dsRNA的產(chǎn)量顯著減少。因此與野生型T7 RNA聚合酶合成的mRNA相比，T7 RNA聚合酶G47W突變體合成的mRNA具有更高的表達(dá)效率和更低的免疫原性。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)GFP DNA模板中的反義RNA進(jìn)行了3次RACE和5次RACE分析，并有290bp 5’端的延伸。對(duì)5’RACE分析結(jié)果顯示，大部分反義RNA是從DNA模板非啟動(dòng)子端的第二個(gè)堿基啟動(dòng)的（下圖C）。3’RACE分析顯示，該反義RNA的3’端序列與模板DNA反義鏈的5’端序列匹配。

研究團(tuán)隊(duì)用PCR制備了8個(gè)具有不同4-bp末端序列的DNA模板，并檢測(cè)了它們由T7 RNAP生成的轉(zhuǎn)錄本（上圖D）。結(jié)果與之前的報(bào)道一致，表明在DNA模板的3端添加poly（dA）可以減少T7 RNAP 體外轉(zhuǎn)錄中dsRNA的生成。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步檢測(cè)了4- bp（5’-TTTT-3’）模板末端序列的單一變異對(duì)dsRNA產(chǎn)生的影響。體外轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物采用瓊脂糖凝膠電泳（上圖F）和斑點(diǎn)blot分析（上圖G)。然后對(duì)這些模板中的dsRNA進(jìn)行量化，并將其與原始模板中的dsRNA進(jìn)行了比較（上圖H）。結(jié)果表明，后兩個(gè)堿基對(duì)dsRNA的生成影響最為顯著，在末端2-nt區(qū)域的單個(gè)鳥(niǎo)苷或胞苷可以提高dsRNA的產(chǎn)量。

綜上所述，上述研究結(jié)果證明了T7 RNAP的42-48殘基對(duì)與DNA相互作用的重要性，這些殘基可能作為進(jìn)一步研究的潛在靶點(diǎn)。

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Immunocompatible elastomer with increased resistance to the foreign body response. Nature communications, 15, 7526. 
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https://doi. org/10.1016/j.redox.2024.103287

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https://doi.org/10.1093/nar/gkae593

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