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期刊信息/Journal information
生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。
正式出版
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    单链抗体展示系统研究进展

    陈遥舒星富赵钰张博文...
    3681-3694页
    查看更多>>摘要：单链抗体(single chain antibody fragment,scFv)是由抗体重链可变区(variable region of heavy chain,VH)和轻链可变区(variable region of light chain,VL)通过柔性短肽连接组成的小分子,是具有完整抗原结合活性的最小功能片段,包含抗体识别及抗原结合部位.相比于其他抗体,scFv具有分子量小、穿透性强、免疫原性弱、易构建表达等优点.目前,scFv最常用的展示系统主要有噬菌体展示系统、核糖体展示系统、mRNA展示系统、酵母细胞表面展示系统和哺乳动物细胞展示系统等.近年来,随着scFv在医学、生物学、食品安全学等领域的发展,使得其在生物合成和应用研究方面备受关注.本文对近年来scFv展示系统的研究进展作一综述,以期为scFv的筛选及应用提供理论基础.

    单链抗体基因工程抗体噬菌体展示系统核糖体展示系统

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    尿苷对线粒体功能的影响

    白雪仪黄锭谢盼孙瑞强...
    3695-3709页
    查看更多>>摘要：尿苷是生物体内必需的营养物之一,需将尿苷浓度维持在一定浓度水平才能维持胞内正常的生长代谢.近年来,有研究发现尿苷可通过多种机制缓解生物体炎症反应,并能参与胞内糖酵解等代谢途径,且可调节胞内糖基化、乙酰化等蛋白修饰作用.此外,其还能通过减轻胞内氧化应激、促进高能化合物合成等方式保护细胞免受缺氧性损伤.研究表明,这些保护作用与尿苷对线粒体功能的调节作用息息相关.因此,本文主要综述了尿苷及其代谢反应(物)对线粒体功能的研究进展.

    尿苷线粒体线粒体ATP依赖性钾离子通道嘧啶核苷酸池

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    深度突变扫描技术在蛋白研究中的应用

    李怡凡王怡张凯丽李帅...
    3710-3723页
    查看更多>>摘要：作为细胞结构与功能的中心参与者,蛋白质一直是生命科学研究的中心主题.分析蛋白质序列变异对其结构、功能的影响,是研究蛋白的重要手段之一.近年一种称为深度突变扫描(deep mutational scanning,DMS)的技术被广泛应用于蛋白研究领域,其通过高丰度DNA文库在蛋白特定区域平行引入成千上万种突变,经筛选后,利用高通量测序为每一种突变打分,从而揭示序列与功能之间的相关性.深度突变扫描以其高通量、快速简易、节省人工等特点,已经成为蛋白质功能研究以及蛋白工程改造的一种重要方法,目前已在蛋白进化、抗体改造、致病突变鉴定等蛋白研究的多个领域广泛应用.本综述简要概括了深度突变扫描技术的原理,重点介绍了其在哺乳动物细胞中的应用,同时分析了目前的技术瓶颈,旨在为相关研究提供参考.

    深度突变扫描文库构建高通量测序哺乳动物细胞

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    明胶微球在骨组织工程中的应用

    翟远航李靖阿布都卡哈尔·阿不都艾尼杨子骄...
    3724-3737页
    查看更多>>摘要：骨组织工程通过联合利用种子细胞、生物活性因子和支架材料等要素来构建骨组织再生微环境,从而促进骨缺损的修复重建来诱导骨再生.明胶微球具有多孔性、生物降解性、生物相容性及生物安全性等优势,是一种极具应用潜能的骨修复材料.明胶微球用于体外培养种子细胞时可实现高效扩增.多官能团结构使其可作为促血管再生因子、促骨再生因子及抗感染因子等多种药物的递送载体,缓释药物的同时也可实现微球的多功能化.在构建明胶微球支架时与其他生物材料复合及血管化性能的赋予可提高支架材料的综合性能,但目前支架的设计还存在如何兼顾材料多孔结构和力学性能的问题.本文主要综述了明胶微球的常见制备技术及其近年来在骨组织工程中的应用,并对未来的发展前景进行展望.

    明胶微球制备方法骨组织工程骨修复细胞培养药物递送支架

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    基于CRISPR转录激活系统构建内源性着丝粒蛋白F稳定过表达的肝细胞癌细胞模型

    齐赛平李潇瑾周冬虎黄坚...
    3738-3746页
    查看更多>>摘要：临床研究表明着丝粒蛋白 F(centromere protein F,CENPF)与肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的发生相关.由于CENPF蛋白的分子量高达 358 kDa,目前有关CENPF致癌机制研究使用的体内外模型主要基于CENPF表达敲低,尚缺乏将CENPF过表达以探究其与癌变因果关系的研究,CENPF 过表达改变到底是"因"还是"果"仍不清楚.本研究旨在利用包括 lentiMPHv2 和lentiSAMv2 两个载体的CRISPR/dCas9 转录激活协同激活介体(synergistic activation mediator,SAM)系统构建内源性CENPF稳定过表达的细胞模型,为阐明CENPF过表达与HCC发生发展的因果关系提供有效工具.首先设计并合成能够特异性识别 CENPF 基因转录起始位点的单向导核糖核酸(single guide RNAs,sgRNA),并将其插入lentiSAMv2 质粒中.利用慢病毒载体将lentiMPHv2 质粒导入Huh-7和HCCLM3细胞株中,用潮霉素B筛选后再用慢病毒载体将连接好的携带sgRNA序列的lentiSAMv2 质粒导入细胞中,并用杀稻瘟菌素S继续筛选.对 2 种抗生素筛选获得的Huh-7 和HCCLM3 细胞株样品进行CENPF mRNA和蛋白表达水平的检测,结果显示sgRNA1 和sgRNA4 序列均能够激活内源 CENPF 的表达,其中 sgRNA4 诱导转录效果更加明显.本研究利用CRISPR/dCas9系统成功构建内源性CENPF稳定过表达的HCC细胞模型,为研究CENPF过表达与肿瘤发生的因果关系奠定基础,并为构建大分子量蛋白过表达的细胞模型提供参考方案.

    CRISPR/dCas9系统稳定过表达内源性着丝粒蛋白F肝细胞癌

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    运用CRISPR/Cas9技术构建表达10rolGLP-1的降糖酵母

    张金睿杨佳明孟钰杰邢曙光...
    3747-3756页
    查看更多>>摘要：为研发一种用于治疗 2 型糖尿病的新型生物药物,本研究运用实验室前期构建的10rolglp-1基因和CRISPR/Cas9 基因组编辑技术创建了重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工程菌株.构建了向导 RNA(guide RNA,gRNA)表达载体 pyES2-gRNA、供体载体 pNK1-L-PGK-10rolGLP-1-R和Cas9 表达载体pGADT7-Cas9,将这些表达载体共转化酿酒酵母INVSc1 菌株,通过同源重组途径敲入 PGK-10rolGLP-1 表达单元,最终得到具有降血糖功能、高表达 10rolGLP-1的酿酒酵母.通过SDS-PAGE和蛋白质印迹,筛选出 2 种稳定表达 10rolGLP-1 的酿酒酵母重组菌株.降血糖实验结果表明,重组降血糖酿酒酵母对糖尿病小鼠模型具有显著的降血糖作用,其血糖下降平缓,可避免引起低血糖风险.体重变化和多尿等其他症状也明显改善,表明本研究构建的口服降血糖酿酒酵母有望成为一种简单有效、经济实用的糖尿病生物药物.

    CRISPR/Cas9胰高血糖素样肽-1(GLP-1)酿酒酵母2型糖尿病生物药物

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    正辛酸沉淀在单克隆抗体纯化中的工艺优化与应用

    杨忠华周建芹
    3757-3771页
    查看更多>>摘要：为应对治疗性抗体快速增长的市场需求,抗体上游细胞培养规模和表达量水平已显著提高,而下游纯化工艺的生产效率则相对落后,下游处理能力已成为限制抗体产能的瓶颈.本研究以单克隆抗体 mab-X 为实验材料,优化了细胞培养液、低 pH 病毒灭活收集液 2 种模式的正辛酸(caprylic acid,CA)沉淀工艺条件,并研究了CA处理去除聚体、CA处理灭活病毒等2种应用,在小试的基础上,采用低pH病毒灭活收集液CA沉淀的模式进行了500 L细胞培养规模生产放大研究,对沉淀前后的产品质量和收率进行了检测和对比.结果显示,两种模式的 CA沉淀均可显著降低宿主细胞蛋白(host cell protein,HCP)残留和聚体含量,在聚体去除实验中CA沉淀可去除约 15%的聚体,病毒灭活研究显示CA对逆转录模型病毒具有完全的病毒灭活能力.在放大生产规模中,下游依次进行了深层过滤收获、亲和层析、低 pH 病毒灭活、CA 沉淀及深层过滤、阳离子交换层析,CA沉淀过程中混合时间和搅拌速度显著影响CA沉淀效果,CA沉淀处理后低pH病毒灭活液中的HCP残留量降低了 895 倍,沉淀后产品纯度和 HCP残留均已控制在单克隆抗体质量要求范围内,CA 沉淀可以减少传统纯化工艺中的一个精纯步骤.总之,下游工艺中采用 CA 沉淀,能够精简传统纯化工艺,并完全满足mab-X的纯化质量要求,而且能提高生产效率、降低生产成本.本研究结果将推动 CA 沉淀在单克隆抗体下游纯化生产中的应用,为解决目前传统纯化工艺的问题提供参考.

    工艺放大宿主细胞蛋白残留聚体病毒灭活TritonX-100替换

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    基于单细胞转录组数据解析大鼠背根神经节在出生后发育中非神经元细胞变化特征

    张佳琪刘俊华马洁沈磐...
    3772-3786页
    查看更多>>摘要：背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)是重要的外周神经系统组成部分,是外周感觉传入中枢的枢纽.背根神经节在发育过程中神经元细胞及其基因表达的动态变化已有研究进行过单细胞转录组的解析,而关于非神经元细胞的动态变化尚无系统研究.为了探究出生后不同发育时间点大鼠DRG内非神经元细胞的变化,本研究选取 10 只 7 日龄(7 day,7D)大鼠的DRG和 3 只 3 月龄(3 month,3M)大鼠的DRG,制备单细胞悬液,使用 10×Genomics平台进行测序,从单细胞水平解析了出生后发育中 DRG非神经元细胞的转录图谱.结果表明,7D和 3M 各类非神经元细胞在细胞数目的分布比例上存在显著差异性.对拥有 4 个亚型的施旺细胞整体进行拟时分析,Ⅱ型施旺细胞是最早出现的施旺细胞亚型,Ⅲ型和Ⅳ型施旺细胞出现较晚.进一步对 2 个不同发育时间点细胞占比数差异显著的Ⅳ型施旺细胞进行了基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encylopaedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析.从 7D到 3M的差异基因的GO分析结果表明,Ⅳ型施旺细胞的状态逐渐趋于稳定.KEGG分析结果发现酪氨酸代谢通路的显著上调影响了细胞内的信号转导,进而影响了细胞稳态的维持.从 7D到 3M,基因Col3a1、Col4a1显著下调,且与细胞外基质的构建密切相关,这表明Ⅳ型施旺细胞的细胞基质环境随着发育过程趋于稳定.上述结果提示Ⅳ型施旺细胞是一类趋于成熟且维持施旺细胞稳态的细胞.本研究关于DRG 在发育过程中细胞类型和基因表达差异的分析结果为躯体感觉在发育过程中成熟机制的研究提供了重要参考信息.

    背根神经节发育单细胞转录组测序非神经元细胞施旺细胞

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    共表达IL-15和CCL19的EGFRvⅢ CAR-T细胞的构建和功能探究

    陈婉琼咸娜林少梅廖婉婷...
    3787-3799页
    查看更多>>摘要：本研究分析了共表达白细胞介素-15(interleukin-15,IL-15)和趋化因子配体19(C-C chemokine ligand 19,CCL19)的EGFRvⅢ CAR-T细胞的功能特性及其体外特异性杀伤效果,旨在优化CAR-T细胞多项功能,提高靶向 EGFRvⅢ 的 CAR-T细胞对胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)的治疗效果.通过基因工程技术获得重组慢病毒质粒,转染 293T 细胞获得慢病毒并感染 T 细胞获得靶向EGFRvⅢ的第四代CAR-T细胞(EGFRvⅢ-IL-15-CCL19 CAR-T).利用流式细胞仪、细胞计数仪、趋化小室、凋亡试剂盒等检测了第四代和第二代CAR-T细胞(EGFRvⅢ CAR-T)的CAR分子表达率、增殖、趋化能力、体外特异性杀伤能力及抗凋亡能力等.结果表明,与EGFRvⅢ CAR-T细胞相比,EGFRvⅢ-IL-15-CCL19 CAR-T细胞能成功分泌IL-15 和CCL19,具有更强的体外增殖能力、趋化能力以及抗凋亡能力(P值均<0.05),而体外特异性杀伤能力无显著差异.因此,靶向 EGFRvⅢ且同时分泌IL-15 和CCL19 的CAR-T细胞有望提高胶质母细胞瘤的治疗效果,为临床试验提供一定的参考依据.

    嵌合抗原受体修饰的T细胞表皮生长因子受体突变体Ⅲ胶质母细胞瘤白细胞介素-15趋化因子配体19

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    桔黄赛多孢霉外泌弹性蛋白酶的生化特性

    彭元怀葛歆叶剑芝金蓓...
    3800-3813页
    查看更多>>摘要：外泌弹性蛋白酶是桔黄赛多孢霉(Scedosporium aurantiacum)主要毒性蛋白酶之一,本文在前期研究的基础上,对这种蛋白酶的序列、结构和酶学特性进行了研究.首先通过柱层析技术将 S.aurantiacum 培养上清液中的蛋白进行了分离,然后通过酶谱电泳纯化得到了弹性蛋白酶条带.从凝胶中提取了弹性蛋白酶,通过质谱技术对其序列进行了检测,并对其反应特性、活力和反应动力学参数进行了研究.结果显示,S.aurantiacum外泌弹性蛋白酶对弹性蛋白和牛跟腱胶原蛋白(bovine achilles tendon collagen,BATC)具有较好的水解性能,对鱼皮胶原蛋白(fish skin collagen,FSC)的水解效率高于对鱼鳞明胶的水解效率,对酪蛋白的水解性最差.作用于弹性蛋白时,其催化效率小于猪胰腺弹性蛋白酶.Zn2+对酶活力有提升作用,而 Ca2+、Mg2+、Na+、(2S)-2-[(4S)-2-氨基-1,4,5,6-四羟基 4-嘧啶基]-N-[[[(1S)-1-羰基-3-甲基丁基]氨基]羰基]甘氨酰-N1-[(1S)-1-甲基-2-氧乙基]-L-谷氨酸甲酰胺(elastatinal)和苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)均对酶活有抑制作用.该蛋白酶和青霉(Paecilomyces lilacinus)外泌丝氨酸蛋白酶(PDB Entry:c3f7oB_)的序列最相似,且有多段保守序列的氨基酸个数多于 7 个,可以作为PCR反应引物设计的模板.酶学特性实验表明,S.aurantiacum外泌弹性蛋白酶对肺组织中的弹性蛋白具有降解作用,其蛋白表达和毒性机制需要进一步的研究.

    桔黄赛多孢霉弹性蛋白酶蛋白结构酶学特性

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