辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展

辣椒(Capsicumspp.)属于茄科辣椒属,作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。除作为烹饪食材和香料应用外,辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。类胡萝卜素是一类天然色素的总称,参与植物许多重要的代谢过程,如光合作用、光保护、光形态建成和生长发育等。类胡萝卜素具有多种生物活性,是辣椒果实主要的营养物质之一,培育类胡萝卜素含量更高的辣椒品种需要全面深入了解其生物合成及其调控的分子机制。分子生物学和生物技术的发展促进了类胡萝卜素生物合成基因的鉴定,为培育类胡萝卜素含量更高的辣椒新品种提供了机会。该文描述了类胡萝卜素的生理作用、类胡萝卜素与辣椒果实颜色、类胡萝卜素生物合成途径、辣椒类胡萝卜素生物合成途径的结构基因及调控因子、辣椒果实颜色的分子遗传学及与辣椒果实颜色有关的QTL位点等方面的研究进展。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)、八氢番茄红素合成酶(PSY)、八氢番茄红素脱氢酶(PDS)、ζ-胡萝卜素去饱和酶(ZDS)、番茄红素环化酶(LCY)、辣椒红素-辣椒玉红素合成酶(CCS)等是辣椒类胡萝卜素生物合成通路的端口酶和限速酶,其表达丰度和活性高低直接调控辣椒体内类胡萝卜素的含量。MYB306、DIVARICATA1、BBX20等转录因子参与辣椒类胡萝卜素生物合成的调控。类胡萝卜素生物合成和调控基因的多样性决定类胡萝卜素单体的数量和含量,影响辣椒果实呈现的颜色。基于目前研究进展,该文对未来辣椒类胡萝卜素代谢研究进行了展望,以期为今后培育富含类胡萝卜素的生物强化型辣椒新品种提供新思路。

辣椒果实辣椒素类物质生物合成分子遗传学研究进展

辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物,辣椒果实因为富含辣椒素类物质而呈现辣味,而辣椒素类物质在制药、化妆品和农用工业等领域具有多种用途。辣椒素类物质是通过香草醛胺(衍生自苯丙氨酸)与支链脂肪酸(缬氨酸或亮氨酸前体)缩合而成的,它们通常积聚在辣椒果实的胎座组织中。辛辣度取决于辣椒的基因型,但也受外部条件的影响。近年来,分子生物学和生物技术的发展促进了辣椒素类物质生物合成基因的鉴定,为培育辣椒素类物质含量更高的辣椒新品种提供了机会。本文综述了辣椒素类物质生物合成的部位、合成途径、关键结构基因、QTL位点、关键转录因子,以及外源辣椒素和胁迫反应对辣椒素生物合成的影响等方面的研究进展,并对该领域的研究现状和前景进行了展望,以期为辣椒果实辣椒素类物质的生物合成与调控研究提供指导。

CACNA1C基因突变儿童2例的临床及分子遗传学研究

本研究选取1例5岁5个月男性患儿,因“间断抽搐1年余”就诊,心电图检查提示QT间期延长,合并房室传导阻滞,可疑长QT综合征;另1例2岁3个月女性患儿,因“无明显诱因的发作性惊恐、抽搐伴发热”就诊,查体:小下颌、双眼内斜,脑电图异常,合并肌张力减低、运动、语言运动发育迟滞;2例患儿均完善了基因检测,例1结果提示CACNA1C基因存在c.1204G>A(p.G402S)新发杂合变异,诊断Timothy综合征,给予普萘洛尔治疗,后自行停药后猝死;例2结果提示CACNA1C基因存在c.1841T>C(p.L614P)新发杂合变异,给予抗癫痫治疗,随访仍有运动与语言发育迟滞。以上2例患儿的特征性表现同一基因引起的不同临床表型,均为罕见疾病,临床诊疗中需多加注意。

1例罕见α-地中海贫血产前诊断与家系分子遗传学分析

目的 对1例疑似携带罕见地中海贫血(简称地贫)的产前诊断胎儿进一步测序分析,对先证者进行家系分子遗传学分析。方法 运用血常规和血红蛋白电泳进行地贫筛查,采用gap-PCR法和PCR-RDB法检测24种地贫突变,对疑似罕见地贫进行基因测序分析。结果 先证者为--~(SEA)地贫与α2基因IVS-Ⅱ-119地贫双重杂合子,其IVS-Ⅱ-119地贫基因遗传自母方,--~(SEA)地贫基因遗传自父方。结论 --~(SEA)/α~(IVS-Ⅱ-119)α HbH地贫患儿的诊断,为罕见地贫的遗传咨询和产前诊断提供科学理论依据。

成人急性白血病148例染色体、分子遗传学异常及生存分析

目的探讨成人急性白血病(非M3型)患者的染色体、分子遗传学异常及生存情况。方法选择2019年12月至2022年12月阜阳人民医院血液科收治的148例成人急性白血病患者为研究对象。采用染色体显带分析技术(R显带)及荧光原位杂交等方法检测并分析患者的染色体核型及分子遗传学特征;通过调阅研究对象病历资料及问卷调查形式收集研究对象一般资料、实验室检查指标及预后情况,采用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,采用Log-rank检验进行生存分析。结果148例成人急性白血病患者中,62例为急性淋巴细胞白血病(ALL),以B细胞型急性淋巴细胞白血病居多;86例为急性髓细胞性白血病(AML),亚型以M2、M5较多。141例患者成功行骨髓染色体检查,AML患者中骨髓染色体异常核型比例与ALL患者比较差异无统计学意义(χ^(2)=1.864,P>0.05)。共有143例患者完成了融合基因检查,结果提示81例AML患者中融合基因阳性者28例,其中MLL-R融合基因8例(9.87%);62例ALL患者中融合基因阳性者20例,其中MLL-R融合基因6例(9.68%)。混合谱系白血病基因重排(MLL-R)阳性患者肝脾肿大发生比例显著高于MLL-R阴性患者(χ^(2)=3.645,P<0.05),外周血白细胞计数升高(≥100×109 L-1)比例显著高于MLL-R阴性患者(χ^(2)=7.051,P<0.05),且MLL-R阳性患者骨髓染色体核型异常发生比例显著高于MLL-R阴性患者(χ^(2)=13.961,P<0.05);MLL-R阳性与MLL-R阴性患者在白血病分型、年龄、性别、血小板计数及血红蛋白水平方面比较差异无统计学意义(P>0.05)。ALL组患者中,MLL-R阳性与MLL-R阴性患者的缓解率、复发率及病死率比较差异无统计学意义(P>0.05);AML组患者中,MLL-R阳性与MLL-R阴性患者的缓解率、复发率及病死率比较差异无统计学意义(P>0.05)。接受化学治疗与骨髓干细胞移植治疗的白血病患者的病死率比较差异无统计学意义(P>0.05)。ALL与AML患者1 a无事件生存(EFS)率分别为(41.90±3.20)%、(38.20±2.20)%,ALL与AML患者的1 a EFS率比较差异无统计学意义(χ^(2)=0.512,P>0.05);ALL与AML患者1 a总体生存(OS)率分别为(60.50±4.20)%、(58.20±4.60)%,ALL与AML患者1 a OS率比较差异无统计学意义(χ^(2)=0.175,P>0.05)。MLL-R阳性与MLL-R阴性患者1 a EFS率分别为(34.60±2.70)%、(36.20±3.10)%,MLL-R阳性与MLL-R阴性患者1 a EFS率比较差异无统计学意义(χ^(2)=0.579,P>0.05);MLL-R阳性与MLL-R阴性患者1 a OS率分别为(37.30±4.20)%、(56.60±5.20)%,MLL-R阳性与MLL-R阴性患者1 a OS率比较差异有统计学意义(χ^(2)=4.092,P<0.05)。结论AML及ALL患者在染色体核型异常方面比较无显著差异,在AML及ALL患者中均可见融合基因MLL-R,虽然MLL-R阳性患者更易发生肝脾肿大、染色体核型异常及白细胞计数升高,但MLL-R阳性患者的疗效与阴性患者无明显差异。AML及ALL患者目前治疗方式仍以化学治疗为主,虽然MLL-R阴性患者1 a OS率优于MLL-R阳性患者,但MLL-R阳性与MLL-R阴性患者的1 a EFS率无显著差异。

恶性潜能未定子宫平滑肌瘤的病理特征及分子遗传学研究进展

恶性潜能未定子宫平滑肌瘤(STUMP)是罕见的子宫交界性平滑肌瘤,其诊断主要基于组织病理学,但有时难以与子宫平滑肌肉瘤(LMS)及其他子宫平滑肌瘤(LM)鉴别诊断,病理形态学的诊断标准也无法完全统一。随着近几年分子遗传学技术的进步,尤其是比较基因组杂交技术及下一代测序的应用,使得对STUMP的研究从基因改变、基因组指数及拷贝数变异再到表观遗传学改变,有了长足的进步,加深了对STUMP发生过程的认知,同时传统免疫标志物的深入挖掘及潜在标志物的新发现也提高了STUMP诊断的准确性,降低了漏诊、误诊,对疾病的预后有一定意义。本文将对STUMP的病理特征及分子遗传学最新进展作一综述,旨在提高对STUMP疾病的认识。

416例性发育异常患者临床表现、分子遗传学及性腺病理分析——单中心队列研究

目的探讨性发育异常(DSD)患者临床表现、分子遗传学及性腺病理特点,总结从常见症状中发现罕见病的临床经验。方法回顾性分析2018年5月至2023年8月在广州医科大学附属妇女儿童医疗中心DSD多学科中心诊疗的416例DSD患者的临床资料,归纳统计与讨论。结果416例DSD患者按照染色体核型分类:性染色体核型异常者92例(22.1%)、46,XY核型者285例(68.5%)和46,XX核型者39例(9.4%)。92例性染色体核型异常患者中,按男性抚养59例,主诉阴茎短小合并尿道下裂及隐睾18例(30.5%);92例中最常见核型是45,X/46,XY,共58例(63.0%)。285例染色体核型46,XY患者中,按男性抚养238例,主诉阴茎短小合并尿道下裂63例(26.5%);按女性抚养47例,主诉腹股沟包块13例(27.7%)。216例46,XY核型患者进行全外显子组检测,发现155例(71.8%)存在与临床表型相符的分子致病原因。39例染色体核型46,XX患者按男性抚养19例,主诉阴茎短小合并尿道下裂8例(42.1%),性腺活检18例,显示性腺含睾丸组织者17例,行全外显子组测序14例中发现NR5A1基因杂合变异、SRY基因变异和SOX3基因变异各2例(均14.3%);按女性抚养20例,主诉阴蒂肥大14例(70.0%),性腺活检8例,活检显示卵睾7例(87.5%),发现NR5A1基因杂合变异1例(14.3%)。结论DSD患者病因复杂多样,临床表现异质性大,可以表现为尿道下裂、小阴茎、隐睾等泌尿系统常见症状体征,不同病因的治疗抉择不同,因此,可以通过染色体核型、分子遗传学检测及性腺病理等检查明确病因,尤其对于罕见病,可提高检出率减少漏诊率,确保合理治疗,尤其是性别选择。

基于分子遗传学的牦牛优良品种选育技术研究

牦牛作为栖息于世界海拔最高地区的哺乳动物,以其独特的耐寒耐旱、适应性强和高繁殖力等优势,在青藏高原等海拔3 000 m以上地区发挥着不可替代的经济和生态作用。该研究通过分子遗传学技术手段,如基因型测序、基因组选择及基因编辑等,对牦牛遗传资源进行全面的评估和优良性状的精准鉴定。通过分析分子遗传学对牦牛的研究现状及品种选育意义,提出相对应的选育策略,旨在选育出更适应高寒环境、具有更高营养价值和更好经济性状的牦牛品种,进一步增强牦牛作为“高原之舟”的生态和经济价值。

分子细胞遗传学在甜瓜属物种中的研究进展

历经了30余年的发展,以荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)技术为代表的植物分子细胞遗传学研究工具日益完善,具备高精度和分辨率、安全可靠、操作简单等优点,是目前植物遗传学研究领域不可或缺的工具。本文主要对分子细胞遗传学在甜瓜属物种中的发展和应用进行综述,包括早期的染色体分带技术和近年发展起来的荧光原位杂交技术的发展现状、分子细胞遗传学研究技术在甜瓜属物种种质创新和起源进化中的应用等。

试论分子遗传学实验技术课程教学改革

遗传学涵盖范围较广,具体包括细胞遗传、生化遗传、分子遗传等内容。而持续深入研究分子遗传学实验技术对于提升学生的实验技能具有重要意义,继而为临床诊断提供必要的科学依据。而传统的教育模式已不能满足临床实际需求,因此,需要对目前的教学模式进行相应的改革,以增强教学成效。基于此,本文将以地中海贫血为研究对象,主要分析探讨研究分子遗传学实验技术的重要意义,并对实验教学内容、方法和改革步骤予以阐述,重在提升学生的实验技能,旨在促进分子遗传学的长足发展。

巨细胞胶质母细胞瘤的临床病理观察及分子遗传分析

目的 探讨巨细胞胶质母细胞瘤(GCG)临床病理及分子遗传学特征。方法 回顾性分析2019年3月—2023年2月中山大学肿瘤防治中心收治的3例GCG患者的临床病理资料及分子遗传学特征,并结合相关文献进行复习。结果 3例GCG中,1例位于额叶,2例位于颞叶。组织学特征多为奇异性具有丰富嗜酸性细胞质的多核巨细胞,偶尔伴有丰富的网状蛋白纤维。免疫组织化学结果显示,2例肿瘤细胞表达GFAP、ATRX、INI1、p53;1例表达表皮生长因子受体(EGFR)、vimentin、Olig2;2例不表达CK;2例1p19q无缺失;Ki-67增殖指数分别为20%、40%和60%。分子检测发现3例异柠檬酸脱氢酶(IDH)1/2、2例H3F3A、2例BRAF及2例TERT为野生型;2例O^(6)-甲基鸟嘌呤甲基转移酶(MGMT)发生甲基化。2例进行二代基因测序,其中1例检测到TP53基因错义突变及7号染色体发生扩增。另外1例未检测到致病性基因变异。检测到RB1基因无义突变,TP53及POLE基因临床意义不明的错义突变。随访期间1例发生两次局部复发。结论 GCG是一种罕见的中枢神经系统肿瘤,具有巨型瘤巨细胞等独特的组织学形态,及一定特征的免疫表型及分子遗传学,需与类似形态的胶质肉瘤及伴有间变特征的多形性黄色瘤型星形细胞瘤等鉴别。

伴高增殖指数的低级别滤泡性淋巴瘤临床病理特征及分子遗传学分析

目的滤泡性淋巴瘤的Ki-67增殖指数(PI)通常与组织学分级相关。而低级别滤泡性淋巴瘤伴高增殖指数(LG-HPI)在诊断工作中时有发现且具有更高的侵袭性。本研究旨在探讨LG-HPI的分子遗传学与临床病理指标及预后的关系。方法采用FISH检测20例LG-HPI患者的Bcl-2、Bcl-6、MYC、IRF4基因断裂、Bcl-2/IgH基因融合及P53基因缺失情况。结果LG-HPI中Bcl-2基因断裂7例,Bcl-6基因断裂2例,Bcl-2/IgH基因融合7例,P53基因缺失3例。MYC和IRF4基因均未发现断裂。P53基因缺失的LG-HPI患者预后差。结论LG-HPI的生物学行为可能与部分分子遗传学表型发生改变有关,P53基因缺失是影响LG-HPI预后的一个重要因素。

伴脊索样特征的非典型畸胎样/横纹肌样瘤4例临床病理及分子遗传学分析

目的探讨伴脊索样特征的非典型畸胎样/横纹肌样瘤(atypical teratoid/rhabdoid tumor,AT/RT)的临床病理学及分子遗传学特征。方法回顾性分析4例AT/RT的临床病理学及分子遗传学特征,采用免疫组化、FISH、Sanger测序及NGS进行检测,并复习相关文献。结果4例患者中女性3例,男性1例,年龄3~45岁;病变位于大脑半球1例,小脑2例,颈椎1例。临床表现为视物模糊、夜间枕部疼痛、耳鸣、右上肢疼痛等,病程1~2个月,MRI考虑胶质瘤、室管膜瘤、神经鞘瘤。镜下瘤细胞呈弥漫片巢状、条索状排列,均可见间质黏液样变性呈脊索样形态,瘤细胞主要为原始神经外胚层及横纹肌样细胞。免疫表型:瘤细胞INI-1均表达缺失,vimentin均弥漫表达,3例部分表达SMA,均不表达IDH-1、H3K27M、GFAP、Oligo-2、Brachyury、SOX10,ATRX、H3K27me3均无表达缺失,Ki-67增殖指数50%~80%。FISH及Sanger测序未见阳性。NGS检测:例3检测有SMARCB1缺失突变。随访:例1于术后12个月复发转移,总生存期26个月;例2术后12个月死亡;例3放、化疗结束,术后5个月未复发;例4仍处于治疗中。结论AT/RT临床罕见,好发于儿童,成人亦可发生,易局部复发和沿脑脊髓播散,其显示脊索样特征,需与骨外黏液样软骨肉瘤、脊索样胶质瘤、差分化脊索瘤等鉴别。

滑膜肉瘤40例临床病理及分子遗传学特征

目的探讨40例滑膜肉瘤(synovial sarcoma,SS)的临床病理及分子遗传学特征。方法收集130例间叶组织来源恶性肿瘤,通过病理形态学、免疫组化及荧光原位杂交、二代测序,筛选出40例原发于骨与软组织的SS,并分析其临床病理、免疫表型及分子遗传学特征。结果130例样本中有33例FISH检测SS18断裂阳性,2例二代测序SS18-SXX1融合阳性,结合病理形态学、免疫表型诊断为SS,另5例虽然FISH检测SS18断裂阴性,但结合免疫表型和病理形态学仍诊断为SS。40例样本中,单相型SS 14例,双相型SS 24例,差分化型SS 2例。免疫表型:几乎所有病例BCL-2、TLE1、CD99等均阳性,阳性率达90%以上。结论部分SS结合临床、组织学及免疫表型可以诊断,结合FISH、二代测序等分子病理检测可更加精准区分SS、平滑肌肉瘤、纤维肉瘤等间叶组织来源恶性肿瘤。

易栓症分子遗传学研究进展

易栓症是多种遗传或获得性因素导致的容易发生血栓栓塞的疾病或状态,严重影响人们的身体健康。随着分子遗传学方法开始应用于遗传性易栓症相关基因的染色体定位,逐步发现了与其易感性有关的数种基因。现就易栓症相关基因的染色体定位、遗传易感基因及其与种族、地域的关系等作一综述,以期为相关人群易栓症的防治提供参考。

非典型性和恶性血管球瘤11例临床病理及分子遗传学特征分析

目的探讨非典型性血管球瘤(glomus tumor,GT)和恶性血管球瘤(malignant glomus tumor,MGT)的临床病理学及分子遗传学特征。方法回顾性分析11例GT的临床病理学、免疫表型及分子遗传学特征,行HE、免疫组化染色及分子检测,并复习相关文献。结果男性4例,女性7例,发病年龄16~77岁,中位年龄49岁。肿瘤部位:胃体3例,胃窦、小腿和肺各2例,支气管1例,阴囊1例。肿瘤最大径1~5 cm,中位最大径2.7 cm。10例(91%)为典型固有球瘤,1例为固有球瘤和球血管瘤混合分布。8例呈浸润性生长,3例呈实性片状,4例见瘤栓,1例见神经束侵犯,5例见肿瘤性坏死,4例见梭形细胞区域,1例细胞重度异型,7例核分裂>5个/50 HPF。免疫表型:MSA(10/11)、vimentin(10/11)、Ⅳ型胶原(10/11)、α-SMA(9/11)、h-Caldesmon(9/11)、CD57(9/11)、Calponin(7/11)、BCL-2(6/11)、CD56(3/11)、CD34(3/11)、BRAF V600E(2/11)、desmin(2/11)、Syn(6/11)、S-100(3/11)、INI1(11/11)和广谱CK(1/11)均阳性,CgA、CD117和DOG1均阴性,Ki-67增殖指数为5%~60%。10例随访时间6~89个月,2例分别于术后26、48个月发生肝转移,1例活检后5天因大咯血死亡,另7例无瘤生存。基因检测:2例BRAF V600E突变,1例CTNNB1基因突变,1例KEAP1基因突变。结论非典型性GT和MGT表现为潜在和低度恶性生物学行为,部分形态学指标有鉴别价值。肝转移是常见现象,早期监控转移灶仍有手术切除肿瘤延长患者生存的机会。

精准医学视角下慢性病运动干预效果差异的分子遗传学基础

精准医疗代表21世纪医学发展的方向,慢性非感染性疾病(noninfectious chronic disease,NCD)运动干预列入精准医疗范畴具有学理上的合理性。基于精准医学视角,对NCD患者运动干预效果差异的分子遗传学研究进展进行评述。结果显示:易感基因多态性在NCD发生、发展过程中具有重要作用;运动干预治疗主要依赖于运动刺激诱导释放的运动因子;运动因子通过一系列传导信号作用于NCD的分子靶点产生健康效益;NCD患者对运动干预治疗敏感性的个体差异取决于NCD相关基因的多态性,这些基因多态性不但决定了运动干预的有效性,同时也是NCD精准运动干预治疗的靶点。

分子遗传学技术在多结节肺癌诊断中的应用现状

多原发肺癌(MPLC)指患者有两个或以上原发肺结节的肺癌,不同结节组织学类型相似的MPLC极易与肺内转移癌(IM)相互误诊,两种诊断的治疗方案和预后差异化明显,目前对于MPLC仍没有诊断的金标准。基于肿瘤的异质性,分子遗传学检测肿瘤的克隆性起源对MPLC的诊断具有重要的参考价值,分子遗传学技术的不断发展使得分子遗传学检测的覆盖范围有所差异,对MPLC的诊断也有所影响。本文针对不同分子遗传学技术在MPLC诊断中的应用做了综述。

基于OBE理念的《医学分子生物与遗传学》课程教学改革与实践

以增强医学生解决实际临床问题的能力为目的,将OBE理念全方面融入《医学分子生物与遗传学》的课程教学中,针对《医学分子生物与遗传学》课程教学中存在的弊端,重新构建课程教学框架,教学内容以及教学目标,充分将理论基础与临床衔接,提高《医学分子生物与遗传学》课程质量。在增强医学生在临床实践中对遗传病的判断和分析能力的过程中,同时培养医学生在临床工作中分析、解决问题的能力。本文探讨了本校《医学分子生物与遗传学》现如今教学模式存在的弊端以及如何基于OBE理念进行课程教学的改革与实践,为培养临床应用型人才提供基础。

概率在遗传学、分子遗传学以及相关学科教学中的应用

在本文里我们阐述了概率在遗传学与分子遗传学教学中的应用,对概率的使用进行了进一步的拓展。从II型限制性内切酶到基因表达系列分析,从基因编辑到回文序列数量,从巢式PCR到RNA干扰,从DNA指纹到蛋白质与多肽研究,对概率的适用范围进行了剖析。这将对提升分子遗传学的教学水平有所裨益,使学生能够思考和解决跨学科的各种生物科学问题。