白血病AML1-ETO融合蛋白转录结合位点在基因组水平的分布规律

本研究探讨白血病t(8;21)染色体易位形成的融合癌蛋白AML1-ETO在2、9、19号3条染色体上基因组水平的结合位点分布,从而探索其在白血病发生发展过程中异常的转录调控模式,为靶向治疗药物研发以及临床治疗方案优化提供理论基础。应用染色质免疫沉淀技术与高通量的基因芯片相结合的ChIP-on-chip技术,使用覆盖上述3条染色体上所有基因组信息的瓦式基因芯片,在具有t(8;21)染色体易位的Kasumi细胞株上展开研究。实验分为抗ETO特异抗体组和随机打断基因组DNA对照组。通过MAT方法分析ETO抗体组相对于对照组的富集片段;应用CEAS分析工具分析富集片段在基因组上的分布特征,并进一步通过功能富集分析方法挖掘其中潜藏的生物学意义。结果表明:ETO抗体组在2、9、19号染色体上共得到富集片段588条,这些片段在基因组的定位分布特征如下:5.96%位于基因启动子区域,5.49%位于基因外显子区域,48.86%位于增强子区域,37.35%位于基因内含子区域,1.27%位于即时下游区域,0.87%位于3'UTR,0.2%位于5'UTR。进一步功能富集分析结果显示:参与代谢调节、细胞增殖、信号传导等功能的模块在AML1-ETO的潜在靶基因中富集。结论:AML1-ETO融合蛋白在基因组上的结合位点过半分布在经典转录因子结合区域(启动子、5'UTR和增强子),其余近半分布在非经典的区域,其下游调控的分子网络广泛涉及多种重要功能通路。

基于知识库的基因组数据整合分析

数据整合逐渐成为生物数据分析的重要方向。随着高通量技术的广泛应用,基因组序列数据大量产生,而如何充分、高效地整合这些序列数据成为了一个难题。本文从序列角度出发设计了一套新的数据整合方法:序列群富集分析(SequenceSet Enrichment Analysis,SSEA),并用实验数据探讨了其潜在的应用价值,结果显示SSEA能更好的挖掘出序列数据中的复杂生物学信息。

一例Ⅰ型成骨不全家系的基因定位及突变检测

目的对国内1例成骨不全(OI)家系进行基因突变及突变效应分析,为研究中国人群的成骨不全基因突变特点提供线索。方法对成骨不全Ⅰ型胶原基因COL1A1和COL1A2所在的17号染色体和7号染色体分别进行连锁分析,对致病基因做初步判断,然后用聚合酶链反应扩增致病基因外显子,并测序检出基因突变。结果该家系为COL1A1基因突变,所有患者在该基因的第8个内含子剪切受体位点处为AG→GG(IVS8-2A>G)突变。结论对比COL1A1基因突变数据库,该突变为一新发现突变。

Adiponectin基因剔除LacZ基因敲入小鼠模型的建立

adiponectin是脂肪细胞特异分泌的一种活性蛋白质,具有增加胰岛素敏感性、抗炎及抗动脉硬化等活性.建立adiponectin基因剔除β-半乳糖苷酶基因(LacZ)敲入小鼠模型,可为整体动物水平研究adiponectin基因功能及其表达调控机制等提供理想工具.根据生物信息学方法获得adiponectin基因组序列,设计基因剔除及敲入策略,在adiponectin基因第2和第3号外显子剔除的同时,在其ATG和信号肽序列后顺接LacZ基因完整编码序列,构建完成了Adipo-LacZ-XpPNT基因剔除质粒.通过电穿孔将打靶质粒转入ES细胞,以G418和ganciclovir进行药物筛选,获得药物抗性的ES细胞克隆,PCR和DNA印迹鉴定出正确同源重组克隆.将同源重组的ES细胞克隆注入小鼠囊胚得到嵌合体小鼠,嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠交配产生杂合子小鼠,杂合子间交配获得adiponectin基因剔除LacZ基因敲入纯合子小鼠.经RT-PCR、RNA印迹和ELISA检测证实纯合子小鼠脂肪和血清中adiponectin基因表达呈阴性.RT-PCR、RNA印迹及蛋白质印迹检测发现,LacZ基因在突变小鼠脂肪组织中有特异性表达,其表达谱与内源性adiponectin基因的表达谱一致.但在脂肪组织及外周血中未能检测到LacZ活性,且血清中LacZ蛋白亦呈阴性.由此成功建立了adiponectin基因完全灭活及LacZ基因以内源性adiponectin基因表达谱表达的小鼠模型,为进一步研究该基因功能及其表达调控创造了有利条件.

重组血管紧张素转换酶2对ApoE基因缺陷小鼠肾脏caspase信号及细胞凋亡的影响

目的·探讨载脂蛋白E（ApoE）基因敲除（KO）小鼠肾脏caspase信号和凋亡水平的改变以及重组血管紧张素转换酶2（ACE2）干预治疗对其的影响。方法·采用11～12周龄的ApoEKO小鼠，每日经微泵输入1.5 mg/kg血管紧张素Ⅱ（Ang Ⅱ）和/或2 mg/kg重组人ACE2（rhACE2）治疗，为期2周。分别采用蛋白质印迹法和TUNEL法检测小鼠肾脏组织中细胞凋亡及相关信号改变。结果·与野生型对照组相比，ApoEKO小鼠肾脏细胞凋亡水平升高。Ang Ⅱ输入后促使ApoEKO小鼠收缩压水平升高，肾脏细胞凋亡水平、活化型caspase-3和caspase-8表达以及血浆尿素氮与肌酐水平均明显升高，上述作用可被重组ACE2干预所逆转。结论·重组ACE2治疗在降低Ang Ⅱ输入的ApoEKO小鼠血压水平的同时，可明显改善肾脏细胞凋亡和肾功能，提示ACE2对动脉粥样硬化性肾脏损伤具有一定的功效。

家族性肥厚型心肌病大家系肌球蛋白结合蛋白C3基因突变筛查

目的 研究一汉族家族性肥厚型心肌病（FHCM）家系患者的致病基因突变位点,分析其基因型与表型关系.方法 收集到一规模较大的FHCM家系,共5代89位成员,采集到67份血样.用primerexperss 2.0软件设计引物扩增肌球蛋白结合蛋白C3（ MyBPC3）基因的各外显子及相邻内含子区,产物纯化后应用美国ABI PRISM 3700 DNA自动测序仪进行测序,用Autoassembler 2.0软件将测序结果与MyBPC3的基因组序列进行比较、分析.结果 该家系共14例患者（4例已去世,其中2例是年轻时猝死）,在世的10例患者左心室壁厚度均超过13 mm.符合常染色体显性遗传病的特点.经突变筛查,发现2处碱基改变,经检索国家生物技术信息中心单核苷酸多态性数据库,这些碱基改变均为多态性.结论 MyBPC3基因不是该家系的致病基因,反映了肥厚型心肌病的遗传异质性,需对其他可能的候选致病基因进行筛查.

F9基因Arg327Ile新突变导致血友病B的分子发病机制研究

目的探讨F9基因Arg327Ile(R327I)突变导致血友病B的分子发病机制研究。方法对1名血友病B患者作实验室和基因诊断,定点突变法构建F9基因R327I突变的表达质粒;瞬时转染HEK293细胞,一期法检测细胞上清液中凝血因子Ⅸ活性(FⅨ∶C),ELISA法检测细胞上清液和裂解中FⅨ抗原(FⅨ∶Ag),Western blotting检测R327I突变蛋白的分子量及表达量;免疫荧光共定位染色法检测突变蛋白在内质网和高尔基体内分布。结果瞬时表达显示该患者突变细胞标本上清液中R327I突变型FⅨ∶C为野生型的4.49%,明显降低;细胞上清液和裂解液FⅨ∶Ag分别为野生型的31%和129%,为交叉反应物质减低型(CRMR)。Western blotting显示细胞上清液中R327I突变蛋白分子量与野生型相同,但含量比野生型明显降低;免疫荧光共定位染色显示R327I突变蛋白在内质网中分布较野生型多,而在高尔基体中较野生型少。结论 F9基因R327I突变影响蛋白质合成和分泌,突变蛋白较野生型表达量偏低,同时R327I突变蛋白存在凝血功能缺陷从而导致血友病B。

一例短QT综合征患者HERG基因的突变筛查

目的研究HERG基因是否是1例有家系的短QT综合征患者的致病基因。方法1例30岁女性患者,以室颤和心源性晕厥起病,ECG提示有QT间期缩短,血电解质及心脏结构正常。其母亲与女儿均有QT间期缩短。诊断为短QT综合征。本研究提取该患者基因组DNA,应用PCR方法扩增HERG基因的16个外显子编码区和邻近序列,PCR产物纯化后,经ABI PRISM3700 DNA全自动测序仪直接测序,然后与NCBI数据库中HERG基因的序列进行比较。结果本研究发现8个多态性位点(SNP),其中7个在NCBI的SNP库中均有报道,1个是新的,位于第8个外显子上,T/C杂合,不引起编码氨基酸的改变。未在HERG基因上发现有意义的突变。结论HERG基因不是该例短QT综合征患者的致病基因。

系统生物学——白血病研究的新策略

自20世纪50年代发现DNA双螺旋结构以来，现代生命科学在分子生物学时代经历了长足的发展．尤其是人类基因组计划的顺利实施更将分子生物学推向了新的高峰．同时也预示了后基因组时代的到来。近年．随着结构基因组学研究的不断完善、功能基因组学研究的逐步深入．生命科学的研究方式、研究理念也正经历着重大变革．由个别基因或蛋白的研究开始转向多分子／信号分子的网络研究：由关注结构功能的生命构成研究转向关注信息流动的生命过程研究，在此背景下系统生物学应运而生，并逐渐成为生命科学新的前沿。

AML1、AML1-ETO对nucb2基因转录调控活性的影响

本研究旨在探讨造血特异转录因子AML1及M2b型急性髓系白血病(AML-M2b)累及的异常融合蛋白AML1-ETO对凋亡相关基因nucb2(nucleobindin-2)启动子转录活性的影响,探索AML1-ETO对AML-M2b型白血病的分子致病机制。利用实时RT-PCR方法在AML1-ETO诱导型白血病细胞株中研究AML1-ETO在转录水平对于nucb2的调控情况;利用ChIP-qPCR方法在AML1-ETO阳性白血病细胞株中研究AML1、AML1-ETO与nucb2基因启动子之间直接的体内相互作用情况;采用双荧光素酶报告基因检测方法,研究AML1、AML1-ETO对nucb2启动子转录活性的调节作用。结果表明:AML1-ETO的表达与nucb2的表达呈负相关;nucb2可能是AML1、AML1-ETO的靶基因;AML1、AML1-ETO皆对nucb2启动子具有转录抑制作用,且AML1-ETO对nucb2抑制更强。结论:nucb2是AML1、AML1-ETO的直接靶基因,AML1、AML1-ETO通过抑制nucb2启动子的活性对其进行转录调控。

血管紧张素转换酶2基因与高血压心血管炎性反应

高血压不仅是心血管的炎性反应相关疾病，且其本身是炎性反应的一个刺激因素。众多研究结果表明，肾素一血管紧张素系统（RAS）在调节促炎性反应／抗炎因子生成平衡和维持血管张力方面起着极其重要的作用，是机体调控血压稳定和心血管功能的重要机制之一。

PML-RARα对BHLHB2基因转录调控的影响

本研究探讨异常转录因子PML-RARα对BHLHB2基因的转录调控机制,进一步揭示急性早幼粒细胞性白血病(APL)的致病机理。利用RT-PCR技术研究PML-RARα融合蛋白及ATRA在APL模式细胞株PR9和APL病人来源的NB4细胞中对BHLHB2转录的影响;利用ChIP-PCR技术探讨PML-RARα在体内调控BHLHB2转录的作用方式;通过分析病人样本数据,观察BHLHB2在各种急性髓系白血病(AML)中的表达情况。结果表明,随着PML-RARα融合蛋白的表达升高,BHLHB2的转录受到明显抑制,并且无论在APL模式细胞株PR9还是APL病人来源的NB4细胞中,ATRA均能够解除这种抑制,诱导BHLHB2的表达上调;而在不表达PML-RARα的U937细胞株中,ATRA不能诱导BHLHB2的表达上调。研究结果提示,PML-RARα通过结合于BHLHB2的启动子区域抑制其转录。与其他类型的AML和正常的骨髓细胞相比,BHLHB2在APL中表达较低。结论:BHLHB2是PML-RARα的靶基因,PML-RARα通过与其启动子区域结合对其转录进行负调控。

胃癌组织miRNA差异表达的初步分析

目的分析胃癌组织特异性微小RNA(miRNA)表达谱,为深入研究miRNA与胃癌发生和发展的关系以及寻找新的胃癌分子标志物奠定基础。方法利用miRNA芯片就21对胃癌和癌旁配对正常组织的miRNA表达谱进行检测和初步生物信息学分析,Real-TimePCR验证miRNA芯片检测结果。结果 miRNA芯片检测发现,在胃癌及其癌旁配对正常组织中共有88个差异表达miRNA,其中上调最明显的是miR-21、miR-196b、miR-301a、miR-431*、miR-550*、miR-18a和miR-135b;下调最明显的是miR-139-3p、miR-628-3p、miR-596、miR-99b*和miR-638。Real-TimePCR对其中2个上调(miR-181、miR-19b)和2个下调(miR-134、miR-31)miRNA的验证结果与芯片检测所示具有较好的一致性。结论胃癌组织具有特异性的miRNA表达谱,这些差异表达的miRNA有可能成为新的胃癌分子标志物。

ACE2/Apelin信号与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化性疾病已成为人类死亡的首要病因。肾素血管紧张素系统是促进粥样硬化性心血管疾病的发生及发展的重要因素。研究表明ACE2/Apelin信号发挥心血管保护作用。文章就ACE2/Apelin信号研究新进展及其在动脉粥样硬化病程中的调控作用作一综述。

厄贝沙坦对高血压小鼠血管Profilin-1-STAT3信号及氧化应激的影响

目的:探讨高血压状态下血管组织前纤维蛋白-1(Profilin-1)-信号转导和转录激活因子-3(STAT3)信号改变以及厄贝沙坦干预对该信号通路与氧化应激水平的影响。方法:采用10周龄C57/B6小鼠,经血管紧张素II(Ang II)诱导为高血压,分为高血压组(8只,安慰剂治疗)和厄贝沙坦组(8只,每天厄贝沙坦50mg/kg治疗),另选正常血压小鼠(8只)为正常对照组。测量两周后血压水平,以Western印迹检测小鼠主动脉组织中Profilin-1表达及STAT3磷酸化水平,硫代巴比妥酸比色法测定丙二醛(MDA)含量。结果:与正常对照组相比,高血压组小鼠血压水平明显升高[收缩压:(104±4.4)mmHg比(159±6.2)mmHg],主动脉组织中Profi-lin-1蛋白表达[(1.00±0.08)比(2.91±0.12)]、STAT3磷酸化[(1.00±0.09)比(1.95±0.11)]以及MDA[(72.8±8.5)nmol/g protein比(165.2±13.6)nmol/g protein]水平明显增加(P均<0.01),而厄贝沙坦组血压明显下降[收缩压:(130±4.8)mmHg,P<0.01],主动脉组织Profilin-1表达(1.53±0.07)和STAT3磷酸化(1.27±0.08)水平显著降低,伴有MDA含量显著下降[(103.7±10.1)nmol/g protein],P均<0.05。结论:高血压状态下存在血管Profilin-1-STAT3信号上调,伴有氧化应激增强,而厄贝沙坦干预降低高血压小鼠血管Profilin-1表达及STAT3磷酸化水平,促使血管氧化应激水平改善,可降低血压。

AT1受体阻断剂对小鼠海马脑源性神经营养因子信号的影响

目的：探讨血管紧张素转换酶2（ACE2）基因敲除（KO）小鼠脑海马组织中脑源性神经营养因子（BDNF）信号的改变以及厄贝沙坦干预对该信号通路的影响。方法：采用10～11周龄ACE2KO （Ace2／y ）小鼠每天分别给予血管紧张素II （Ang II）1型（AT1）受体阻断剂厄贝沙坦（50 mg／kg）或安慰剂治疗，为期2周。正常野生型（WT ；Ace2＋／y ）小鼠作为正常对照。用 Western 印迹检测小鼠海马组织中 BDNF 与细胞外信号调节激酶1／2（ERK1／2）水平。采用放射免疫法测定小鼠血浆血管紧张素水平。结果：与正常WT对照小鼠相比， ACE2 KO小鼠海马组织中BDNF蛋白表达[（1±0.16）比（0.54±0.16）]及血浆Ang‐（1‐7）水平[（55.6±7.5） pg／ml比（42.8±5.8） pg／ml]明显下调，伴有ERK1／2磷酸化[（1±0.28）比（1.79±0.29）]明显增加（P均＜0.01），而经厄贝沙坦治疗后， ACE2 KO小鼠海马组织BDNF蛋白表达（0.88±0.13）及血浆Ang‐（1‐7）水平[（59.4±8.4） pg／ml]明显增加，伴有ERK1／2磷酸化水平（1.33±0.19）明显降低（P＜0.05或＜0.01）。结论：ACE2基因缺失小鼠存在海马组织中BDNF蛋白表达下调及ERK1／2磷酸化增强，而AT1受体阻断剂厄贝沙坦干预在改善ACE2基因缺失小鼠Ang‐（1‐7）水平与海马BDNF表达的同时，可降低海马ERK磷酸化信号，提示AT1受体阻断具有一定的脑保护效应。

无血清悬浮法培养结肠癌HT29细胞系及肿瘤干细胞样亚群筛选

目的:研究无血清培养基悬浮培养人结肠癌细胞系HT29,筛选并鉴定HT29结肠癌细胞系中肿瘤干细胞相关亚群。方法:通过无血清培养基筛选结肠癌细胞系肿瘤干细胞相关亚群。应用克隆形成实验、表面标志检测、双苯酰亚胺(Hoechst)33342染色检测来确定培养细胞中肿瘤干细胞比例及其培养后的肿瘤干细胞含量变化。结果:结肠癌细胞系HT29中约50%的肿瘤细胞在无血清培养基中能够存活、增殖,形成自由飘浮的细胞球。细胞球可连续传代,若重新接种于含血清培养基中可重新贴壁分化,分化后细胞与培养储存的HT29细胞形态无明显差异。流式细胞仪检测表面标志,HT29细胞系中CD44+细胞含量为(44.18±2.18)%,而细胞球中CD44+细胞含量为(83.41±11.21)%;双苯酰亚胺33342染色检测提示HT29中侧群(sidepopulation,SP)细胞含量为(3.82±0.08)%,而细胞球中含量明显增高。结论:结肠癌细胞系HT29可在含生长因子的无血清培养基中悬浮生长,并维持细胞系。该细胞系中含有一定比例的具有增殖和自我更新能力的结肠癌干细胞样细胞亚群。表面标志以及双苯酰亚胺33342检测差异提示细胞球中仅部分细胞具有干细胞的功能。

婴儿持续性高胰岛素性低血糖分子机制研究进展

婴儿持续性高胰岛素性低血糖症是一种具有遗传异质性和临床表现异质性的综合征,对其分子机制研究的深入促进了人们对胰岛素分泌和葡萄糖代谢调控机制的了解。近年来的研究已经阐明了某些PHHI患儿的分子发病原因,并就胰岛素分泌调节机制提出了新的见解。其中包括SUR1或Kir6·2基因突变所致的胰岛β细胞KATP通道功能丧失,葡萄糖激酶基因突变以及谷氨酸脱氢酶基因突变。

血管紧张素转换酶2、氧化应激与血压调控研究进展

高血压病是一类环境、遗传因素共同作用的复杂的多基因疾病,其发病机制至今尚未被完全阐明。肾素血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)在调节水盐代谢、维持血容量与血管张力、氧化应激水平以及调控心、肾脏功能等方面起着极其重要的作用,是机体内调控血压稳定的最重要机制之一,其活性异常参与高血压病的发病过程。新近发现的血管紧张素转换酶2(angiotensin convertingenzyme 2,ACE2)是人类ACE的第一个同源酶。ACE2不仅能直接高效降解ACE的作用产物血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)而生成Ang-(1-7),还能竞争性地作用于ACE的底物AngⅠ,使之产生Ang-(1-9),后者经ACE或中性肽链内切酶作用进一步水解为舒血管物质肽Ang-(1-7)。AngⅡ是心血管系统中氧自由基生成和氧化应激的重要激活物,NADPH氧化酶是其中的重要参与者。在ACE2基因敲除的小鼠中NADPH氧化酶的活性明显增加,加重AngⅡ介导的心血管组织氧化损伤。ACE2基因能促进Ang-(1-7)的生成,后者可直接对抗AngⅡ引发的血管收缩、管壁增厚、血管外周阻力增加和氧化应激等作用。另外,Ang-(1-7)是一种内源性ACE抑制剂,还可增强缓激肽的降压效应,增加一氧化氮和前列环素等扩血管物质的释放,通过Mas受体实现其扩张血管、降低血压水平及减轻氧化损伤等作用。ACE2活性或表达异常通过促使氧化应激增加可能导致高血压。新的RAS系统参与氧化应激及血压调控主要依赖于两条路径:ACE-AngⅡ-AT1轴与ACE2-Ang-(1-7)-Mas轴,而ACE和ACE2基因是其中的关键作用子。由于ACE2、Ang-(1-7等)新成员的加入,RAS体系较以往变得更富挑战性,同时为高血压的防治带来新的契机。通过改善ACE2表达和/或活性,可降低机体内氧化应激水平,导致血压下调,从而在高血压中发挥心血管保护功效。ACE2基因、氧化应激和高血压三者之间关系密不可分,通过调节ACE2活性和氧化应激水平的药物已成为高血压药物治疗新的研究方向。随着对氧化应激相关基因转录调控和肾素血管紧张素系统相关基因的深入研究,将给肾素血管紧张素系统调节药物及抗氧化剂的发展提供更广阔的空间,将可能为高血压病的防治提供新的策略。NADPH氧化酶抑制剂、血管肽酶抑制剂、AngⅡ转录生长因子受体、ACE2基因治疗等均为目前高血压防治新的研究热点,开发上述新型药物并运用到临床必定会给高血压的防治带来新的一场改革。[基金项目:国家自然科学基金(30973522 & 30700328);浙江省科技计划面上科研项目(2009C33080)]。

UGRP1蛋白的表达、纯化、抗体制备及亚细胞定位

目的子宫球蛋白相关蛋白1(UGRP1)是一种功能未知的分泌蛋白。通过表达、纯化蛋白、制备抗体及其在组织中表达的研究,为进一步研究其功能奠定基础。方法从人胎肺组织中克隆得到UGRP1基因,构建重组表达质粒pGEX-5X-1/UGRP1。将此质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)后用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,表达含谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的GST-UGRP1融合蛋白。此融合蛋白经纯化分离后,免疫新西兰大白兔,制备其多克隆抗体。用Western印迹的方法检测多抗血清。通过构建含增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的EGFP-N2-UGRP1载体,转染非洲绿猴肾细胞(COS细胞)表达重组蛋白,对UGRP1的表达进行亚细胞定位。结果成功构建了pGEX-5X-1/UGRP1载体,获得了高纯度的重组蛋白和多克隆抗体。免疫组化分析表明UGRP1表达于肺支气管上皮细胞,亚细胞定位分析证实UGRP1主要表达于细胞浆。结论研究发现UGRP1表达于肺支气管上皮细胞和在COS细胞的胞浆中表达。经纯化获得蛋白并制备抗体,为进一步研究UGRP1的功能奠定了基础。