基因意义不明变异的应对策略

美国医学遗传学与基因组学学会将基因变异分为致病、可能致病、良性、可能良性和意义不明(VUS)。VUS在基因检测与分析中甚为常见,为临床遗传病因分析带来困扰。无论是基因位点变异,还是其它的序列变异,凡是遇到VUS,可以从变异位点的准确性、遗传模式、人群中点变异频率、更多同样疾病和同种基因变异家系、氨基酸改变、基因调控、生物信息学、蛋白质功能、携带突变基因的细胞表型和动物表型等方面进行分析。我们研发的人工智能基因分析系统有助于提升基因分析的效率和准确性。

丹参多酚酸盐对动脉硬化斑块组织因子及组织因子途径抑制物影响的实验研究

目的研究丹参多酚酸盐对动脉粥样硬化(AS)斑块中组织因子、组织因子途径抑制物(TFPI)表达的影响,探讨丹参药理作用的新机制。方法24只新西兰雄兔分为正常对照组、球囊损伤对照组及丹参多酚酸盐治疗组;后两组建立高脂饲养加股动脉球囊损伤AS斑块模型。治疗组每天给予丹参多酚酸盐50 mg／kg,每天1次静脉注射,共7 d;球囊损伤对照组给予0．9％氯化钠溶液注射。4周后采用定量病理切片图像分析技术测量动脉内斑块组织中膜厚度和泡沫细胞阳性面积;免疫组化技术检测斑块组织内组织因子、TFPI-1、TFPI-2和MMP-2的分布及蛋白表达;实时定量PCR检测斑块内组织因子、TFPI-1, TFPI-2的基因变化。结果与对照组比较,丹参多酚酸盐治疗组内膜／中膜比值降低,斑块内泡沫细胞阳性面积显著下降(P值均<0．001);同时丹参多酚酸盐减少斑块内TF及MMP-2的表达(P<0．001),并对斑块组织TFPI-1和TFPI-2基因及蛋白表达均有显著影响(P<0．001)。结论丹参多酚酸盐影响AS斑块内TF、TFPI-1、TFPI-2代谢,可能是其抑制内膜增生、改善血液高凝状态和防止局部血栓形成的另一机制。

hand2基因对斑马鱼胚胎发育影响的实验研究

目的观察hand2在斑马鱼胚胎内的表达情况,验证显微注射吗啡啉修饰的反义寡核苷酸(Morpholi-no oligonucleotides,MO)使hand2表达下调的有效性。观察hand2表达下调后斑马鱼胚胎发育的异常表型,初步探讨hand2在斑马鱼胚胎发育中的作用,为利用斑马鱼开展hand2的功能研究提供线索。方法采用胚胎整体原位杂交的方法观察hand2在斑马鱼胚胎内的表达情况。利用向斑马鱼受精卵显微注射MO的方法使hand2表达下调,并进行hand2表达下调的效率验证。将斑马鱼单细胞受精卵分为4组进行显微注射,即对照MO(Con MO)注射组、hand2MO注射组、hand2-GFP mRNA注射组和hand2-GFP mRNA+hand2MO注射组。在荧光显微镜下观察hand2-GFP mRNA注射组和hand2-GFP mRNA+hand2MO注射组的荧光表达情况以验证hand2表达下调的效率。在显微镜下观察hand2MO注射组斑马鱼胚胎的各器官发育情况并进行评定。结果hand2在斑马鱼胚胎的侧板中胚层、咽弓、心脏和鳍有较强表达。hand2-GFP mRNA注射组在8hpf(hours post fertilization)时胚胎有较强的荧光表达,而hand2-GFP mRNA+hand2MO注射组胚胎几乎无荧光表达。与Con MO注射组相比,hand2MO注射组斑马鱼胚胎的心脏、血管、血细胞、鳍以及体节有明显的发育异常。结论向斑马鱼受精卵显微注射hand2MO的方法可有效的使hand2表达下调。hand2在斑马鱼胚胎的心脏、血管、血细胞、鳍以及体节的发育过程中有重要作用。

新的高血压相关基因-Slc7a8的实验研究

目的:探讨高血压致病相关基因。方法:提取13周龄SHR和WKY的2、3级肠系膜动脉和肾脏总RNA,利用含10000个基因大鼠表达谱芯片检测2组2、3级肠系膜动脉和肾脏组织基因表达水平不同的基因,并用定量RT-PCR的方法排除假阳性候选基因。结果:芯片发现19个基因在SHR中上调,其中涉及分子伴侣、离子通道和小分子转运、生长因子、细胞信号转导的蛋白和核转录因子、脂蛋白等基因。用定量RT-PCR验证示Slc7a8基因的表达水平在SHR组中比WKY组上调9.3倍。结论:Slc7a8可能与高血压的形成有关,深入研究Slc7a8基因及其功能将为进一步了解高血压病的分子机制提供新的思路和线索。

室间隔缺损新的相关基因-蛋白酪氨酸激酶的实验研究

目的 :了解蛋白酪氨酸激酶在心脏发育中的作用 ,探索室间隔缺损的特异相关基因及其信号转导途径。方法 :使用基因芯片 (microarray)的方法筛选ALK3下游基因 ,并用RT -PCR和定量RT -PCR的方法排除假阳性候选基因。结果 :在心脏特异的ALK3基因敲除下 ,11 5d小鼠胚胎心脏中 ,蛋白酪氨酸激酶 (PTK)基因的表达水平比正常对照组高 3 7倍。结论 :蛋白酪氨酸激酶基因是骨形态形成蛋白信号途径的调控因子 ,并与室间隔缺损的形成有关。

自发性高血压大鼠FXYD5基因的实验研究

目的探讨自发性高血压大鼠新的高血压相关基因。方法从自发性高血压大鼠(Spontaneously Hypertensive Rats,SHR)和正常血压大鼠(Wistar-Kyoto,WKY)阻力血管(肠系膜动脉第二、三级分支)和肾脏组织中提取总RNA,利用含10000个大鼠基因的芯片检测两组大鼠mRNA表达水平,找出差异表达的基因,并经RT-PCR和定量RT-PCR初步筛选出高血压新的相关基因。结果从基因芯片的检测结果发现在SHR组中19个基因表达下调,另外19个基因表达上调,其中涉及细胞周期,直接参与代谢的酶,细胞信号转导及核转录因子等基因。选择部分已知的、并可能有功能的代表基因用RT-PCR验证,结果发现FXYD5基因在SHR明显下调,定量RT-PCR验证示FXYD5基因的表达水平在SHR组比WKY组明显下调14.8倍(P<0.01)。结论从基因芯片的结果证明了SHR和WKY不同的遗传异质性。FXYD家族的FXYD5可能与高血压的形成有关,深入研究FXYD5基因及其功能为进一步了解高血压病的分子机制提供新的思路和线索。

纤溶酶原受体与相关疾病的分子机制

纤溶酶原(PLG)经激活为纤溶酶(PLM)后,除了发挥纤溶和栓溶作用,还广泛参与胚胎发育、组织重构、伤口愈合等生理过程.近年来研究显示:PLM还与炎症、自身免疫、肿瘤和神经变性等存在紧密联系,而且已在细胞表面发现十几种PLG受体(PLGR)、结合蛋白.我们综述了这些受体和结合蛋白的结构、信号通路和致病机制方面的研究进展,从而为进一步理解纤溶系统的功能、发展新的诊疗方法提供思路.

糖类模式识别分子纤维胶凝蛋白与补体凝集素活化途径

纤维胶凝蛋白(ficolin)是一组存在于人、猪、小鼠和海鞘等动物体内,含有胶原样结构域和纤维蛋白原样结构域的糖蛋白。它们的分子结构相似,多形成寡聚体,其基因结构和氨基酸序列有一定的同源性。Ficolin与MBL的功能相似,识别并特异结合某些糖类,所以它们可能是一种重要的糖类模式识别分子。血清中的ficolin结合病原体表面的糖类配体后,通过调理吞噬作用及凝集素途径激活补体,是天然免疫中的效应分子。本文主要介绍了纤维胶凝蛋白(ficolin)的分子结构、生物学特性及其补体活化的凝集素途径。

转化医学:在科研和应用之间架起桥梁

2012年初，中华人民共和国国科学技术部发展计划司发布的科技统计报告显示。2010年世界科技论文总数为142．10万篇．中国内地发表的论文为12．15万篇，论文数排名居世界第二位。仅次于美国。在1998种中国科技期刊中．以中国人为第一作者的论文为53．06万篇，其中排名第一的为临床医学论文（136951篇），

胰岛素样生长因子结合蛋白-2参与斑马鱼胚胎心血管系统发育的实验研究

目的通过显微注射吗啡啉修饰的反义寡核苷酸制作斑马鱼IGFBP-2基因表达下调的动物模型,观察IGFBP-2表达下调导致斑马鱼胚胎心脏血管发育的异常表型及其对心脏发育相关基因表达的影响。方法胚胎整体原位杂交验证IGFBP-2基因在斑马鱼胚胎发育早期的时空表达谱。特异抑制IGFBP-2基因启动子的吗啡啉(morpholino,MO)和标准对照吗啡啉(Con-MO)由Gene-Tools公司设计合成。设置0.05、0.10、0.25和1.0 mmol/L 4个不同浓度梯度的IGFBP-2 MO注射组,观察不同注射浓度对斑马鱼胚胎心脏异常表型发生率和死亡率的影响,并与Con-MO注射组以及野生型(Wild type,Wt)对照组比较。详细记录0.25 mmol/L浓度IGFBP-2 MO注射组不同发育时段斑马鱼胚胎心脏发育的异常表型。荧光显微镜下观察IGFBP-2 EGFP重组质粒单独以及与IGFBP-2 MO或Con-MO共注射后12hpf胚胎的绿色荧光表达。原位杂交比较IGFBP-2 MO注射组与Wt组斑马鱼心房标记基因Amhc的表达情况;观察IGFBP-2基因下调的Vmhc-EGFP转基因斑马鱼心室特异性绿色荧光的变化;显微血管荧光造影显示IGFBP-2 MO注射组与Wt组胚胎外周血管发育的差异。结果斑马鱼胚胎早期的发育过程中,IGFBP-2基因在眼球、中脑和肝脏先后表达。0.25 mmol/L浓度MO注射组12hpf存活的胚胎在48hpf有59.6%发生心脏发育的异常表型,包括心管搏动无力、心包水肿和房室环化障碍,部分胚胎发生心房扩大、房室反流伴循环瘀滞,且畸形随发育时间推移加重。接受单独显微注射IGFBP-2EGFP重组质粒和与Con-MO共同注射的Wt胚胎12hpf出现明显的绿色荧光表达,而重组质粒与IGFBP-2MO共同注射的胚胎几乎无荧光表达,证实MO下调斑马鱼胚胎IGFBP-2基因的有效性。48hpf胚胎整体原位杂交显示IGFBP-2 MO注射组心房特异标记基因Amhc的表达下调;48hpf IGFBP-2基因下调的Vmhc-EGFP转基因斑马鱼心室特异绿色荧光蛋白的表达减弱;60hpf IGFBP-2 MO注射组显微血管荧光造影显示体节间血管显影稀疏紊乱。结论显微注射IGFBP-2 MO能够有效实现斑马鱼胚胎的IGFBP-2基因下调。IGFBP-2基因下调导致斑马鱼胚胎心脏血管的异常表型,并抑制心脏发生基因Amhc和Vmhc的表达。IGFBP-2在斑马鱼胚胎心血管系统的正常发育过程中起到重要作用。

mB7AP-exCD40L融合蛋白的分子设计及其在Pichia pastoris中的表达和生物活性

目的小鼠B7反义肽与小鼠CD40L胞外区融合蛋白(mB7AP-exCD40L)的分子模拟设计及其酵母表达体系的建立,研究其酵母表达产物的生物活性。方法分子模拟设计mB7AP-exCD40L;构建pPIC9K-mB7AP-exCD40L质粒并用电击法转化PichiapastorisGS115。Westernblot鉴定融合蛋白的表达,混合淋巴细胞反应(MLR)研究mB7AP-exCD40L对淋巴细胞增殖的影响。结果构建的重组Pichiapastoris实现了mB7AP-exCD40L的分泌表达,表达蛋白质的相对分子质量约2.6×103,对MLR具有抑制作用。结论分子模拟设计的mB7AP-exCD40L在Pichiapastoris表达体系成功表达,为进一步研究mB7AP-exCD40L在抗移植排斥反应中的作用奠定了基础。

新的高血压相关基因-SLC7A8的实验研究

目的采用SHR和WKY为动物模型用基因芯片技术对比SHR和WKY的肠系膜二级动脉和肾脏中基因表达谱的改变,并用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和定量RT-PCR证实,筛选出的基因为高血压的发病机制提供新的理论依据。方法提取13周龄SHR和WKY的二级肠系膜动脉和肾脏总RNA,利用含10 000个基因大鼠表达谱芯片检测两组二级肠系膜动脉和肾脏组织基因表达水平不同的基因,并用逆转录-聚合酶链式反应和定量逆转录-聚合酶链式反应方法排除假阳性候选基因。结果芯片发现19个基因在SHR中上调,其中涉及分子伴侣、转运体、生长因子、细胞信号转导的蛋白和核转录因子、脂蛋白等基因。SLC7A8基因的表达水平在SHR组中比WKY组上调9．3倍。SLC7A8(solute carrier family 7,member 8)基因编码的蛋白为2型左旋氨基酸转运体(type 2 L-type amino acid transporter, LAT2),LATl和LAT2均属于SLC7家族。是氨基酸转运体的构成轻链部分。SLC7A8表达在肾、肠、视网膜上皮和牙蕾。近20年来发现多巴胺及其受体和影响其信号传导均和高血压密切相关。肾近端小管缺乏参与多巴胺合成的酪氨酸羟化酶,但能通过重吸收循环滤过的左旋多巴通过芳香族氨基酸脱羧而合成多巴胺。钠离子依赖和PH敏感的LAT2参与左旋多巴的转运。SHR肾小管上皮细胞通过LAT2使左旋多巴重吸收增加,这是肾脏合成多巴胺的关键步骤。在WKY和SHR的肾近球小管上皮中左旋多巴的摄取SHR多于WKY,在WKY几乎全部通过LAT2,而SHR 25％通过LAT2、25％通过钠通道依赖的转运系统B(0)、50％通过LAT1,且LAT1和LAT2蛋白在SHR中明显上调。LAT2在SHR组表达上调,且在4-12周最明显。结论通过基因芯片技术对肠系膜动脉和肾脏组织中基因表达的初步研究,发现部分表达有差异的基因,通过定量逆转录-聚合酶链式反应筛选出SLC7A8基因在SHR组中上调,深入研究SLC7A8基因及其功能,将进一步明确高血压病的分子机制,并可能筛选出特异性的调控基因,发展相应的干预措施,为高血压的临床治疗带来新的突破。

产热脂肪细胞中线粒体代谢适应的调节

伴随经济的快速发展和人类生活水平的提高,肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等各种代谢功能紊乱疾病已成为我国重要的公共卫生问题。产热脂肪细胞含有丰富的线粒体以及解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1),可通过消耗甘油三酯和葡萄糖并以非颤抖性产热的方式来维持哺乳动物核心体温,鉴于产热过程增加体内能量消耗,因此,激活产热脂肪成为防治糖脂代谢紊乱性疾病的重要研究方向。线粒体作为产热脂肪细胞中功能高度保守的细胞器,在产热激活和失活过程中出现代谢适应性的改变以响应产热能力的变化,而产热脂肪细胞中线粒体代谢适应的失调则可能造成产热能力损伤,甚至全身代谢紊乱。本文概述了近年来报道的产热脂肪细胞线粒体多方面的灵活重塑,包括线粒体动力学变化、磷脂和嵴的重塑以及线粒体活性氧水平和氧化应激等方面,全面地总结了相关的调控因子,最后对脂肪细胞产热能力的维持提供了深入的见解,展望了未来有关产热脂肪细胞线粒体的研究方向,以期为开发靶向新药以激活脂肪产热来对抗代谢性疾病提供理论参考。

新的高血压相关基因-HSP70．2的实验研究

目的探讨自发性高血压大鼠新的致病相关基因。方法使用基因芯片技术初步筛选自发性高血压大鼠SHR和正常血压大鼠WKY二级肠系膜动脉和肾脏组织中表达水平不同的基因,再用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和定量RT-PCR排除假阳性候选基因。结果在SHR组中基因芯片发现19个上调基因,另外发现19个基因表达下调。RT-PCR和定量RT-PCR证实HSP70．2基因在SHR组中表达上调2．1倍(P<0．01),而内参照GAPDH在两组的差异无统计学意义(P>0．05)。结论HSP70．2基因和高血压相关,深入研究HSP70．2基因及其功能为进一步了解高血压病的分子机制提供新的思路和线索。

斑马鱼早期内胚层发育及其分子调控机制

斑马鱼已成为研究脊椎动物胚胎发育的理想模式生物,它具有体外受精、发育周期快、胚体透明等优点,此外其胚胎发育过程中的信号通路与哺乳动物有很高的同源性。该文阐述了斑马鱼早期内胚层发育的过程及其分子调控机制。

小鼠3LL肿瘤局部高表达GM-CSF增强抗肿瘤免疫的实验研究

背景与目的:粒-单核细胞集落刺激因子(grannulocyte/monocyte-colony stimulating factor,GM-CSF)具有促进未成熟树突状细胞(dendritic cell,DC)成熟、上调其MHC分子和协同刺激分子表达以及增强DC对肿瘤抗原的提呈等作用。本文研究GM-CSF在肿瘤局部的高表达可以促进肿瘤局部DC成熟及亚群改变,从而诱导增强的抗肿瘤免疫效应。方法:以GM-CSF转染小鼠Lewis肺癌细胞株3LL获得3LL-GM,分别以3LL、3LL-vec(空载体对照)和3LL-GM细胞接种C57BL/6小鼠,分离肿瘤局部免疫细胞,流式细胞术检测DC成熟度、DC亚群比例、CD8+效应T细胞的活化及其功能。结果:3LL-GM肿瘤局部GM-CSF浓度高达441.22ng/g肿瘤组织,显著高于母本3LL组的0.53ng/g肿瘤组织(P<0.05)和空载体对照3LL-vec组的0.42ng/g肿瘤组织(P<0.05)。在3LL-GM、3LL和3LL-vec组小鼠肿瘤内浸润的CD11c+DC细胞中,I-Ab+细胞的比例分别为60.62%、19.98%和23.12%(P<0.05),CD80+细胞的比例分别为60.93%、37.43%和47.03%(P<0.05),表明肿瘤局部GM-CSF促进DC成熟;同时,三组小鼠肿瘤内浸润的CD11c+CD8α+CD4-DC亚群比例分别为60.82%、40.00%和29.27%(P<0.05),显示肿瘤局部GM-CSF促使DC分化为CD11c+CD8α+CD4-亚群。3LL-GM组小鼠肿瘤内浸润淋巴细胞(tumor in-filtrating lymphocyte,TIL)中,CD3+CD62Llow细胞比例高达20.84%,显著高于3LL组的6.34%(P<0.05)和3LL-vec组的15.18%(P<0.05);并且分泌IFN-γ的CD8+T淋巴细胞比例为2.77%,与对照组相比差异具有显著性(P<0.05)。结论:肿瘤局部高表达GM-CSF,可通过提高DC成熟度及上调CD11c+CD8α+CD4-DC亚群在肿瘤局部的比例,诱导增强的抗肿瘤免疫效应,最终导致肿瘤消退。

QT延长综合征的分子生物学机制

遗传性QT延长综合征又称突发性LQTS,是一种以QT间期延长(LQT)、突发性昏厥、惊厥、甚至猝死为特征的先天性心脏病。该文将阐述其机制及其研究进展。

免疫突触的形成及其介导的分子识别

T细胞和APC细胞相互作用形成免疫突触涉及到连续发生的一系列的分子识别事件,最初APC细胞在趋化因子的作用下向T细胞移动,相遇后在抗原非依赖性的弱的黏附力作用下发生最初的黏附,同时伴随着TCR在APC表面俘获特异性抗原;抗原识别之后,由多种机制使T细胞和APC紧密接触并维持一段时间,随后分开,最终引起T细胞的增殖和分化。对免疫突触形成过程中的分子识别机制目前尚无定论,拓扑模式和数学模式的解释,脂筏和细胞骨架蛋白的重排以及接头蛋白的连接为免疫突触形成中分子的识别提供了一定的依据。