创新驱动引领下的广东省遗传学研究

遗传学(genetics)是探究生物遗传和变异规律的科学。从1866年孟德尔发表“植物杂交实验”论文,标志着经典遗传学的创立;到1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型,开启了分子遗传学研究的大门;随着分子生物学的发展和多学科交叉融合,以PCR技术、DNA重组技术、高通量基因组测序技术、基因编辑技术及生物信息大数据平台等为代表的一系列新技术和新方法取得飞速发展和革命性突破。现代分子遗传学已经发展成为生命科学和医学研究领域中最重要的基础性和前沿性核心学科之一。

医学遗传学课堂教学与临床应用相结合的教学探讨

随着时代的发展，医学遗传学的临床应用越来越重要，怎样将医学遗传学课堂教学与临床应用有机地结合起来是如今教学面临的一个重要问题，结合医学遗传学学科发展和教学体会在此方面做一些探讨，为医学遗传学的课堂教学提出一些建议。

医学遗传学教学中的医德教育

医学专业基础课教学中的德育教育有其自身特点。医学遗传学教学与德育教育有机地结合起来，不仅可以加强理论学习的效果，还有利于提高医学生对病人和社会的责任感，在今后的工作岗位中自觉树立良好的医德医风。

医学遗传学课堂教学中学生学习兴趣的激发与培养

针对医学遗传学教学内容枯燥、抽象难懂的特点,从提高学生的学习兴趣着手,在教学方法和教学形式等多方面进行了一系列的改革,有效地激发了学生学习医学遗传学的主动性和积极性,使学生将枯燥的被动接受转变为主动的探索学习过程,学习效果得到很大提高。此系列的教学改革得到学生的广泛好评,收到了良好的教学效果。

医学遗传学实验教学的思考

21世纪是追求高效率优化效果的时代,新世纪对教师在教育教学中提出了新的考验,怎样在医学遗传学的实验课中激发起学生的学习兴趣,让教学更有效率,结合医学遗传学的实验课的特点和教学体会进行了探讨,为医学遗传学的实验课带教提出一些建议。

重型β-地中海贫血患儿治疗后心肝脾超声影像指标分析

目的探讨规范化输血和祛铁治疗对重型β-地中海贫血(TM)患儿肝脏、脾脏和心脏超声影像指标的影响。方法选取2020年7月—2021年8月在中国人民解放军联勤保障部队第九二三医院检查的136例广西籍TM患儿,男性78例,女性58例,平均年龄(10.5±6.0)岁。以PHILIPS IU22行肝脾超声检查,分别测量肝脏和脾脏大小,以PHILIPS IU33行心脏超声检查,测量左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)、左室短轴缩短率(FS)、左室射血分数(LVEF)、左心室质量指数(LVMI)等指标,检测血清铁蛋白和血红蛋白浓度,获取输血和祛铁治疗信息,按TM诊疗指南标准分组。结果规范输血和祛铁治疗的TM患者心肝脾超声影像指标明显好于非规范化治疗的患者(P<0.05),且非规范输血治疗的患者LVEF显著降低(P<0.05)。结论规范输血和祛铁治疗的患者肝、脾、心超声影像指标显著优于非规范治疗或部分规范治疗的患者。

杆状病毒转导不同哺乳动物骨髓来源间充质干细胞

杆状病毒作为一种新型基因载体,若能有效转导不同哺乳动物骨髓来源间充质干细胞(bone marrow-derived mesen-chymal stem cells,BMSCs),将会成为干细胞基因修饰研究领域中更理想的一种基因载体。本文探讨了重组杆状病毒(BacV-CMV-EGFP)对不同哺乳动物BMSCs的转导效率。体外原代培养小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs。用培养3代以上的哺乳动物BMSCs进行病毒转导实验,转导2d后用倒置荧光显微镜观察绿色荧光蛋白在不同哺乳动物BMSCs中的表达,并用流式细胞仪检测重组杆状病毒对不同哺乳动物BMSCs的转导效率。结果显示:原代培养的小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs于体外传代3次以上后,细胞呈现较均一的梭形,漩涡状生长;倒置荧光显微镜观察显示,与小鼠、大鼠、猪的BMSCs相比,恒河猴及人有更多BMSCs表达绿色荧光蛋白,且荧光强度较强;杆状病毒对小鼠、大鼠、猪、恒河猴及人的BMSCs的转导效率分别为(21.21±3.02)%﹑(22.51±4.48)%﹑(39.13±5.79)%﹑(71.16±5.36)%及(70.67±3.74)%。上述结果表明,重组杆状病毒对不同哺乳动物BMSCs的转导效率不同,对恒河猴及人的BMSCs转导效率较高,说明重组杆状病毒可作为人或灵长类动物BMSCs基因修饰研究领域中更理想的基因载体。

抗人ζ珠蛋白链不同表位单克隆抗体的制备和鉴定

目的制备和鉴定抗ζ珠蛋白链单克隆抗体。方法用纯化的重组ζ珠蛋白链免疫Balb/c小鼠,取其脾细胞与NS-1细胞融合制备杂交瘤,经重组的ζ珠蛋白链筛选和3次克隆化,从制备的腹水中纯化单克隆抗体。结果和结论获得3株杂交瘤细胞1A12、3H9及4D11,其分泌单抗的亚型分别为IgG2a、IgG1和IgG1;双抗体夹心ELISA结果证明3株单抗均可结合重组的及东南亚(--SEA)缺失型地中海贫血基因携带者血中的ζ珠蛋白链,且其中1A12和3H9识别的位点为不同表位。这三株抗体将为筛选地中海贫血基因携带者的免疫检测提供有力工具。

α^(-SEA)型地中海贫血标志蛋白zeta链蛋白的克隆表达与鉴定

目的克隆zeta链蛋白基因并在大肠杆菌中表达,经纯化与鉴定,为建立α-SEA型地中海贫血的免疫学筛查方法提供特异性抗原。方法从经处理的K562细胞中提取总RNA,采用RT-PCR技术反转录并将其克隆到pET-21a(+)载体中,测序验证。融合蛋白在大肠杆菌中表达,采用Probond树脂柱纯化融合蛋白,用WesternBlotting和ELISA鉴定。结果成功构建了融合表达载体pET-zeta,融合蛋白得到可溶性表达及纯化,经Westernblotting和商品ELISA试剂盒鉴定显示重组蛋白为zeta链蛋白。结论克隆表达并获得了纯化zeta链蛋白,为地中海贫血的免疫筛选方法的建立提供了抗原。

人单纯疱疹病毒1型VP22介导的microdystrophin重组腺病毒的构建及其蛋白转导特性

目的构建含有人单纯疱疹病毒1型(HSV-1)VP22与人microdystrophin基因融合的重组腺病毒,体外感染成肌细胞C2C12,探讨VP22对microdystrophin基因在成肌细胞中的蛋白转导特性。方法设计引物,从质粒pSIN-rep5-VP22中扩增VP22全长基因,然后将VP22基因定向插入腺病毒穿梭质粒pShuttle-CMV,获得重组质粒pCMV-VP22;再用NotⅠ酶切含microdystrophin基因的pBSK-micro质粒,获得microdystrophin基因,片段回收后定向插入重组质粒pCMV-VP22,获得重组质粒pCMV-VP22-MICDYS。PmeI线性化重组质粒pCMV-VP22-MICDYS,去磷酸化后回收与腺病毒骨架质粒pAdeasy-1共电转化BJ5183感受态细胞。同源重组后用选择性培养基筛选阳性克隆,提取质粒,脂质体介导转染293细胞,通过观察293细胞病变及PCR扩增目的基因等方法鉴定重组腺病毒。将含VP22-microdystrophin及microdystrophin的病毒上清分别转染成肌细胞C2C12,通过RT-PCR、Western-blot和免疫组织化学方法检测microdys-trophin的mRNA及蛋白表达。结果成功构建了含有VP22-microdystrophin基因的重组腺病毒,体外感染成肌细胞C2C12,Western-blot及免疫组织化学检测显示VP22显著提高了microdystrophin蛋白在C2C12细胞中的表达。结论含有VP22-microdystrophin基因的重组腺病毒载体的构建及VP22介导microdystrophin在成肌细胞C2C12间的转导,为利用此病毒进行假肥大型肌营养不良症疾病的治疗研究奠定了基础。

医学遗传学创新性教学模式的探索

根据医学遗传学的学科发展现状，南方医科大学采用“以学生为中心”、“以问题为基础学习”、“基于知识拓展”、“开设创新性实验”等创新性教学模式，并将几种模式综合应用于教学中，对其教学效果进行了分析和讨论。

人乳头状瘤病毒亚型PCR/RDB基因分析方法的建立及初步评价

目的建立一种基于PCR和RDB技术的临床实用、价格低廉、能对目前已知的绝大多数高危型及常见的低危型人乳头状瘤病毒(HPV)进行基因分型的检测方法(PCR/RDB法),并对该方法用于HPV分型检测做出方法学评价。方法根据HPV基因序列设计可扩增包含目前常见的HPV型别的通用引物,并根据14种HPV高危亚型(16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68)和7种低危亚型(6、11、42、43、44、53、CP8304)的序列特点设计针对这21种HPV型别的型特异性探针。21种HPV亚型标准毒株PCR产物与HPV型特异性探针进行杂交,建立一次性对21种HPV亚型进行分型的PCR/RDB检测方法。将PCR/RDB法用于213例经杂交捕获法(hybird capture,HCⅡ)检测为高危型HPV阳性样本的HPV型别诊断。结果建立的PCR/RDB法均能鉴定出21种HPV亚型,无假阳性和假阴性结果,未出现交叉反应;含有相当于10个以上HPV分子的质粒标准品均能成功获得PCR产物检测的阳性结果;盲法分析结果显示,195例经HCⅡ法检测为高危型HPV阳性的样品被PCR/RDB检测出具体的HPV型别,共检测出13种高危型HPV亚型,检出率分别是32.31%(16型)、23.08%(52型)、17.95%(58型)、11.79%(31型)、10.26%(68型)、9.74%(33型)、8.21%(18型)、6.15%(66型)、3.08%(59型)、2.05%(45型)、2.05%(39型)、1.54%(56型)、1.03%(51型)。单一HPV亚型感染及2种、3种和4种HPV亚型混合感染构成比分别为59.46%、30.81%、8.65%和1.08%。18例未能检测出HPV的具体型别,PCR/RDB法与HCⅡ法的高危型HPV检测结果的符合率为91.5%(195/213)。结论PCR/RDB法与HCⅡ法高危型HPV检测阳性符合率高,并可一次性分析出21种HPV型别,是一种准确、高效、经济的HPV型别检测方法,可用于HPV的常规基因型分型诊断及人群筛查。

人乳头瘤病毒感染基因亚型分析

目的分析HPV各基因亚型感染情况,探讨HPV亚型感染与宫颈病变的关系。方法应用美国Digene公司杂交捕获法(Hybrid Capture Ⅱ,HC Ⅱ)对我院宫颈疾病专科门诊病例进行高危型HPV筛查,从中随机抽取213例阳性标本应用PCR结合反向寡核苷酸探针斑点杂交技术(reverse dot blot,RDB)进行HPV基因亚型分析。结果213例HCⅡ法检测为高危型HPV阳性的标本中被PCR/RDB法检测出具体HPV高危型别的有195例。共检测出17种HPV型别(包括高危型13种和低危型4种)。具体HPV亚型检出率分别是16型(32.3%)、52型(23.1%)、58型(18.0%)、31型(11.8%)、68型(10.3%)、33型(9.7%)、53型(8.2%)、18型(8.2%)、66型(6.2%)、CP8304型(4.6%)、6型(3.6%)、59型(3.1%)、45型(2.1%)、39型(2.1%)、11型(2.1%)、56型(1.5%)、51型(1.0%)。单一HPV亚型感染及2种、3种和4种HPV亚型混合感染检出率分别为59.5%、30.8%、8.6%和1.1%。结论高危型HPV感染检出率最高的HPV亚型为HPV16型(32.3%),其次为HPV52型(23.1%),检出率最低的两种亚型分别是HPV56型(1.5%)和HPV51型(1.0%)。HPV58型这种世界范围内少见的一种高危型HPV在中国高危型HPV感染的患者中检出率(18.0%)却并不低。单一高危型HPV亚型感染是引起宫颈病变的主要原因,而多种HPV亚型混合感染在宫颈病变中的作用也不可忽视。

一种新的斑马鱼cloche突变体亚型的基因鉴定

目的斑马鱼cloche172突变体的基因鉴定。方法采用化学诱变剂N-乙基-N-亚硝基脲(N-ethyl-N-nitrosourea,ENU)诱变雄性野生型AB斑马鱼,实施大规模正向遗传学方法筛选髓系细胞标记物lysozymeC(lyC)表达缺失突变体,并对其中一个名为cloche172突变体进行大体形态学观察,基因定位克隆和遗传学互补实验。结果大规模正向遗传学筛选出4个lyc表达缺失突变体,其中一个cloche172突变体受精后3d(day post fertilization,dpf)时期大体形态改变与已知但基因不明的cloche突变体相似。遗传学互补实验观察到有1/4胚胎出现类似cloche突变体的表型。同时,cloche172突变体基因定位在13号染色体近端粒的区域,与cloche突变体基因定位区域一致。而o-dianisdine实验证实cloche172突变体有较多红细胞聚集,cloche突变体仅有少量在尾部存在。结论cloche172基因与cloche基因定位一致,cloche172突变体是一个新的点突变位点的cloche突变体。

不同基因载体转导人骨髓间充质干细胞比较

目的比较腺病毒载体、腺相关病毒载体、杆状病毒载体和质粒载体对人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)的转导效率。方法体外原代培养hBMSCs,进行腺病毒载体、腺相关病毒载体、杆状病毒载体和质粒载体转染实验。采用倒置荧光显微镜及流式细胞仪检测经基因载体转染后的hBMSCs胞内目的蛋白表达情况。结果倒置荧光显微镜观察结果显示,基因载体转染后的部分hBMSCs胞内有GFP表达而发绿色荧光,其中杆状病毒转导的hBMSCs荧光强度较强。流式细胞仪检测结果表明,腺病毒载体、腺相关病毒载体及质粒载体的转导效率和绿色荧光蛋白阳性细胞平均荧光强度分别是42%、37%、22%和158、115、77,均明显低于杆状病毒的70%(P<0.01)和212(P<0.05)。结论杆状病毒载体对hBMSCs的转导效率高于腺病毒载体、腺相关病毒载体和质粒载体,有望成为人体基因治疗研究中更为理想的基因载体。

基于引物延伸反应进行SNP基因分型的电化学方法

引物延伸反应的高特异性使其成为单核苷酸多态性(SNP)基因分型的最常用方法.本文利用引物延伸反应,通过二茂铁标记的dUTP将二茂铁引入到延伸的产物中,用一条捕获探针将延伸产物捕获到电极表面,用差分脉冲伏安法对电极表面的二茂铁进行检测,从而实现了SNP基因分型.考察了延伸反应的退火温度、聚合酶用量以及DNA杂交温度等因素的影响.应用该方法对β-地中海贫血基因密码子28位单碱基突变进行检测,获得了满意的基因分型结果.该方法检测限可达到0.86fmol/L,是一种简便、快速且灵敏的SNP分型方法.

一种罕见α-地贫基因突变HbH病(--^(SEA)/α^(*92A>G)α)的家系分析与基因诊断

目的鉴定中国南方人群中的一种罕见α-地贫基因突变,以及此突变所致Hb H病的家系分析和基因诊断。方法采集家系成员外周全血,进行血液学表型分析和地贫基因常规检测,对常规检测基因型与表型不符的标本进一步DNA测序分析。结果该家系中检出罕见α-地贫基因*92A>G突变,确认先证者及先证者姐姐基因型为--SEA/α*92A>Gα的非缺失型Hb H病,先证者哥哥基因型为-α3.7/α*92A>Gα的标准型α-地贫、父亲基因型为αα/α*92A>Gα的静止型α-地贫。结论首次鉴定报道了中国南方人群中罕见α-地贫基因*92A>G突变,以及携带此突变的静止型α-地贫、复合此突变非缺失型Hb H病的基本表型特征,丰富了中国人群α-地贫基因突变谱,有助于指导α-地贫的人群筛查、临床基因诊断和遗传咨询。

染色体10q24.31片段重复导致先天性缺指/缺趾畸形的一个家系致病机理分析

先天性缺指/缺趾畸形表现为手足指/趾骨发育不全等症状,会严重影响患者生活中的精细操作及心理健康。本研究对一个患有先天性缺指/缺趾畸形家系进行了基因变异检测,分析总结了该疾病分型与基因变异之间的关联关系,并探讨了对此类疾病患者开展遗传咨询及基因诊断的策略。首先,采用临床体检及四肢X线检查的方式,对患者表型进行分析。然后,应用D10S1709、D10S192、D10S597、D10S1693和D10S587等5个位点对外周血DNA进行了单倍型分析,并利用Array-CGH检测基因重复片段。最后,通过基于家系调查和基因分析探讨先天性手足裂畸形的致病原因。研究结果显示,先证者为典型的先天性手足裂畸形,表现为双侧食、中指缺失,拇指短,左手无名指畸形与缺失中指的皮肤相连成蹼状;双足正中裂开至足中部,第2和3趾缺失,第4和5趾融合。家系中其他患者表型变异较大。其外周血基因单倍型分析表现为染色体10q24.31-10q24.32区域有一个至少610 kb的重复,Array-CGH分析结果为10q24.31(102 832 650~103 511 083)×3。对先证者及其弟弟和父母进行单倍型分析,确认该家系的致病基因为10q24.31-10q24.32基因重复,单倍型165-251-289-219-102为该病的等位基因。研究结果提示,该家系缺指/缺趾畸形乃由于染色体10q24.31(102 832650~103 511 083)×3引起,其单倍型165-251-289-219-102可作为检测10q24.31-10q24.32等位基因的疾病标志物。

实时荧光定量RT-PCR技术检测siRNA对HBV复制的干扰效果

目的运用实时荧光定量RT-PCR的方法,检测小RNA分子(small interfering RNAs,siRNA)对乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)复制的抑制作用。方法在HepG2.2.15细胞内导入筛选的三条特异抗HBV的siRNA分子,用实时荧光定量RT-PCR的方法,检测干扰后HBV的mRNA表达水平。结果导入特异siRNA分子的细胞中HBV的mRNA表达量明显降低。结论实时荧光定量RT-PCR技术能准确可靠的检测mRNA的表达水平,对siRNA分子干扰效果的评价有很好的应用价值。