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关键词： 急性髓系白血病   生物信息学   复发   预测模型  

摘要： 研究背景:急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是一类造血干、祖细胞来源的恶性克隆性疾病。尽管高达85%的60岁以下患者在经过标准诱导治疗后可实现完全缓解,但只有35%-40%的患者可以完全治愈。而60岁以上患者预后更差,治愈率仅为5%-15%。欧洲白血病网遗传风险分类是目前公认的AML患者预后分层的标准方法,包括选定的基因突变和细胞遗传学异常,没有考虑基因表达情况。根据欧洲白血病网风险分类,大多数成年AML患者属于中等风险组。而在低风险组中,40%的核结合因子AML患者、50%的NPM1突变患者和44%的CEBPA双等位基因突变患者在长期随访中复发。由于AML具有高度异质性,很多患者的实际风险状况在当前的遗传风险分类方案中没有得到最佳反映。非遗传学高危AML患者的高复发风险提示需要更完善的风险分层策略。研究目的:应用生物信息学方法分析Gene Expression Omnibus(GEO)数据库的GSE146173转录组测序数据集,探索非遗传学高危AML患者复发的发生机制,筛选关键基因构建AML的复发预测模型并利用BEATAML1.0-COHORT数据集进行验证。研究方法:1.在GEO数据库下载GSE146173数据集的表达矩阵和临床信息。在R软件上,使用Wilcoxon秩和检验分析基因表达数据,从而得到非遗传学高危AML患者复发和未复发组之间的差异表达基因。通过对差异基因进行富集分析,探索患者复发的发生机制。2.先用log rank检验、单因素Cox回归、Lasso回归筛选复发相关基因,再通过多因素Cox回归筛选关键基因构建复发预测模型。利用ROC曲线、校准曲线、Kaplan-Meier生存分析等方法评估模型,并使用BEATAML1.0-COHORT数据集对模型进行外部验证。研究结果:1.通过分析发现AML复发和未复发组之间有117个差异表达基因(上调基因15个,下调基因102个)。富集分析显示这些基因主要与信号受体配体结合、IL-17信号通路、TNF信号通路、JAK-STAT信号通路相关。2.通过log rank检验、单因素Cox回归筛选出16个基因,然后通过Lasso回归得到14个基因,最后通过多因素Cox回归挑选出9个基因(CXCL5、IGHV3-43、TPTIP10、SPATA12、ACTL10、ENPP7P1、E2F3P1、HNRNPA1P12、RN7SKP287)构建复发预测模型。***曲线的AUC值为0.91。校准曲线显示模型的一致性良好。生存分析显示模型能较好地预测患者的预后。单因素和多因素分析表明模型是AML患者复发的独立预测因素。研究结论:1.本研究开发了非遗传学高危AML患者的复发预测模型,该模型有良好的预测能力,并绘制了线列图方便临床使用。2.本研究发现复发组和未复发组的差异表达基因主要富集于信号受体配体结合和信号通路,提示其可能是非遗传学高危AML患者潜在的复发机制。

关键词： 胎儿   产前诊断   羊膜腔穿刺   遗传学检测   妊娠结局  

摘要： 目的：　　对孕中期行羊膜腔穿刺产前诊断的1428例孕妇的资料进行分析，以指导临床准确把握产前诊断指征，并为临床遗传风险评估提供基础数据。　　方法：　　回顾性分析2019年01月01日至2022年1月31日在“温州医科大学附属第一医院”接受产前诊断行羊水穿刺送遗传学检测的孕妇的临床资料， 通过比较不同产前诊断指征异常结果检出率以指导临床准确把握产前诊断指征，对异常遗传学结果分类，统计各项异常结果的检出率，通过电话及电子病历系统随访妊娠结局妊娠结局，分析不同遗传学检测结果的意义，分析拷贝数异常与小于胎龄儿的发生是否存在相关性。　　采用统计软件 SPSS26.0，计数资料以百分率（%）的形式表现，数据比较采用χ2检验;计量资料以均数±标准差（x±s）的形式表示，数据比较采用t检验。P＜0.05时认为差异有统计学意义。　　结果：　　1、因不同产前诊断指征进行羊膜腔穿刺抽取羊水的孕妇共计 1428 例，穿刺成功1428例，穿刺成功率为 100%;1428例羊水均行染色体培养及核型分析， 1419例同时行 CMA检测，另有 9例同时加做低深度全基因组拷贝数变异测序和全外显子基因检测（CNVseq+WGS）。孕妇妊娠结局共成功随访1407例，失访 21例，失访率为 1.47%，两周内没有羊膜腔穿刺术相关的妊娠丢失，妊娠丢失率为0。　　2?1428例中异常胎儿遗传学检测结果的总检出率为 20.31%（290/1428）。其中染色体核型分析共检出异常162 例，检出率为11.34%;其中染色体数目异常有59例，占36.42%;结构异常34例，占17.42%;21-三体33例，占染色体异常核型的 20.37%。CMA 联合染色体核型检测比单纯行染色体核型分析增加了对染色体微缺失微重复及染色体纯合区域的检出，其中，微缺失微重复的检出率为7.49%（107/1428），染色体纯合区域的检出率为1.26%（15/1428）。　　3?1428例孕妇均符合穿刺指征，单项产前诊断指征的1314例孕妇中，孕妇高龄611例?超声筛查异常238例?血液学筛查（含无创DNA）高风险321例?不良生育史111例?夫妇异常染色体携带6例，检出异常分别为56例?71例?71例?20例?16例?0例，检出率即阳性预测值（PPV）分别是23.53%?22.12%?11.62%?18.02%?59.26%?0.00%。高龄组为所占单项指征占比最大人群（46.50%），夫妇异常染色体携带组的异常遗传学结果检出率为最高（54.84%）。采用 Fisher''s精确检验，P＜ 0.001，提示不同类型的产前指征的阳性预测值不同。　　4?本研究 1407例接受妊娠结局随访，2周内没有孕妇因羊膜腔穿刺术相关的妊娠丢失。290例异常遗传学结果中，78例（5.54%，78/1407）引产终止妊娠，其中染色体数目异常组终止妊娠率最高，占 91.53%。在常染色体数目异常中，仅有 2 例胎儿核型提示非平衡罗伯逊易位的孕妇选择继续妊娠外院足月分娩。212 例遗传学检测异常仍继续妊娠的病例中，早产儿占 4.72%（10/212）。1117例检测正常的孕妇，68例终止妊娠（含孕24—38周胎死宫内引产3例，距离羊膜腔穿刺时间均＞2周，孕期胎儿超声均提示结构畸形），其中 1049例选择继续妊娠，早产儿占3.71%（39/1049）。　　5、为研究胎儿拷贝数变异对妊娠结局的影响，将继续妊娠并分娩活产儿的孕妇且在 2019 年-2021 年间于我院分娩的孕妇按遗传学检测结果进行分组：拷贝数变异组和非拷贝数变异组（后者包含遗传学检测结果正常及染色体多态性），两组在妊娠高血压疾病患病率、早产率、胎膜早破发生率的差异均无统计学意义（均 P＞0.05），在小于胎龄儿方面，两组差别具有统计学意义（χ2=0.4331，P＜0.05，OR=3.684，95%CI:1.228-11.054），拷贝数异常的小于胎龄儿发生风险明显高于非拷贝数异常胎儿。　　结论：　　1.孕中期羊膜腔穿刺本身导致发生流产、早产的概率极低，是相对安全?可行一种产前诊断中获得胎儿遗传物质的可靠途径。 2.超声筛查异常、血液学筛查高风险、孕妇高龄（≥35 岁）、不良生育史、夫妇异常染色体携带、不良接触史（孕早期病毒感染?接触有毒有害物质）的孕妇均有需行产前诊断检测胎儿遗传物质。 3.对于胎儿拷贝数变异，其小于胎龄儿的发生风险较其他孕妇高，在选择继续妊娠之后，要注意监测胎儿宫内生长发育情况。

关键词： KDM4B   ERα   表观遗传调控   PRC2复合物   血管钙化  

摘要： 目的:血管钙化(Vascular Calcification,VC)是多种疾病的病理学基础,其也作为心血管事件发生的独立预测因子。血管钙化过程中,血管平滑肌细胞(Vascular smooth muscle cells,VSMCs)主要从收缩表型转变成骨样表型,进而发挥重要作用。研究表明,老年人群中普遍存在血管钙化,尤其是70岁以上,男性患有血管钙化的人占90%,女性则超过67%。据报道,雌激素受体α(Estrogen receptorα,ERα)/雌二醇(17β-estradiol,E2)信号通路可以促进ERα下游靶基因生长抑制特异性蛋白(Growth arrest-specific gene 6,GAS6)的表达抑制血管钙化。那么明确血管钙化的发病机制进而降低心血管事件,是十分必要的。类固醇受体超家族成员中有ER,其包括ERα和ERβ两种亚型,它们分别由不同的基因编码,其中ERα有595个氨基酸。ERα与其配体雌激素E2结合,然后ERα入核并结合在雌激素反应原件(Estrogen response elements,ERE)区上启动下游靶基因转录,此时可招募辅调节因子共同参与转录。ERα在结合配体雌激素E2后结合在ERE上启动下游靶基因转录需要辅调节因子的参与,辅调节因子根据其对转录活性的影响分为辅抑制因子和辅激活因子。而据报道,在疾病发生发展过程中,参与基因转录调控的辅调节因子发挥着关键的作用,所以新的辅调节因子,无论是辅激活因子还是辅抑制因子的发现,都有助于血管钙化发生机制的研究。ERα介导的基因转录在血管钙化中发挥着重要作用,那么,发现和探讨新的ERα辅调节因子及阐明其对转录因子介导的基因转录的调控作用,可能成为揭示血管钙化新的治疗靶点。据报道,组蛋白甲基化去甲基化的动态逆转会影响许多生物过程,并且在肿瘤、骨质疏松、心血管等多种疾病中发挥关键作用。组蛋白去甲基化酶4B(Histone lysine demethylases4B,KDM4B)编码的蛋白含有1096个氨基酸,可以催化组蛋白残基活性。KDM4B是组蛋白去甲基化酶KDM4/JMJD2家族的成员。目前,KDM4B在ER阳性乳腺癌中参与ERα介导的基因转录调控促进乳腺癌发生。但关于KDM4B其他功能未见报道,尤其是KDM4B作为一个ERα的辅调节因子在血管钙化的功能需要进一步探究。在本研究中,我们的目的旨在:(1)明确KDM4B在β-磷酸甘油诱导的钙化模型及小鼠钙化模型中的表达;(2)阐明KDM4B与ERα之间的相互作用;(3)探究KDM4B是否参与ERα介导的基因转录;(4)探讨KDM4B调控ERα介导基因转录的分子机制;(5)探索KDM4B在血管钙化中的生物学功能。研究方法:(1)利用Western blotting和免疫组织化学发现KDM4B在钙化细胞模型及小鼠钙化组织中明显高表达,明确KDM4B与血管钙化之间的联系;(2)通过蛋白免疫共沉淀实验(co-immunoprecipitation assays,co-IP)了解KDM4B是否与ERα相互作用,利用荧光共聚焦显微镜扫描技术(Confocal),在HASMC细胞中,明确KDM4B与ERα在加入E2后入核的位置;(3)通过荧光素酶双报告基因实验(Luciferase assays)探究KDM4B如何调控ERα的基因转录活性;利用Real-time qPCR和Western blotting探究KDM4B在雌激素状态下调节ERα-E2信号通路影响基因的表达;(4)探讨KDM4B影响ERα-E2信号通路的分子机制。利用co-IP验证KDM4B,ERα与多梳抑制复合体2(Polycomb repressive complex 2,PRC2)核心复合物成员Zeste同系物2的增强剂(Enhancer of Zeste omologue 2,EZH2)和Zeste 12的抑制剂(Suppressor of zeste 12,SUZ12)之间的相互作用,利用染色质免疫共沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)验证KDM4B的敲低或过表达KDM4B,观察ERα和EZH2,SUZ12在ERα靶基因Gas6-ERE区的招募,并影响H3K27me3的修饰水平的招募的情况;(5)利用茜素红染色、钙定量测定、Western blotting发现KDM4B对钙化的影响等生物学功能。结果:(1)通过茜素红染色、钙定量测定、WB和免疫组织化学实验发现KDM4B在钙化细胞模型及小鼠主动脉钙化组织中高表达;(2)在人主动脉血管平滑肌细胞(Human aortic smooth muscle cell,HASMCs)、小鼠主动脉血管平滑肌细胞(Mouse aortic smooth muscle ce

关键词： 姬蛙属   动物分类学   新种   群体遗传学   群体历史演化  

摘要： 合征姬蛙(Microhyla mixtura)不同的地理类群之间具有不同的形态学特征,其物种界定存在较多争议。本研究通过系统发育关系构建、形态学特征比较和广告鸣叫对比等方法探究大别山区合征姬蛙群体的分类学地位,分析结果如下: 基于12S rRNA、16S rRNA和COI的联合基因构建姬蛙属系统发育树,发育树的拓扑结构显示,本研究样品与合征姬蛙(***)、冲绳姬蛙(***)互为姐妹群,且具有较高的节点支持度(1.00/99),通过物种界定分析也支持其独立成种;对样品的16个外部形态学指标进行测量,发现其可以通过中等体型、手指及脚趾I无吸盘及背面纵沟、上胸部模糊可见的“V”字形条纹等特点与姬蛙属大多数物种区分开,通过形态学的主成分分析也支持其与近缘种区分开;将该样品的广告鸣叫与其近缘种进行比较,可以通过较高的鸣叫速率(25.0 call/min)和鸣叫音频(2670-2971 Hz)与其他物种区分开。结合遗传学、形态学和声学三种研究方法确定来自大别山地区的合征姬蛙样品为该属的一个新物种,并将其命名为“大别山姬蛙”。 在此基础上,基于线粒体Cyt b和ND2基因序列对大别山姬蛙的5个群体(九峰尖、金刚台、千坪、天堂寨和鹞落坪)进行遗传学研究,分别从遗传多样性、遗传结构和种群历史动态三个方面分析该姬蛙群体的系统发生关系和历史演化历程。主要研究结果如下:大别山姬蛙群体的遗传多样性较高,所有群体的平均单倍型多态性(Hd)为0.897±0.020,核苷酸多样性(π)较低为0.00214±0.00017;遗传结构分析指出大别山姬蛙群体主要分为北方(金刚台)和南方(九峰尖-千坪-天堂寨-鹞落坪)2个遗传聚类;通过种群历史动态分析推测,大别山姬蛙群体在0.05Ma经历过扩张事件。 综上所述,在大别山地区采集到的合征姬蛙样品为姬蛙属一新种,且大别山姬蛙群体已经出现了种群分化并形成了一定的谱系地理结构。本研究丰富了大别山地区的生物多样性,并为大别山地区的谱系地理学研究提供了范例。

关键词： hADMSCs   3D细胞球   成肝诱导   肝细胞样细胞   表观遗传学   H3K56ac   p300   培养维度转换   体外药物筛选   同轴生物打印   双芯喷头   双通道纤维  

摘要： 引言间充质干细胞诱导成肝细胞样细胞用于肝细胞移植治疗,被认为是一种有效的肝病替代治疗。不同的培养维度影响hADMSCs成肝诱导效果,3D细胞球培养被认为是与体内微环境更相似的培养模型,除了增强干细胞干性,还能增强终末肝细胞样细胞的表型和功能,因此,探讨不同培养维度及培养维度转换对hADMSCs成肝诱导是非常必要的。组蛋白乙酰化在干细胞诱导分化中发挥重要作用,组蛋白H3第56位赖氨酸乙酰化(H3K56ac)修饰可以使得DNA的缠绕变松散,启动下游基因的转录。研究表明H3K56乙酰化调控人胚胎干细胞的多能性转录因子的表达,p300能调控H3K56乙酰化,使得染色质组装激活基因转录。我们前期研究发现,与2D诱导相比,3D细胞球诱导的肝细胞样细胞的ALB在转录水平发生明显的变化,而组蛋白乙酰化是在表观遗传学上调控基因的激活转录,为此,我们将hADMSCs 2D和3D诱导的肝细胞样细胞进行乙酰化修饰蛋白质组学检测,结果发现3D诱导的H3K56乙酰化水平显著高于2D诱导。但不同培养维度及维度转换是否通过p300调控H3K56乙酰化,激活肝细胞样细胞ALB基因转录,从而促进hADMSCs成肝诱导,其潜在的分子机制,国内外尚未见报道。本课题主要研究不同培养维度和培养维度转换对hADMSCs成肝诱导的影响,进一步探讨p300调控H3K56乙酰化在不同培养维度和培养维度转换的肝细胞样细胞中的有关表观遗传学作用机制,通过药物筛选平台和组织工程应用来研究培养维度转换对hADMSCs成肝诱导的效果,为hADMSCs诱导分化成肝细胞样细胞提供新的方案,也为肝细胞药物筛选和肝细胞移植治疗提供新的技术支持和应用前景。第一部分hADMSCs在不同培养维度下诱导成肝细胞样细胞表型变化及其表观遗传学机制目的:通过研究hADMSCs在不同培养维度下诱导成肝细胞样细胞的表型变化,探讨有关的表观遗传学机制。方法:1.不同培养维度对hADMSCs成肝诱导的影响(1)hADMSCs的分离提取和鉴定:I型胶原酶消化人脂肪组织提取hADMSCs。显微镜观察细胞形态,流式细胞术检测hADMSCs表面标志蛋白,茜素红和油红O染色分别检测hADMSCs成骨和成脂分化。(2)hADMSCs不同培养维度下多能性转录因子的表达:(1)琼脂糖微孔3D细胞球的构建。(2)RT-qPCR和Western blot检测多能性转录因子Sox2、Oct4和Nanog的表达。(3)hADMSCs在不同培养维度下诱导成肝细胞样细胞:显微镜观察诱导过程中细胞形态。Live/Dead染色检测诱导后的细胞活性。RT-qPCR,Western blot和IF检测肝细胞样细胞相关基因的mRNA和蛋白表达。ELISA和定量比色法分别检测细胞上清白蛋白和尿素的含量。PAS染色法检测细胞的糖原合成。2.不同培养维度影响hADMSCs成肝诱导效应的表观遗传学机制(1)hADMSCs不同培养维度诱导的肝样细胞的乙酰化修饰蛋白质组学检测,筛选出显著差异表达的乙酰化修饰组蛋白,再用生物信息学分析方法进行蛋白的功能注释和富集分析等。(2)Western blot和IF验证筛选出的靶蛋白H3K56乙酰化水平差异;ChIP-qPCR检测H3K56ac对ALB基因启动子区域富集效率。(3)p300在hADMSCs不同培养维度成肝诱导中的作用:(1)筛选出A-485抑制成肝最显著的作用浓度和时间。(2)实验分为2D-DMSO、2D-A-485、2D-CTB、3D-DMSO、3D-A-485、3D-CTB六组,RT-qPCR检测各组mRNA表达;Western blot和IF检测各组ALB、AFP、Sox2、Oct4蛋白表达和H3K56ac水平;ELISA和定量比色法检测各组白蛋白和尿素分泌;PAS糖原染色检测各组糖原生成。结果:1.不同培养维度对hADMSCs成肝诱导的影响(1)成功提取hADMSCs:细胞呈长梭形纤维细胞样形态、旋涡状排列且增殖快;细胞表达间充质表面标志蛋白CD44,CD90和CD105,不表达造血干细胞标志蛋白CD34,CD45和组织相容性抗原II类HLA-DR;细胞能进行成骨和成脂诱导分化,符合间充质干细胞表型特征。(2)3D培养显著升高hADMSCs的Sox2、Oct4、Nanog的mRNA和蛋白表达水平。(3)hADMSCs在成肝诱导21天后,细胞形态由纤维样长梭形变成多边形,且无论是2D还是3D诱导,其肝样细胞都具有较高的细胞活性;与2D诱导相比,3D诱导显著上调肝相关基因ALB、CK18、CYP1A2、CYP3A4的mRNA表达和ALB蛋白表达,显著下调AFP的mRNA和蛋白表达;3D诱导显著增加肝样细胞白蛋白、尿素分泌和细胞内糖原的合成。2.不同培养维度影响hADMSCs成肝诱导效应的表观遗传学机制(1)根

关键词： 遗传学   课程思政   生物科学   教学改革  

摘要： 课程思政建设是高校落实立德树人根本任务的关键环节。湖南科技大学遗传学课程从课程目标修订、课程内容中思政元素的发掘、教学设计、公开示范课等方面，探索了在遗传学教学过程中融入思政教育的方法，以期培养学生的科学思维与科学精神、法治意识与人文关怀、家国情怀与民族自豪感。

ISBN: (数字)9780323996235 ISBN: (纸本)9780323996228

摘要： Cases in Laboratory Genetics and Genomics (LGG) Practice instructs readers in the lab-based diagnosis of genetic conditions, including inborn and acquired disorders using cytogenetics and molecular genetics technologies. This entirely case-based book covers a wide range of genetic cases, from prenatal to postnatal and oncology genetic disorders which lab professionals and geneticists encounter daily in the diagnostic field. Each disorder discussed includes a section on clinical background, clinical indication, tests ordered, laboratory tests performed, test results, results with interpretations, future testing and recommendations, and references. The book will help lab professionals understand and navigate clinical cases using an integrative approach, and thoroughly understand the methodologies and interpretations involved in high complexity genetic testing.

关键词： 高中生物学   遗传学   可视化   可视化教学  

摘要： 高中生物学是一门研究生命现象与生命活动规律的学科。高中生物学中的遗传学包括遗传的分子基础、遗传的细胞基础和遗传的基本规律等内容。学好遗传是学好变异的基础,因此,学好遗传学,对高中生之后的生物学习有着至关重要的作用。由于遗传学内容比较微观、复杂和抽象,学生在学习的过程中遇到的困难和问题也会更多,再加上本校学生学习基础较为薄弱,从而导致学生对于遗传学的掌握情况较差。然而,传统的生物教学往往以理论知识的传授为主,缺乏对生物现象和过程的直观呈现,使得学生很难理解和掌握抽象的遗传学概念和原理。可视化教学的出现为高中生物教学带来了新的机遇。通过运用图像、动画、模拟实验等可视化手段,营造的有声有画的彩色世界,可以将抽象的遗传学概念和原理转化为直观的视觉信息,使学生更容易理解和掌握。同时,可视化教学还能够提供更多的实例和案例,帮助学生将理论知识与实际生活相结合,增强学习的实用性和趣味性。此外,可视化教学还可以通过交互式的方式促进学生的参与和互动,培养学生的自主学习能力和合作精神。尽管可视化教学在其他学科领域中已经得到了广泛的应用和研究,然而在高中生物教学中的应用与实践仍然相对有限。因此,以可视化教学在高中生物教学中的应用与实践——以遗传学为例为题,了解可视化教学在高中生物遗传教学的现状,提出可视化教学用于高中生物教学的策略,研究可视化教学在高中生物教学中的应用价值和局限性,为一线教师提供参考。本研究采用的方法有文献研究法、问卷调查法、访谈法、实验研究法。首先通过文献研究法,阐述了可视化教学的相关概念、理论依据和国内外研究现状。然后,以陕西省西安市某中学的教师和学生为研究对象,通过访谈法和问卷调查法调查可视化教学在高中生物遗传教学的现状,了解了师生对可视化教学的态度,明确了可视化教学在日常教学的过程中存在的问题,以此为基础,结合本校实际情况,提出了构建可视化教学在高中生物遗传教学的策略。最后,结合可视化教学的策略,给出了遗传的分子基础、遗传的细胞基础和遗传的基本规律的教学案例,通过实验研究法对可视化教学在高中生物遗传学的教学实践结果进行分析。主要研究结果如下:1.实验后,对照班即时检测的平均分11.6337,实验班学即时检测的平均分13.4827,实验班比对照班高了1.849分,显著高于对照班(P=0.034<0.05)。这表明可视化教学可以促进学生对学习内容的理解和消化,从而提升他们的学习效果。2.实验后,对照班延时检测的平均分6.2115,实验班延时检测平均分8.2605,实验班比对照班高了2.049,显著高于对照班(P=0.014<0.05)。这表明可视化教学能够增强学生对知识的长期记忆,从而提升他们的学习效果。3.实验后,对照班高一下学期期末检测的平均分65.6563,实验班高一下学期期末检测的平均分72.5313,实验班比对照班高了6.875分,显著高于对照班(P=0.046<0.05)。这表明可视化提高学生的学习成绩,从而提升他们的学习效果。本次研究表明,可视化教学具有良好的效果、具有推广的潜力。首先,可视化教学能够激发学生的学习兴趣,提高他们的学习积极性,通过生动的视觉呈现,能够吸引学生的注意,提高他们的学习积极性。其次,可视化教学能够帮助学生更好地理解遗传学抽象概念和复杂内容,通过图像、动画和虚拟实验等可视化手段,能够将抽象的知识转化为直观的形式,有助于学生建立更深刻的理解。此外,可视化教学还能够促进信息的记忆,因为视觉信息能够更直接地进入学生的大脑,增强记忆效果。最后,可视化教学还有助于培养学生的创造力和思维能力,通过观察和分析图像,学生能够培养出更加敏锐的观察力和逻辑思维能力。总之,可视化教学的效果和潜力在于提高学习兴趣、促进理解记忆、培养思维能力,是现代教育中不可忽视的重要教学手段。

关键词： 早期胚胎发育阻滞   基因突变   MEI1   早期胚胎发育阻滞   基因突变   SMYD5  

摘要： 早期胚胎阻滞(early embryonic arrest,EEA)是一种多因素导致胚胎发育延迟的病理状态,定义为在成功的人工受精后未能获得八细胞的桑葚胚胎而导致的不孕症。遗传缺陷是EEA的重要病因之一,随着全外显子组测序技术(whole exome sequencing,WES)的应用越来越广泛,更多EEA致病基因被发现被报道。值得关注的是,目前发现的已知致病基因只能解释小部分的EEA病例,提示仍有众多的EEA的病因不明确。本研究的目的是基于临床EEA的核心家系,利用WES筛查,进一步探索与EEA相关的致病性遗传变异。第一部分MEI1基因突变与早期胚胎发育阻滞目的:第一部分研究拟从IVF/ICSI周期中反复出现早期胚胎发育阻滞的患者中筛选出已知致病基因的新发突变位点。方法:招募以反复早期胚胎发育阻滞为特征的原发性不孕症女性患者,收集她们及其家系成员的外周血提取DNA,通过全外显子组测序和数据分析,比对已知的早期胚胎发育阻滞相关致病基因,筛选出已知致病基因的新发突变位点,并对候选突变进行Sanger测序家系验证。通过体外构建野生型以及突变型质粒,转染293T细胞,Western Blot检测其蛋白表达水平检测MEI1(meiotic double-strand break formation protein 1)基因突变对其表达及蛋白功能的影响。利用免疫荧光技术检测减数分裂过程中纺锤体及染色体的排列情况。结果:我们通过全外显子组测序在四名患者(来自三个独立家系)中发现了MEI1基因三个新的突变位点(exon 12 deletion),c.122C>T(p.P41L)和c.3541C>T(p.R1181W),以及一个先前已报道的突变位点 c.1585T>A(p.F529I)。这些双等位基因突变可导致早期胚胎发育阻滞和女性不孕。蛋白质印迹结果显示MEI1基因纯合12号外显子缺失(exon 12 deletion)导致蛋白质表达降低;免疫荧光结果显示其突变导致纺锤体及染色体排列紊乱。结论:我们的研究扩大了 MEI1基因的突变谱,进一步证明了 MEI1在人类早期胚胎发育中的重要作用。第二部分SMYD5基因突变与早期胚胎发育阻滞目的:第二部分研究拟从已知致病基因无法解释的反复早期胚胎发育阻滞的患者中筛选出新的致病基因。方法:招募以反复早期胚胎发育阻滞为特征的原发性不孕症女性患者,收集她们及其家系成员的外周血提取DNA,进行全外显子组测序,在已知的致病基因无法解释的病例中,着眼于有害的、罕见的且在卵巢中高表达或特异性表达的基因,以期发现新的致病基因。对候选突变进行Sanger测序家系验证。通过蛋白结构预测及检测 SMYD5(SET and MYND domain-containing protein 5)表达情况推测其与胚胎发育相关。结果:通过全外显子组测序,我们在一个近亲家系患者中发现SMYD5基因纯合错义突变(c.832C>T:p.R278C),患者及父母外周血Sanger测序验证,结果提示家系共分离分析,符合隐性遗传模式。多种生物学软件预测及数据库分析,突变频率在正常人群中都非常低,功能预测发现突变位点均为有害突变。本研究发现的变异是首次报道的SMYD5在人类早期胚胎发育阻滞中的突变。根据ACMG指南,该突变被判断为疑似致病变异。检测到在卵巢及各级胚胎中都有表达,蛋白结构预测结果显示,SMYD5基因突变导致蛋白结构的变化。由此推测该突变可能影响SMYD5与相关结合蛋白之间的相互作用,从而导致早期胚胎发育阻滞。结论:我们的研究发现了 SMYD5基因纯合突变(c.832C>T:p.R278C)与早期胚胎发育阻滞有关,这有助于我们理解SMYD5在人类早期胚胎发育中的作用,并为女性不孕症提供一个新的遗传标记。