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关键词： 白藜芦醇   HIV-1潜伏感染   组蛋白甲基化   乙酰化   KDM1  

摘要： 研究目的联合抗逆转录病毒疗法(combined AntiRetroviral Therapy,cART)是在广大科研人员和医学家们的共同努力下研发出能有效抑制人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)复制的治疗策略。此策略能将HIV-1控制在低于临床检测的水平,从而降低感染者死亡的风险,延长其生命周期。但是因为HIV-1潜伏感染贮存库的存在,导致HIV-1无法被彻底清除,感染者必须终生服药,以维持体内的病毒载量在检测水平以下。为了清除HIV-1潜伏库,科研人员研究多种治愈的策略,而当前被认为可行性最高的治愈策略是功能性治愈策略,其中“shock and kill”策略是受到科研工作者的广泛关注的一项。在“shock and kill”策略中,关键核心是“Shock”-激活剂,所以关于新的激活靶点和潜伏激活剂(LRAs)的研究是该策略成功的重中之重。白藜芦醇是存在于天然植物中的小分子化合物,在自然界中广泛存在,易于制备,并且作用靶点众多,通路广泛。根据本实验室前期研究发现白藜芦醇能激活HIV-1潜伏感染,而且能降低相关炎症因子表达,但具体的激活机制还有待深入研究。因此本课题研究主要针对白藜芦醇对HIV-1潜伏感染的激活作用进行研究,希望推动白藜芦醇发展为新型的潜伏感染激活剂。研究方法本实验通过设计不同浓度的白藜芦醇处理多个HIV-1潜伏感染模型,从而验证其激活效率,再通过一系列的原代细胞实验验证白藜芦醇对细胞的影响。按照治疗策略和药物评价的需要将白藜芦醇与多种经典的HIV-1潜伏激活剂联合使用评价其作用效果。进行上述功能性实验后,我们将继续深入研究白藜芦醇激活HIV-1潜伏感染的作用机制,通过质谱推测分析出相关的差异性靶标蛋白,利用Western blot检测白藜芦醇处理后靶标蛋白的含量差异,再使用检测试剂盒检测相关蛋白的酶活性,最后通过靶向性敲除目的蛋白基因,验证其蛋白对HIV-1潜伏感染的作用。研究结果我们设计不同浓度的白藜芦处理多个HIV-1潜伏感染模型,证明了白藜芦醇能激活HIV-1潜伏感染,并具有浓度依耐性。再通过细胞毒性实验得到白藜芦醇在不同HIV-1潜伏感染模型中的CC50,证明白藜芦醇的细胞毒性较低。白藜芦醇与多种LRAs联合使用,能增强对HIV-1潜伏的激活效果,具有良好的协同作用。为了研究白藜芦醇的安全性,我们用白藜芦醇处理PBMCs后,进行一系列的安全实验研究。结果表明在规定浓度范围内白藜芦醇不会引起T细胞的全局性激活、不会引起细胞因子释放和不会导致细胞的异常增殖。最后,我们通过质谱数据的分析,得到两个差异性的靶标蛋白HDAC1和KDM1。我们通过Western blot检测相关蛋白的表达量,证明白藜芦醇能降低KDM1的表达,上调组蛋白甲基化的蛋白标记的表达。再用相关的酶活性试剂盒检测这两种蛋白的酶活性,证明白藜芦醇能有效抑制HDAC1和KDM1的酶活性。接着使用siRNA靶向性敲除KDM1,发现敲低KDM1后,能激活HIV-1的潜伏。研究结论我们对上述实验结果进行综合分析,证明白藜芦醇能激活HIV-1潜伏感染,并具有明显的药物浓度依赖性;与其他LRAs联合使用能起协同作用,增强对HIV-1潜伏的激活效果。原代细胞实验显示,白藜芦醇不会导致T细胞的全局性激活和细胞因子风暴、细胞异常增殖,对细胞毒性较低,证明白藜芦醇的安全性较高,不会引起过度的细胞免疫反应。在机制研究中发现白藜芦醇能通过介导组蛋白的乙酰化和甲基化修饰,激活HIV-1潜伏。白藜芦醇不仅自身的细胞毒性低,安全性较好,具有激活HIV-1的作用,还能与LRAs联用产生协同作用的效果。其作用机制可能是通过表观遗传学上的修饰,而激活HIV-1的潜伏。白藜芦醇是HIV-1潜伏感激活剂的优秀候选化合物。

关键词： 成人型弥漫性胶质瘤   平均表观传播扩散磁共振成像   q-空间逆方差   成人型弥漫性胶质瘤   平均表观传播扩散磁共振成像   异柠檬酸脱氢酶   1p/19q联合缺失  

摘要： 第一部分DWI多模型定量技术在评估2、3级成人型弥漫性胶质瘤组织学等级中的价值目的:评估平均表观传播扩散磁共振成像(mean apparent propagation diffusion magnetic resonance imaging,MAP-MRI)在预测2、3级成人型弥漫性胶质瘤组织学等级中的诊断性能,并与扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)进行比较。材料与方法:在这项前瞻性研究中,招募了于2018年6月至2021年9月期间42例经病理学诊断为2、3级成人型弥漫性胶质瘤的患者,治疗前进行了常规MRI和扩散成像扫描。测量肿瘤实体部分的平均和极限扩散参数,参数包括均方位移(mean square displacement,MSD)、非高斯性(non-gaussianity,NG)、q空间逆方差(q-space inverse variance,QIV)、回归原点的概率(return to the origin probability,RTOP)、平均扩散系数(mean diffusivity,MD)、各向异性分数(fractional anisotropy,FA)和平均扩散峰度(mean kurtosis,MK)。在Bonferroni校正后,对具有统计学意义的扩散参数进行了综合评估,评估方法包括受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线、正确分类百分率(correct classification percentage,CCP)、综合判别改善指数(integrated discrimination improvement,IDI)、重分类改善指标(net reclassification improvement,NRI)和K折交叉验证。结果:在2、3级成人型弥漫性胶质瘤中,3级组的平均和最小QIV小于2级组(P'<0.01),而平均和最大MK、NG和RTOP大于2级组(P'<0.05)。MD、MSD和FA在组间未见差异(P'>0.05)。各扩散参数的曲线下面积(area under curve,AUC)和CCP取值范围分别为0.812～0.973/0.719～0.906,其中平均QIV同时具有最高的AUC和CCP(分别为0.973和0.906),并且在5折交叉验证后依然显示出了很高的诊断效能(AUC=0.944)。此外,对于鉴别2、3级成人型弥漫性胶质瘤,平均和最大NG优于平均和最大MK(IDI=0.408、0.266;NRI>0),但是稳定性相对较低(AUC=0.267～0.444)。结论:MAP-MRI有效的预测了2、3级成人型弥漫性胶质瘤组织学等级,并且可能优于DTI和DKI。第二部分DWI多模型定量技术在评估成人型弥漫性胶质瘤主要遗传学特征中的价值目的:评估平均表观传播扩散磁共振成像(mean apparent propagation diffusion magnetic resonance imaging,MAP-MRI)在预测成人型弥漫性胶质瘤异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)1/2突变及1号染色体的短臂和19号染色体的长臂(1p/19q)联合缺失基因分型中的诊断性能,并与扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)进行比较。材料与方法:在这项前瞻性研究中,招募了于2018年6月至2021年9月期间经病理学诊断为成人型弥漫性胶质瘤的患者,治疗前进行了常规MRI和扩散成像扫描。测量肿瘤实体部分的平均和极限扩散参数。在Bonferroni校正后,对具有统计学意义的扩散参数进行了综合评估,评估方法包括受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线、正确分类百分率(correct classification percentage,CCP)、综合判别改善指数(integrated discrimination improvement,IDI)、重分类改善指标(net reclassification improvement,NRI)和K折交叉验证。结果:该研究包括67名患者(平均年龄,50±12岁[标准差];35名男性)。我们发现IDH野生型组和IDH突变型组的平均扩散系数(mean diffusivity,MD)、均方位移(mean square displacement,MSD)、q空间逆方差(q-space inverse variance,QIV)、

关键词： 长链非编码RNA   非小细胞肺癌   EGFR  

摘要： 目的:非小细胞肺癌(NSCLC)经表观遗传学治疗后分析筛选出差异性表达的LncRNA XLOC＿012366,通过体外实验探讨其对NSCLC细胞增值、迁移侵袭、凋亡的影响,进一步观察其对EGFR-PI3K/AKT通路的影响。方法:***-PCR检测实验肺癌组织和肺癌细胞转染LncRNA XLOC＿012366的表达水平以及EGFR的表达水平。*** counting kit 8(CCK-8)、Ed U、克隆形成实验检测转染后各组细胞增殖生长能力。4.细胞划痕实验检测转染后各组细胞的迁移作用。***检测转染后各组细胞侵袭和转移能力。***实验、流式细胞仪检测转染后各组细胞的凋亡。*** blot实验检测转染后肺癌细胞中EGFR-PI3K/AKT通路中关键的相关蛋白表达。结果:***-PCR实验结果表明LncRNA XLOC＿012366在肺癌组织及细胞中表达上调。***-8实验检测发现干扰LncRNA XLOC＿012366组肺癌细胞增殖速度明显减慢(A549组P<0.001,H838组P<0.001)。*** U实验表明干扰LncRNA XLOC＿012366组肺癌细胞增殖数目最少(A549组P<0.01,H838组P<0.0001)。4.克隆形成实验表明干扰LncRNA XLOC＿012366组肺癌细胞生长能力显著减弱(A549组P<0.0001,H838组P<0.001)。5.细胞划痕实验观察到干扰LncRNA XLOC＿012366组细胞迁移能力最不明显(A549组P<0.0001,H838组P<0.001)。***检测干扰LncRNA XLOC＿012366组细胞侵袭与转移能力显著减弱(A549组P<0.05,H838组P<0.001)。***实验结果显示:与对照组相比,干扰LncRNA XLOC＿012366组细胞凋亡数量显著增高(A549组P<0.01;H838组有明显差异,P<0.01)。8.流式细胞仪检测结果显示:干扰LncRNA XLOC＿012366组细胞凋亡的百分比增高(A549组P<0.0001,H838组P<0.0001)。***-PCR检测结果表明干扰LncRNA XLOC＿012366组的EGFR表达量减低(A549组P<0.0001,H838组P<0.01)。*** blot检测结果显示:肺癌细胞转染干扰LncRNA XLOC＿012366组中,EGFR-PI3K/AKT通路相关蛋白表达水平显著降低。***与LncRNA XLOC＿012366呈正相关。结论:经表观遗传治疗筛选的LncRNA XLOC＿012366,干扰其表达抑制非小细胞肺癌转移。另一方面LncRNA XLOC＿012366还通过调控EGFR-PI3K/AKT通路抑制肿瘤细胞生长,介导肺癌转移抑制。

关键词： 特发性震颤   基因   外显子组测序   全基因组关联分析  

摘要： 特发性震颤（ET）是神经系统最常见的运动障碍疾病，50%～70%的患者存在家族史。尽管有很高的患病率和遗传性，但ET的遗传病因仍不清楚。进行ET遗传学分析有助于进一步研究其病理生理机制，本文现结合ET的风险位点及致病基因对其遗传模式及机制进行阐述。

关键词： 扩张型心肌病   遗传学   单核苷酸多态性   转录因子  

摘要： 目的:本研究的通过鉴定DCM组和对照组中CTSB基因启动子中单核苷酸序列变异情况,探究CTSB基因启动子遗传变异与DCM发病的关系。方法:采用病例对照研究方法,对DCM组及对照组的临床资料进行分析,然后从受试者血液中提取DNA,使用设计的引物进行PCR扩增。构建双荧光素酶报告基因分析DNA序列变体的功能分析。最后,通过TRANSFAC数据库分析预测受DSVs影响的转录因子的结合位点,发现在DCM患者中鉴定的DSV与转录位点的结合效应,并通过体外电泳迁移率分析(EMSA)进行了验证。最后,采用多种统计分析方法,其中包括DCM患者和对照组之间的等位基因和基因型频率、五种基因遗传模型和单倍型分析以及SNP-SNP相互作用等分析,认为P<0.05具有统计学意义。结果:在CTSB基因启动子区域发现了2个与DCM疾病发生相关的SNP,分别是g.4803T>C(rs1293312),和g.4954T>A(rs942670850),分析结果表明这两个SNP显著降低了CTSB基因启动子的转录活性。最后,通过比较TRANSFAC数据库,发现这两个SNP位点都影响转录因子的结合,这一结果也得到了EMSA实验的证实。结论:本研究发现CTSB基因启动子内的遗传变异位点g.4803T>C(rs1293312),g.4954T>A(rs942670850)突变可作为低频影响因素通过参与细胞凋亡影响DCM的患病。

关键词： 兴安杜鹃   迎红杜鹃   东北地区   遗传结构   微卫星   SLAF-seq  

摘要： 杜鹃花属(Rhododendron L.)是杜鹃花科(Ericaceae Juss.)中最大的属,也是中国-喜马拉雅植物区系中的大属之一,属内很多物种在园艺学上具有重要价值。该属在世界范围内包含约1000种,中国产571种,主要分布于西南和华南地区,其中409种为我国特有种。兴安杜鹃(*** L.)和迎红杜鹃(*** Turcz.)是该属中的两个近缘种,兴安杜鹃为半常绿灌木,在国内广泛分布于长白山区和大兴安岭地区,而迎红杜鹃为落叶灌木,是华北地区的常见物种,在东北地区也有分布。与迎红杜鹃相比较,兴安杜鹃更能适应较寒冷的环境,因此这两个物种是研究适应性进化的良好材料。本论文中对27个兴安杜鹃野生居群和12个迎红杜鹃野生居群的群体材料进行叶绿体基因片段扩增和简化基因组测序(SLAF-seq),进而对两个物种的遗传多样性、遗传结构、分歧时间及物种间的分化水平进行分析,有助于揭示物种多样性的形成及环境适应性机制。在群体遗传学研究中,除了基于二代测序的SNP分子标记以外,SSR分子标记一直也是群体遗传学研究中常用的分子标记,但是使用不同数量的SSR分子标记对遗传多样性分析结果会产生影响。为了研究SSR分子标记的数量对计算群体遗传学相关参数的影响,本论文基于群体SLAF-seq测序数据,在基因组水平上随机多次产生了包含不同数量SSR位点的数据集,从而分析SSR分子标记的数量对计算遗传多样性参数稳定性的影响。另外,本研究设计了26对在兴安杜鹃和迎红杜鹃,甚至是亲缘关系较远的牛皮杜鹃(*** Georgi)中扩增效率较高且具有较高多态性的SSR引物。主要结果如下:(1)基于4个叶绿体基因片段,在兴安杜鹃群体中,检测出15个多态位点和10个单倍型,单倍型多态性(Hd)和核苷酸多态性(π)分别为0.6610和0.0018。而在迎红杜鹃中仅仅检测出1个单倍型。基于基因组SNPs,兴安杜鹃群体的核苷酸多态性为0.2450 x 10-3,迎红杜鹃的核苷酸多态性为0.1850 x 10-3,表明迎红杜鹃群体的核苷酸多态性低于兴安杜鹃的核苷酸多态性。(2)基于叶绿体构建的单倍型网络图并没有将兴安杜鹃和迎红杜鹃分开;基于简化基因组的STRUCTURE分析结果显示最佳K值为2。当K=2时,兴安杜鹃居群与迎红杜鹃居群之间发生明显分化,而采集自长白山脉的兴安杜鹃居群(SL,LTS,MH,HC,LJ,CB,WT,JA)出现了混合的遗传背景。(3)基于叶绿体基因构建的ML树与基于简化基因组SNPs构建的系统发育树不一致。虽然基于叶绿体基因构建的系统发育树将所有个体分成了两个大支,但是采集自长白山脉的兴安杜鹃个体与迎红杜鹃聚在一个独立分支上。Tree Mix分析发现兴安杜鹃的这些居群中检测到了来自于迎红杜鹃的基因流。(4)基于简化基因组的AMOVA分析显示主要的分化来自于物种间(57.98%),表明物种间分化水平明显。另外,基于叶绿体和简化基因组的物种间Fst值分别为0.3541和0.2886。基于简化基因组的SNPs推断兴安杜鹃和迎红杜鹃的分歧时间为32.41 MYA(95%HPD interval:17.54-53.11 MYA),处于渐新世早期。(5)在634,881个SNP位点中筛选出292个受选择候选基因,这些基因编码的蛋白参与多个植物代谢通路,如:半胱氨酸和蛋氨酸代谢(Cysteine and methionine metabolism,ko00270);柠檬酸循环(Citrate cycle(TCA cycle),ko00020);糖酵解(Glycolysis/Gluconeogenesis,ko00010);丙酮酸盐代谢(Pyruvate metabolism,ko00620);蔗糖与淀粉代谢(Starch and sucrose metabolism,ko00500);氨基酸生物合成(Biosynthesis of amino acids,ko01230);碳代谢(Carbon metabolism,ko01200);N-糖基化生物合成(N-Glycan biosynthesis,ko00510);类固醇生物合成(Steroid biosynthesis,ko00100);α-亚麻酸的代谢(alpha-Linolenic acid metabolism,ko00592,);氰氨基酸代谢(Cyanoamino acid metabolism,ko00460);谷胱甘肽代谢(Glutathione metabolism,ko00480)和牛磺酸和次牛磺酸代谢(Taurine and hypotaurine metabolism,ko00430),这些基因可能与兴安杜鹃适应较冷的环境相关。(6)基于兴安杜鹃与迎红

关键词： 种群遗传学   微卫星   单核苷酸多态   金线侧褶蛙   上海  

摘要： 在种群遗传学中,不同的分子标记对种群遗传学的预测效果不同。传统微卫星（Simple sequence repeat,SSR）和单核苷酸多态（Single nucleotide polymorphism,SNP）是两类具有不同的频率分布模式、突变率和进化机制的分子标记。越来越多的科学工作者认为SNP由于数量多、分布广泛、可以自动化批量检测和借助计算机分析等优点,最终会取代SSR进入遗传学研究的领域。但是,在种群遗传学研究中,由于传统基于PCR技术毛细管荧光电泳法获取微卫星位点（PCR-SSR）能得到的SSR位点数量很少,而用高通量方式获取的SNP位点却有上千甚至上万个,如果将SSR位点数量上升以后,基于SSR的种群遗传学计算结果是否会更具有可比性?另外,PCR-SSR考虑到经济和时间成本问题,通常是依靠人工来筛选具有高多态性的位点,无法全面反映基因组的遗传信息,如果以更随机的方式来选取SSR位点,种群遗传学的计算结果是否会更科学?如今,随着高通量测序成本的大幅下降,尤其是简化基因组测序方法（RADseq）的娴熟,这使得我们获取大量SSR位点数据成为可能。因此,本研究自行编写了脚本,基于简化基因组测序数据获取SSR位点（RAD-SSR）和SNP位点（RAD-SNP）,比较PCR-SSR,RAD-SSR和RAD-SNP三种方法在研究种群遗传学的遗传模式上的差异。两栖类物种由于相对有限的扩散能力和较高的环境敏感性,基因流易受城市化影响而形成破碎化的空间遗传格局。上海作为城市化高速发展的典型区域,是研究城市化和人类活动干扰影响野生动物遗传格局的天然实验室。因此,我们以上海分布较为广泛的金线侧褶蛙（Pelophylax plancyi）为例,以简化基因组数据和普通PCR一代测序数据为基础,分别使用SSR和SNP两套分子标记在种群遗传多样性、种群遗传分化情况和种群遗传结构等3方面进行了比较研究,试图分析并回答以下3方面问题。（1）验证利用简化基因组技术提取SSR位点并用于种群遗传学分析的可行性;（2）在进行种群遗传学分析时,SSR和SNP位点数的变化对分析的有效性影响有何差异;（3）基于PCR技术毛细管荧光电泳法获取微卫星位点（PCR-SSR）、基于简化基因组测序数据获取微卫星位点（RAD-SSR）和单核苷酸多态位点（RAD-SNP）三种方法获得的分子数据集在研究种群遗传学的遗传模式上的差异和原因。本研究得到如下主要结果。（1）通过简化基因组测序数据,本研究通过设置不同的拷贝数（m）来获取不同数量的位点,最终得到了108个、71个、53个SSR位点,1148个、904个、704个SNP位点,并且得到的SSR位点和SNP位点均可用于种群遗传学分析。（2）通过比较不同数量的SSR位点对遗传多样性的影响,本研究得到了等位基因数（Na）和m之间的关系为:Y=2.424-0.743 x+0.198 x （R=0.442,P<0.01）,观测杂合度（H）与m之间的关系为:Y=0.175-0.079 x+0.023 x （R=0.273,P<0.01）。SNP位点数量减少对遗传多样性信息的呈现并无影响。（3）上海市15个金线侧褶蛙集群呈现出分化的遗传结构,PCR-SSR和RAD-SSR的结果将15个金线侧褶蛙集群分化为3到4个遗传居群,RAD-SNP的结果将15个集群分化为10个遗传居群。比较种群内部遗传结构信息差异,RAD-SSR相较RAD-SNP在市郊集群中呈现更细致的内部结构差异,而RAD-SNP在金线侧褶蛙集群的整体水平上划分能力更强。根据这些结果,得出以下结论:（1）通过简化基因组测序数据可以获得到远超过传统PCR方式获取的SSR位点数量用于种群遗传学分析,并且能够节约更多的时间和经济成本。（2）SSR位点数量与遗传多样性指标存在显著相关性,存在一个最佳SSR位点数来更全面和科学地反映金线侧褶蛙基因组的信息。SNP位点数量对遗传多样性并无显著影响。（3）上海市15个金线侧褶蛙集群呈现出明显分化的遗传结构,RAD-SSR与PCR-SSR呈现出的15个金线侧褶蛙集群的整体遗传结构效果相当,但在种群的内部结构上,RAD-SSR比PCR-SSR更精细。由于SSR具有更高多态性的优势,SNP具有高位点数量的优势,可以基于RAD-SNP对金线侧褶蛙种群整体的遗传格局进行整体的预测,基于RAD-SSR对不同地方集群内部的金线侧褶蛙个体采取不同的保护措施。综上,针对上海市2035年城市总体规划,我们建议在未来的城市建设公园计划中,应该充分考虑在生物种群遗传层面的多样性保护,持续完善和开展大尺度的生物遗传多样性（基于RAD-SNP）和精细尺度种群（基于RAD-SSR）的科学研究工作,以指导不同尺度的公园规划和建设,从而提高物种保护与遗传保护两者之间的协调性,提升

关键词： 光遗传学   上转换纳米粒   正交近红外光   线虫   运动调控  

摘要： 光遗传学是通过基因工程的方法在神经元上表达特定的光敏感蛋白,利用光操控神经元活动的新型生物技术,具有无创、高时空特异性等特点。目前已有的光敏感蛋白主要响应可见光,但是可见光较浅的组织穿透深度限制了光遗传学在深部组织的应用。近红外（Near infrared,NIR）光具有组织穿透深的优势,上转换纳米粒（Upconversion nanoparticles,UCNPs）能吸收近红外光,发射出可见光。因此,基于UCNPs的光遗传学受到广泛关注。然而,目前基于UCNPs的光遗传学对神经元活动的研究只能实现单一的兴奋或者抑制调控,为研究神经元的功能及作用机制,需要在同一神经元上研究兴奋与抑制的双向调控。在本论文中,通过构建并优化正交激发核壳结构UCNPs,使其在980 nm与808nm激发时,分别发射波长650 nm红光与450 nm蓝光。构建光诱导激发及沉默双向视蛋白对（Bipoles）,该蛋白对由对红光敏感的阳离子光敏通道蛋白Chrimson与对蓝光敏感的阴离子光敏通道蛋白Gt ACR2组成。通过基因工程的方法将其表达在线虫乙酰胆碱运动神经元上。因此,在980 nm照射时,UCNPs发射的650 nm红光激活乙酰胆碱神经元上的Chrimson,线虫出现蜷缩的兴奋行为;在808 nm照射时,UCNPs发射的450 nm蓝光激活乙酰胆碱神经元上的Gt ACR2,线虫出现运动减缓、身体僵直的抑制行为。主要研究结果如下:（1）UCNPs制备、优化和表征。合成UCNPs（Na YF4:20%Yb,0.5%Tm@Na Nd,Y-b F4@Na YF4@Na Er F4@Na YF4）,该UCNPs粒径均一、尺寸约为74 nm、结晶性良好、为β相晶型。荧光表征显示,该UCNPs在980 nm激发时主要发射650 nm波长的红光,在808 nm激发时主要发射450 nm波长的蓝光。采用稀盐酸除去UCNPs表面油酸使其具有水溶性,荧光强度衰减约60%,粒径为96.34 nm,48 h放置未出现明显沉淀。（2）UCNPs介导的正交近红外光对线虫运动的调控。线虫游泳运动结果显示,UCNPs+808 nm能降低线虫运动频率,使其摆动周期从0.9 s延长至2.4 s;UCNPs+980nm使线虫身体蜷缩,曲率增加50%。UCNPs浓度为5 mg/m L时,0.54 W/mm2的980nm及3.06 W/mm2的808 nm激发光对线虫运动调控效果达到饱和。（3）UCNPs与NIR对线虫毒性研究。结果显示,UCNPs与NIR不会损伤神经元。同时,UCNPs与NIR不会对线虫运动造成影响。综上,本论文成功实现UCNPs/正交NIR对线虫运动的双向调控,为光遗传学提供新的工具,使其能够解析神经元功能。

关键词： 孤独症谱系障碍   产前因素   围产期因素   父本表观遗传   精液质量  

摘要： 【目的】孤独症谱系障碍(ASD)是一组神经退行性疾病,其特征表现为社交沟通和互动中的持续障碍,行为、兴趣或活动的受限和重复模式。目前ASD的病因尚未完全阐明,尽管有遗传成分,但是遗传因素不能完全解释ASD。研究表明,ASD的病因中多达40%至50%与环境因素相关,且已有研究提出父母亲产前暴露的不良环境因素可能导致配子出现异常的表观遗传变化,从而影响早期胚胎发展,其中环境毒素或有毒物质,如污染物、香烟烟雾、药物等,在儿童发展的小鼠模型中已被证明会导致异常的表观遗传改变。本研究主要探讨生育相关危险因素对后代患ASD风险的影响,及ASD儿童父本精子受不良环境影响的表观遗传学改变。【方法】研究一:ASD儿童生育相关危险因素分析研究一纳入ASD儿童(709例)和正常发育儿童(709例),收集两组儿童的以下信息:1)儿童的个人基本情况:姓名、性别、年龄等;2)产前因素:父母亲生育年龄、文化程度、母亲妊娠期高血压、妊娠期糖尿病、流产史、是否采用辅助生殖等;3)围产期因素:出生方式、是否足月产、产次、出生时体重等。采用卡方检验进行单因素分析。将单因素分析中具有统计学意义(P<0.05)的危险因素带入二分类Logistic回归模型,以进一步探讨与ASD儿童生育相关危险因素。研究二:ASD父本精子的表观遗传学改变研究二纳入育有一名ASD儿童的父亲(20例)和育有一名正常发育儿童的父亲(20例)。首先采集一般情况:1)父亲的个人基本情况:年龄、身高、体重、职业、文化程度;2)既往史:吸烟史、饮酒史、慢病史。其次留取精液样本,并对精液样本进行质量检测、预处理、提取精子RNA以及pi RNA测序。使用edge R软件对mi RNA进行差异分析。采用T检验、卡方检验对父亲一般情况和精液质量进行分析。最后采用二分类Logistic回归分析父亲精子中与代谢相关的mi RNA表达量对后代患病的影响,。【结果】研究一:ASD儿童生育相关危险因素分析与正常对照组相比,ASD组在产前因素中:(1)母亲患有妊娠期高血压会增加后代患ASD风险,差异具有统计学意义(P<0.001)。(2)母亲患有妊娠期糖尿病会增加后代患ASD风险,差异具有统计学意义(P<0.001)。(3)采用辅助生殖技术会降低后代患ASD风险,差异具有统计学意义(P<0.001)。(4)在父亲学历中,相比于初中及以下,学历在中专/高中以及大专/本科及以上层次会降低后代患ASD风险,差异有统计学意义(P=0.009、P=0.005)。(5)在母亲学历中,相比于初中及以下,学历在中专/高中以及大专/本科及以上层次会降低后代患ASD风险,差异有统计学意义(P<0.05、P<0.001)。(6)将母亲生育年龄分组后,相比于生育年龄在25-29岁,生育年龄≤24岁会增加后代患ASD风险,差异有统计学意义(P<0.001)。将父亲生育年龄进行分组后,相比于生育年龄≤24岁,生育年龄≥45岁会增加后代患ASD风险(P=0.020)。在围产期因素中:(1)儿童非第一产出生会增加患ASD的风险,差异具有统计学意义(P<0.05)。(2)儿童早产出生会增加患ASD的风险,差异具有统计学意义(P<0.001)。研究二:ASD父本精子的表观遗传学改变在一般情况分析中,育有ASD儿童的父亲相比于育有正常儿童的父亲在慢病史上的差异具有统计学意义(P<0.05)。两组父亲精液质量分析结果表明,两组父亲在一次射精的精子总数上有差异,差异具有统计学意义(P<0.05)。在两组父本精液与代谢相关的mi RNA表达差异分析中,与对照组相比,病例组中发现与代谢相关的十种mi RNA表达有差异,其中hsa-mi R-133b(P=0.03)、hsa-mi R-205-5p(P<0.01)、hsa-mi R-494-3p(P=0.04)上调且有显著差异。在ASD组内,有慢病史的父亲精子中hsa-mi R-205-5p(P<0.01)、hsa-mi R-122-5p(P=0.015)表达上调,且有显著差异。【结论】本研究发现了ASD儿童的一些产前、围产期因素的高患病率,其中一些因素,例如本文中调查的父母生育子代的年龄、妊娠期疾病(高血压、糖尿病)、早产,可能是预防ASD的有效切入点。此外本研究发现在育有ASD儿童的父亲精子中产生了异常的表观遗传改变,这种改变与父亲的慢病史有关,表明精子可以携带不利的表观遗传学信息,从而增加子代患ASD的风险。