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关键词： 颈项透明层   产前诊断   NT截断值   不良结局  

摘要： 目的:1.探究胎儿颈项透明层（nuchal translucency,NT）增厚与遗传学异常的相关性。2.探索本中心预测胎儿不良结局的NT适宜截断值。方法:第一部分:回顾选取2014年07月至2018年02月因胎儿NT增厚(NT>95th)于我院行介入性产前诊断的病例247例,染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis,CMA）为一线遗传学检查方法,分析NT增厚情况及其与遗传学异常的相关性;随访孕期胎儿超声结果,电话随访胎儿的出生结局和生长发育情况;依据随访结果,对照分析产前和产后表型。第二部分:利用本中心一项前瞻性队列研究,纳入1460例单胎孕妇资料,包括孕期超声检查、遗传学检查、胎儿出生结局。根据分娩年龄及NT测量孕周不同分组,以期了解其与NT的关系。根据不同冠臀距（Crown-Rump Length,CRL）NT值所对应的百分位数不同,分为四组分别为:NT<95th、95th≤NT<99th、NT≥99th,电话随访胎儿的生长发育情况,随访最短时间为胎儿出生后9.9个月,最长时间为24.3个月,探索本中心预测胎儿不良结局的NT适宜截断值。围产儿不良结局包括早产、流产、死胎、新生儿死亡和因胎儿染色体/结构异常引产,婴幼儿期不良情况包括遗传学异常、产后发现结构异常、生长发育异常三者中满足一项及以上或明确胎儿染色体/结构异常引产者。结果:第一部分:1.因NT增厚行CMA的247例病例中,共计检出染色体异常78例,异常率31.6%,其中非整倍体66例（84.6%,66/78）,拷贝数异常（copy number variant,CNV）12例（15.4%,12/78）。12例CNV中单纯NT增厚组11例,NT增厚合并其他结构异常组1例。12例CNV中7例为单纯拷贝数缺失/重复,5例拷贝数缺失和重复。2.在247例病例中,3例CMA结果正常的胎儿出生后因生长发育迟缓、智力低下等问题行全外显子组测序（Whole-exome sequencing,WES）,结果显示:1例PTPN11基因杂合突变、1例GNAS基因杂合突变、1例未见异常。第二部分:1.在1460例研究对象中,非高龄组NT平均值为1.6±0.5mm,高龄组NT平均值为1.7±0.5mm。独立样本t检验结果提示p<0.05。根据NT检查时不同孕周进行分组,妊娠11～11+6周NT平均值1.3±0.3mm,12～12+6周NT平均值1.6±0.4mm,13～13+6周NT平均值1.8±0.5mm。单因素方差分析p<0.001。2.围产儿结局:本研究1460例病例中足月分娩1365例（93.5%）、早产70例（4.8%）、流产9例（0.6%）、死胎7例（0.5%）、新生儿死亡1例（0.1%）、胎儿染色体/结构异常引产7例（0.5%）,社会因素引产1例（0.1%）。排除1例社会因素引产,围产儿不良结局率6.4%（94/1459）,其中NT<95th组6.4%（88/1370）、95th≤NT<99th组5.3%（4/76）、NT≥99th组15.4%（2/13）。Fisher精确检验得p>0.05。3.婴幼儿期结局:本研究1460例病例中随访成功1203例,随访成功率82.4%。在1460例病例中对1435例活产胎儿和7例明确胎儿染色体/结构异常引产者再分析,有妊娠结局和（或）生长发育情况者1185例,其婴幼儿期不良情况率4.4%（52/1185）,包括NT<95th胎儿婴幼儿期不良情况率4.5%（50/1108）、95th≤NT<99th胎儿婴幼儿期不良情况率1.5%（1/68）、NT≥99th胎儿婴幼儿期不良情况率11.1%（1/9）。NT<99th胎儿婴幼儿期不良情况率4.3%（51/1176）,NT≥99th胎儿婴幼儿期不良情况率11.1%（1/9）,Fisher精确检验得p>0.05,OR值2.757（95%CI:0.338-22.465）,RR值2.562（95%CI:0.396-16.578）。结论:NT增厚增加胎儿染色体异常的发生风险。在单纯NT增厚胎儿中,染色体微小片段缺失/重复的发生率较高,CMA可作为首选检测方法;NT增厚合并结构异常的胎儿多为染色体非整倍体异常,可先行染色体核型分析,若核型分析未见异常,可进一步行CMA;NT增厚且CMA未见异常的胎儿中,不能排除胎儿出生后预后不良的可能,必要时可考虑WES。早孕期超声胎儿NT检查是预测胎儿不良结局的重要指标之一,NT值与孕妇的分娩年龄相关,且随CRL的增加而增加。NT≥99th的胎儿不良结局发生率最高,可作为目前本中心预测胎儿不良结局的适宜NT截断值,建议行介入性产前诊断。

关键词： 母代   子代   表观遗传学   DNA甲基化   高脂饮食   糖脂代谢  

摘要： 糖尿病是一种复杂的多基因遗传性疾病。母体内环境变化与子代代谢性疾病(如糖尿病)易感性密切相关,而表观遗传学修饰被认为是联系二者重要的分子基础,但具体机制目前并不十分清楚。目的:(1)探讨母代大鼠孕期及哺乳期高脂饮食导致子代大鼠离乳时(3周龄)糖脂代谢变化;(2)探讨母代大鼠孕期及哺乳期高脂饮食导致子代大鼠离乳时(3周龄)肝脏组织基因表达的改变;(3)探讨母代大鼠孕期及哺乳期高脂饮食导致子代大鼠离乳时(3周龄)肝脏组织基因组甲基化的改变;(4)探讨DNA甲基化在母代大鼠孕期及哺乳期高脂饮食导致子代大鼠离乳时(3周龄)糖脂代谢紊乱中发挥的作用。方法:(1)给予雌性SD大鼠随机分组,分别给予正常饮食及高脂饮食喂养,建立孕期及哺乳期高脂饮食模型,分别测量子代SD大鼠多个周龄(出生时、1周龄、2周龄、3周龄)体重。(2)于子代大鼠3周龄时(离乳)用灌胃法行口服糖耐量试验,处死子鼠,留取腹腔静脉血,检测空腹血清胰岛素含量并计算糖耐量曲线下面积及胰岛素抵抗指数,检测甘油三酯浓度、总胆固醇浓度,分别测量各组子鼠肝脏重量,收集各组子鼠肝脏及胰腺组织,HE染色,光镜下观察肝脏及胰腺组织病理学改变,收集各组胰岛组织用western blot法及免疫组织化学法检测各组胰岛组织胰岛素表达。(3)采用全基因组表达谱芯片和甲基化测序芯片寻找各组肝脏组织差异表达的基因和差异性甲基化基因,并通过生物信息学技术展开进一步的相关分析,随后开展分子生物学相关的实验进行验证及深入分析。结果:母代高脂饮食的子代SD大鼠组(High-fat diet group,HFD组)与母代正常饮食的子代SD大鼠组(Normal chow diet group,NCD组)相比,出生时及离乳时体重均较大,在离乳期出现明显的糖脂代谢异常:(1)与NCD组相比较,HFD组出生时体重较大,离乳时(3周龄)体重较大;(2)与NCD组相比较,HFD组空腹血糖增高,服糖后120分钟血糖增高,糖耐量曲线下面积增大,空腹胰岛素含量无明显差别,HOMA-IR指数增高;(3)与NCD组相比较,HFD组空腹甘油三酯含量明显增高,空腹总胆固醇含量增高。对肝脏和胰腺进行大体病理组织学观察,发现(1)与NCD组相比较,HFD组肝脏重量增大,肝脏HE染色可见肝细胞明显气球样变,可见大量大小不一的脂肪空泡形成;(2)与NCD组相比较,HFD组胰腺组织HE染色未见明显差异,胰岛素免疫组化染色未见明显差异。采用Me DIP-seq及RNA-seq对肝脏的基因组甲基化情况和转录组表达情况进行研究。Me DIP-seq发现:(1)有46628个差异甲基化位点(Differentially methylated sites,DMSs),分别在大鼠所有染色体上,大部分DMSs分布在X染色体中(8661,18.57%);DMSs主要分布在基因间区和内含子区,在转录启动位点、转录终止位点、外显子和内含子元件中的比例分别为9.4%、3.33%、8.24%和33.68%;(2)通过对DMSs数据的分析,与NCD组相比较,HFD组有501个低甲基化区域和46个高甲基化区域被鉴别,大部分差异性甲基化区域(Differentially methylated regions,DMRs)位于启动子171个(3个高甲基化区和168个低甲基化区)、内含子152个(11个高甲基化区和141个低甲基化区)和基因间区143个(30个高甲基化区和113个低甲基化区);(3)与HCD组比较,HFD组有262个差异甲基化基因(Differentially methylated genomes,DMGs),其中248个低甲基化基因和14个高甲基化甲基化基因;(4)对DMGs进行GO富集分析,在细胞成分部分中前三位的为蛋白乙酰转移酶复合物、组蛋白乙酰转移酶复合物和异染色质;在分子功能部分中前三位的为巯基泛素特异性蛋白酶活性、n-乙酰转移酶活性和巯基泛素性水解酶活性;在生物过程部分中前三位的为组蛋白H4乙酰化、组蛋白脱乙酰化和蛋白脱乙酰化;(5)对DMGs进行KEGG代谢通路分析,发现DMGs与steroid biosynthesis、nicotine addiction、citrate cycle(TCA cycle)、nucleotide excision repair和retrograde endocannabinoid signaling等通路密切相关;RNA-seq分析结果发现:与NCD组相比,HFD组中有876个差异表达基因(Differentially expression genomes,DEGs)385个基因表达上调,491个基因表达下调;对DMGs和DEGs进行整合分析,发现:9个基因同时发生基因表达和DNA甲基化的变化,分别占DMGs的3.44%

关键词： 脑出血   化学遗传学   谷氨酸能神经元   运动皮层   神经功能恢复   线粒体功能   海马DG区   细胞增殖  

摘要： 全球每年大约有200万人罹患自发性脑内出血(spontaneous cerebral hemorrhage,ICH),具有死亡率和致残率高的特点,并且目前治疗措施效果不佳。因此,寻找脑出血治疗的新策略和新靶点具有重要的科学意义和临床价值。所谓化学遗传学技术(designer receptors exclusively activated by designer drugs,DREADDs),是利用遗传学方法,利用化学小分子作为工具解决生物的问题,或者通过干扰、调控正常生理过程,以达到了解蛋白质功能,是利用化学工具进行探索和研究生命过程的一门新兴学科。相关研究表明,刺激大脑皮层可能会促进脑卒中的康复,但是相关的机制目前尚不明确,在本文中,我们将利用腺相关病毒转染使小鼠运动皮层表达hM3D(Gq),并结合腹腔注射氯氮平-N-氧化物(CNO),进而特异性激活运动皮层中的谷氨酸能神经元,探讨运动皮层的谷氨酸能神经元在脑出血小鼠的恢复过程中的作用及可能机制。本论文开展的研究如下:首先,本文将能够靶向谷氨酸能神经元的腺相关病毒载体,利用立体定向技术构建化学遗传学小鼠动物模型。饲养3周待病毒载体稳定表达后,给予氯氮平-N-氧化物(CNO)腹腔注射以实现对动物皮层谷氨酸能神经元活性的调节。选取部分模型动物灌注、取材进行免疫荧光检测,验证化学遗传学病毒载体的神经元表达情况,并通过免疫组化技术检测模型动物中标识细胞激活的即早基因c-Fos基因的表达情况,以验证谷氨酸能神经元的化学遗传学激活。随后通过尾动脉血纹状体立体定向注射构建小鼠脑出血动物模型,并对模型的稳定性和成功率进行评估。表明大脑皮层靶向注射腺相关病毒包装的hM3Dq-mCherry工具联合腹腔注射氯氮平-N-氧化物能够化学遗传学激活皮层谷氨酸能神经元;同时,本研究通过自体尾动脉血定向纹状体注射建立的小鼠脑出血模型具有模型成功率高、小鼠存活率高、血肿体积相对固定、组内差异小的特点,能够良好地用于开展脑出血相关研究。进一步,对于化学遗传技术激活皮层谷氨酸能神经元脑出血小鼠,我们通过Longa神经缺失量表评估小鼠神经功能,利用Grip tese、悬吊实验和Rotating beam实验评估小鼠运动感觉功能的恢复情况。并利用Morris水迷宫实验评估小鼠认知功能的恢复情况。实验表明化学遗传学技术激活运动皮层谷氨酸能神经元可促进脑出血后整体神经状态、运动感觉功能、协调性和运动耐力的恢复,并促进脑出血导致的小鼠空间学习和记忆功能损害的恢复。为了更深入探讨化学遗传学技术激活皮层谷氨酸能神经元改善脑出血小鼠运动和认知功能,本文通过检测线粒体功能和海马齿状回(DG区)细胞增殖情况探讨谷氨酸能神经元激活改善神经功能恢复的内在机制。首先,制备模型动物的神经元单细胞悬液,通过流式细胞仪检测线粒体膜电位、ELISA方法检测线粒体ATP水平和DNA氧化损伤生物标记物8-羟基脱氧尿苷(8-OHdG)的含量,揭示皮层谷氨酸能神经元对线粒体功能的影响;然后,通过5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记,免疫组织化学法,检测海马齿状回(DG)区细胞增殖情况,明确皮层谷氨酸能神经元的激活促进脑出血小鼠认知功能内在机制。实验结果表明运动皮层谷氨酸能神经元激活可以改善线粒体膜电位,提高ATP水平,缓解DNA氧化损伤,改善线粒体功能,会促进小鼠脑出血后功能恢复;针对海马齿状回新生神经元的5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记进行检测,发现海马DG区BrdU+神经元数明显升高,表明皮层谷氨酸能神经元激活后该区神经元增殖能力增强,促进脑出血后小鼠认知功能的恢复。综上所述,本文利用化学遗传学技术靶向激活运动皮层谷氨酸能神经元,通过其突触联系和纤维投射,明显促进脑出血后神经元的线粒体功能改善和海马DG区细胞增殖,有利于运动和认知功能障碍的改善。本研究揭示了运动皮层的谷氨酸能神经元激活可能是潜在的对脑出血后神经功能障碍进行靶向干预的新途径,并为药物研发及临床精准治疗脑出血导致的血肿灶周白质损伤导致的运动、感觉及认知功能障碍提供新的手段或策略。第一部分 构建hM3Dq-mCherry稳定表达的小鼠运动皮层谷氨酸能神经元激活动物模型及其生物学特征验证1.目的:构建化学遗传学技术激活运动皮层谷氨酸能神经元的动物模型,进行腺相关病毒转染并激活神经元的生物学验证。2.方法(1)本部分实验,将动物分为以下四组:Sham(假手术)组、hM3Dq组(pAAV2/9-CaMKⅡ α-hM3Dq-mCherry+ICH 模型)、mCherry 组(pAAV2/9-CaMKⅡ α-mCherry+ICH模型)和ICH组(脑出血模型对照组)。在ICH小鼠模型构建3周前,利用脑立体定向注射技术按照不同分组向小鼠右侧运动皮层M1 区两个靶点注射实验真病毒pAAV2/9-C

关键词： Oncolytic virus   Triple-negative breast cancer   Reovirus   Therapeutic  

摘要： Triple-negative breast cancer (TNBC) constitutes 10-15% of all breast cancer and is associated with worse prognosis when compared to other subtypes of breast cancer. Because of limited current therapy options, there is a need for targeted therapeutics to improve outcomes for TNBC patients. Mammalian orthoreovirus (reovirus) is a non-enveloped, segmented, dsRNA virus in the Reoviridae family. Reovirus selectively kills transformed cells and a serotype 3 reovirus is in clinical trials to assess its efficacy as an oncolytic agent against several cancers. To engineer reovirus with enhanced infective and cytopathic properties against TNBC cells, we coinfected TNBC MDA- MB-231 cells with prototype strains from three reovirus serotypes, Type 1 Lang (T1L), Type 2 Jones (T2J), and Type 3 Dearing (T3D). Following serial passage, we isolated two reassortant reoviruses, r1Reovirus and r2Reovirus, which contain gene segments predominately from T1L, with one (r2Reovirus) or three (r1Reovirus) gene segments from T3D and synonymous and nonsynonymous point mutations. Both reassortant reoviruses display enhanced infective and cytotoxic properties in TNBC cells. Additionally, combinatorial treatment with DNA damaging topoisomerase inhibitors enhances reovirus infectivity and cytotoxicity of TNBC cells. In a second study, we found that r2Reovirus infection of TNBC cells of a mesenchymal-stem like (MSL) lineage downregulates MAPK/ERK signaling and induces non-canonical cell death that is caspase-dependent, but caspase 3-independent. Furthermore, r2Reovirus blocks caspase 3 activity in a replication-dependent manner. Infection of other MSL lineage TNBC cells with r2Reovirus results in caspase 3-dependent cell death. We mapped the enhanced oncolytic properties of r2Reovirus in both TNBC cells to the T3D M2 gene segment in an otherwise T1L virus. Together, our findings suggest that the genetic composition of the host cell and interactions between host and viral gene products impact the mec

关键词： 呼吸道感染   中西医结合   综述  

摘要： 反复呼吸道感染在婴幼儿时期常见,一般是在一年之内发生呼吸道感染的次数超过正常范围的疾病,得这种疾病的患儿亦称"复感儿",其患儿约占儿科门诊病例的30%,常见于学龄前儿童,是儿童时期的常见病、多发病。引起婴幼儿喘息的原因众多,具体发病机制不明。本文从中西医结合的角度,对近年来相关文献的整理,对复感儿的研究现状进行综述。1 小儿复感表观遗传研究现状小儿复感的发生与机体的表观血象及血清中一些免疫因子关系密切,研究发现,外周血中相关的I

关键词： 二代测序技术   单基因疾病   染色体易位   非整倍体   胚胎植入前遗传学检测  

摘要： 研究背景染色体异常包括倍数改变、非整倍性改变、结构改变和微小片段重复和缺失。染色体异常是造成人类胚胎低着床率、妊娠丢失和出生缺陷的重要原因。胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)技术可有效地提高胚胎种植率和妊娠率,降低流产率,防止遗传性疾病患儿的出生。PGT包括三个方面的检测,植入前胚胎单基因遗传学检测(PGT formonogenic/single gene defects,PGT-M)、植入前胚胎染色体结构变异遗传学检测(PGT for chromosomal structural rearrangement,PGT-SR)和胚胎植入前遗传学筛查(PGT for aneuploidy,PGT-A)。多种分子生物学技术和分子遗传学技术可用于染色体遗传检测和分析,包括FISH技术、PCR技术、aCGH技术、SNP-array技术和NGS技术。到目前为止,没有一项技术可以在一个工作流程里用一组试剂完成三种染色体异常的检测和分析,同时达到区分染色体平衡易位者的正常型胚胎和易位携带型胚胎。因此我们确立了本研究:探索OnePGT技术在胚胎植入前遗传检查中的意义和价值。研究目的1.验证OnePGT检测方法同时检测胚胎单基因疾病、染色体结构重排和非整倍体的可行性和可靠性。2.明确OnePGT方法同时区分染色体平衡易位携带型和正常型胚胎的有效性和准确性。3.为临床PGT诊断建立一种新的、综合性、有效性的检测方法。研究方法收集2018年3月7日至2018年11月1日在广州医科大学附属第三医院生殖医学中心行PGT-M的7个家系20个胚胎和PGT-SR的5个家系11个胚胎重新活检,以及父母的血样。1.单基因疾病检测:20个胚胎样本(对照7个)和父母DNA样本扩增,全基因组建文库,测序,获得对照胚胎致病基因位点+/-2Mb的SNP数据和父母样本的SNP数据,比对待测胚胎致病基因位点+/-2Mb的SNP数据,判别胚胎是否携带致病基因,与原结果比较OnePGT技术检测单基因疾病的可行性和准确性。2.染色体结构重排检测:11个胚胎(对照4个)和父母NDA样本经扩增,全基因组建文库,测序,获得对照胚胎染色体异常位点+/-2Mb的SNP数据、父母样本SNP数据,比对胚胎染色结构异常位点+/-2Mb的SNP数据明确胚胎的携带型或正常型,与原结果比较OnePGT技术检测染色体结构重排的可行性和准确性。3.非整倍体检测:同时获取以上所有胚胎样本非整倍体结果,与原结果比较OnePGT技术检测非整体的准确率,嵌合体符合程度以及三体的起源。结果***方法检测的三种单基因疾病(α-地中海贫血、β-地中海贫血和脊髓性肌萎缩)胚胎遗传结果与原方法结果比较,完全一致。***方法检测的染色体相互易位和罗氏易位患者的胚胎遗传结果与原方法的结果完全一致,区分染色体易位携带型和正常型的符合率100%。***检测的非整倍体异常率72%,原方法检测非整体异常率88%,中度一致,嵌合体一致率50%;4个胚胎的三体均由减数分裂I的分离错误导致。结论***实现了一个操作流程里同一套试剂对三种染色体异常(单基因疾病、染色体结构重排和非整体)的检测和诊断;***可以区分染色体平衡易位者的正常胚胎和易位携带胚胎;***可以判断染色体三体错误的起源;***是一种新型、综合、有效的三合一式的植入前遗传学检测方法。

关键词： 医学遗传学  

ISBN: (纸本)9787122355195

摘要： 本书共20章，章节编排与规划教材基本一致。每章先列出学习目标，强调本章需要重点掌握、熟悉和了解的内容；内容精讲对本章的学习内容和知识点进行了提炼、归纳和总结，突出重点、要点和核心内容；章后设同步练习和参考答案。书后附两套模拟试卷，以供学习者检查自己对知识的掌握程度。

关键词： 全基因组关联分析   肠道微生物   微量元素   疾病   孟德尔随机化   因果关系  

摘要： 近年来,随着肠道微生物领域研究的深入开展,大量的研究表明肠道微生物与宿主体内的物质代谢和生理机能的维持存在着复杂而紧密的联系。与宿主的其他表型一样,肠道微生物作为动物的“第二基因组”同时受到来自环境因素和宿主遗传因素的共同影响。随着全基因组关联技术(Genome-Wide Association Study,GWAS)在肠道微生物领域的应用,越来越多的遗传位点被发现具有调控肠道菌群多样性及肠道微生物丰度的能力。然而,宿主遗传因素如何作用于肠道菌群组成及肠道微生物丰度尚属未知。此外,与健康人群相比,不同疾病患者体内往往伴随着包括肠道微生物组成、肠道微生物功能、肠道微生物丰度等一系列肠道微生物组的变化,这些变化被统称为“肠道菌群失调”。但“肠道菌群失调”与疾病之间的关系仍有待进一步地确定。因此,本研究基于22种肠道微生物的GWAS汇总数据,利用系统遗传学的方法对上述两个问题进行了研究。首先,本研究利用肠道微生物的GWAS汇总数据及来源于Reactome、KEGG等多个数据库的通路数据,基于GWAS汇总数据的GSAE(Gene Set Enrichment Analysis Based on GWAS summary data,简称GWAS-GSEA),对参与宿主遗传调控肠道微生物丰度的信号通路进行了鉴别。随后,本研究利用已鉴定的仅与微量元素(维生素及矿质元素)显著相关的遗传位点(SNPs),分别采用逆方差加权法(IVW,inversevariance weighted)、MR-Egger、加权中位数法(WM,weighted median)三种孟德尔随机化方法分析了微量元素与肠道微生物丰度变化之间的因果关系。研究结果表明,宿主体内维生素D的浓度变化是引起柔膜菌纲(Erysipelotrichia)、柔膜菌目(Erysipelotrichales)和柔膜菌科(Erysipelotrichaceae)的肠道微生物丰度变化的原因。宿主体内血钙浓度的增加能够引起放线菌门(Actinobacteria)及放线菌纲(Actinobacteria)的肠道微生物丰度增加,而血铁和血锌浓度的增加则会导致芽孢杆菌纲(Bacilli)、乳杆菌目(Lactobacillales)和海洋滑动菌科(Marinilabiliaceae)的肠道微生物丰度的降低。为研究肠道微生物丰度变化与疾病之间的关系,本研究利用已知的22种受宿主遗传调控的肠道微生物的GWAS汇总数据及来自Dis Ge NET数据库中26种复杂性疾病的致病基因数据,通过GWAS-GSEA方法和Hot Net2热扩散模型对肠道微生物与复杂性疾病之间的关联关系进行了鉴定。本研究共发现20种肠道微生物与21种疾病之间存在48对关联关系,其中有56.25%(27/48)肠道微生物与疾病的关联关系得到相关研究的支撑。随后,采用双向孟德尔随机化方法对上述48对肠道微生物-疾病对之间的因果关系进行分析。但是,本研究未发现上述肠道微生物与疾病之间存在因果关系。上述研究结果提示,肠道微生物与疾病之间的关系可能是非常复杂的,并不能推断为简单的因果关系。这意味着在临床实践中,将肠道微生物作为疾病治疗的靶点还需要进一步的研究。综上,本研究采用系统遗传学的方法,对微量元素与肠道微生物以及疾病与肠道微生物之间的关系进行了比较深入的研究,发现了部分微量元素对肠道微生物的调控作用以及肠道微生物与疾病之间的关联关系。以上研究结果为深入研究肠道微生物的遗传机制及其与疾病间的关联奠定了初步的理论基础。

摘要： Anorexia nervosa is a complex human trait that is primarily expressed in females but also observed in males. The disorder originates from an interplay of environmental factors with a genetic liability and develops most commonly around the time of puberty. Individuals with anorexia nervosa exhibit disordered eating behaviour as they severely restrict their calorie intake relative to their energy expenditure, and may engage in binge-eating and/or purging behaviour. Some individuals with anorexia nervosa exercise excessively to control their weight. These behaviours often coupled with distorted body perception and undue influence of body weight or shape on self-evaluation, result in extremely low and sometimes life-threatening body weight. No first line pharmacological treatment for anorexia nervosa is available, but psychotherapy coupled with therapeutic renourishment can be successful. Only 30-40% of individuals with anorexia nervosa seek treatment, and up to 30% of individuals develop a chronic or relapsing course. The mortality ratio of anorexia nervosa with up to 5.9 is one of the highest of all psychiatric disorders, therefore, new treatment options and preventive strategies are critically needed. During an acute episode of anorexia nervosa, individuals evidence ~50% lower body fat, lower fat-free mass, including losses of bone mineral mass and alterations in biochemical markers. Phenotypically, these body composition alterations are associated with higher insulin sensitivity and cortisol concentrations, but with lower leptin, thyroid hormone, and estradiol concentrations. Most of these alterations tend to return to levels or concentrations seen in healthy controls, but sample sizes are small and follow up periods are short which underscores the need for deep biochemical phenotyping of anorexia nervosa patients through "omics" approaches. As twin studies report heritabilities of anorexia nervosa between 32 and 74%, the next logical step was to perform genome-wide

关键词： 马铃薯   干旱胁迫   DNA甲基化   形态生理   转录组  

摘要： 干旱对植株的正常生长、发育、产量和种子品质造成了严重影响。植物干旱胁迫反应的分子机制包括转录前表观遗传调控以及转录后激素、转录调节因子和干旱响应基因等信号分子的参与。表观遗传修饰DNA甲基化是最早发现且研究最为深入,植物受到水分胁迫时,会通过DNA甲基化做出快速反应以帮助其应对干旱胁迫。马铃薯在块茎形成及膨大期间的水分缺失严重影响了马铃薯植株的正常生长发育,有关DNA甲基化参与调控马铃薯干旱胁迫下的表观遗传研究甚少。因此,本文先以5个抗旱性不同马铃薯品种为试验材料,对其在甘露醇模拟干旱胁迫、DNA甲基化抑制剂处理和共同处理下的表型性状以及生理特性分析,接着对干旱和DNA甲基化抑制剂响应极端的2个品种进行转录组分析,最后对马铃薯在响应干旱胁迫时受DNA甲基化调控的马铃薯GST基因家族鉴定与分析,研究结果如下:1.以马铃薯品种大西洋、费乌瑞它、C119、C16和青薯9号为试验材料,以MS培养基为对照以及分别添加200 mmol L甘露醇、60μmol L甲基化抑制剂(5-azadC)和60μmol L甲基化抑制剂+200 mmol L甘露醇,处理24 d后对试管苗表型性状和生理指标进行综合分析。结果发现,不同品种马铃薯对甘露醇和甲基化抑制剂响应程度趋势类似。在干旱和DNA甲基化抑制剂分别处理下,马铃薯植株干鲜重、株高、叶片数和叶绿素含量均显著减少(P<0.05),SOD、POD、CAT活性和Pro、MDA含量均显著增加(P<0.05),而分枝数、根长、平均根粗均无明显变化,表明马铃薯不同性状指标在响应干旱胁迫和DNA去甲基化时,受到的调控通路可能不同。进一步比较干旱胁迫和DNA去甲基化共同处理与分别处理下表型性状和生理指标的差异发现,共同处理使马铃薯植株表型性状受到进一步抑制,同时活化了SOD、POD、CAT,并且使Pro、MDA含量增加,表明马铃薯在响应干旱胁迫过程中,部分表型的形成与DNA甲基化调控相关。这将为深入研究马铃薯干旱胁迫响应与表观遗传学之间的调控网络通路提供初步的理论基础。2.对甘露醇模拟干旱和5-azadC处理下,抗旱性不同的2个马铃薯品种进行比较转录学分析,以Fold-change>2和校正后P<0.01进行差异表达基因(DEG)的筛选。GO富集分析发现两种处理都共同著富集到氧化应激和碳水化合物代谢过程相关的GO term。说明不同耐旱性马铃薯在响应干旱胁迫时,与这些GO term相关基因受DNA去甲基化调控。同时对既响应干旱又响应DNA去甲基化的1345个DEGS进行KEGG功能富集,结果显示,与植物抗旱相关的通路有植物MAPK信号途径、植物激素信号转导途径、植物谷胱甘肽代谢通路、糖酵解与糖异生和磷酸肌醇代谢通路。说明这些通路相关基因对导致大西洋和青薯9号马铃薯品种响应干旱的差异受DNA甲基化参与调控。同时对DEGs启动子区域1500bp研究表明干旱胁迫下参与植物谷胱甘肽代谢的GST基因通过DNA去甲基化来降低启动子区ABRE和CAAT-box作用元件的甲基化水平,进而激活该基因的表达以应对干旱胁迫。3.基于转录组分析结果,对马铃薯谷胱甘肽S-转移酶进行全基因家族分析结果表明,共在马铃薯全基因组中鉴定出70个马铃薯GST基因,结构域分析、多序列比对和系统发育分析研究将这些蛋白质分成9个不同的亚类,各亚类中马铃薯的基因数量最多。同时,与其他植物物种研究GST家族一样,Tau在马铃薯GST基因中也是数量最多的亚类,有53个成员。还比较了马铃薯与拟南芥、辣椒和番茄的比较基因组共线性图谱,共有33个马铃薯GST基因与番茄的GST基因表现出同源关系,其次是辣椒(17个)和拟南芥(11个)。一些马铃薯GST基因被发现与至少两对同线基因(特别是马铃薯和拟南芥、辣椒GST基因之间)相关,如StGSTU36和StGSTU42,说明这些基因可能在植物GST基因家族进化进程中发挥着主要作用。对马铃薯GST基因启动子区1500 bp分析表明,在基因StGSTT1的CpG岛区域有与植物响应干旱胁迫相关的ABRE和CAAT-box作用元件,在StGSTU14基因的CpG岛区域有与植物响应干旱胁迫相关的MYB、CAAT-box、MYC顺式调控元件,说明马铃薯在响应干旱胁迫时通过调节ABRE、MYB、CAAT-box和MYC作用元件的甲基化水平,进而调节基因的表达以应对干旱胁迫。综上所述,本研究为深入研究DNA甲基化参与调控马铃薯干旱胁迫响应的表观遗传调控网络通路提供初步的理论基础及实验思路,也为开辟研究马铃薯抗旱分子育种的新方法提供一定的理论依据。但有关DNA甲基化具体调控马铃薯响应干旱胁迫的机理尚不清楚,今后可通过检测马铃薯干旱胁迫后的DNA甲基化水平来进一步解析其蕴含的生物学意义。