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关键词： Neurosciences   Genetics   Bioinformatics  

摘要： Recent advances in the imaging-genetics field within Alzheimer’s disease (AD) have resulted in large amounts of data; however the challenge is filtering through the data and identifying meaningful genotype-phenotype relationships within AD. The overall goal of this thesis is to integrate existing tools to prioritize influential genetic variants and associated neuroanatomical measures in order to tease apart the etiology of AD and be able to use these markers in a predictive analysis of AD progression. The thesis is divided into four independent projects. The first project aims to reduce the burden of multiple testing correction by using a false discovery rate approach within strata defined by a novel biologically driven gene prioritization methodology. The overall aim of projects two and three is to estimate the heritability of neuroanatomical measures by preselection of regions with high heritability, allowing for reduction of the multiple testing burden. In project two, I investigated the influence of whole hippocampal volume and total brain volume on the heritability estimates of hippocampal subfields. In project three, I investigated heritability estimates of cortical thickness and surface area using both a vertex-wise and region of interest approach determining unreliability of smaller regions. The fourth project was a pilot study to investigate if combining genome wide association study data with neuroanatomical measures would improve the performance of common machine learning models in predicting cognitive decline in AD. These methods will aid in the identification of measurable robust and reliable quantitative markers, and have the potential to help predict AD onset and reveal more about the etiology of AD. In the future, such findings may allow targeted drug treatments to be delivered before the onset of clinical symptoms.

关键词： 先天性甲状腺功能低下(CH)   甲状腺发育不全(TD)   甲低伴原位甲状腺(GIS)   DUOXA2   DUOX2  

摘要： 目的探究先天性甲状腺功能低下(CH,congenital hypothyroidism)患儿的已知候选致病基因突变的类型和特点,对基因突变的频率及其组合方式进行统计分析,以揭示遗传因素在CH致病机制中的作用,从而为新生儿CH的遗传筛查和早期诊断奠定理论基础。方法选取山东地区新生儿筛查中心的377例CH病例,其中包括288例甲状腺发育不全(TD,thyroid dysgenesis)患儿和89例原位甲状腺(GIS,gland in situ)型CH患儿,所有患儿都经过B超检查或甲状腺放射性锝元素扫描明确了甲状腺形态。对患儿基因组DNA的16个已知CH候选致病基因的外显子进行测序,以获取原始测序信息;利用ANNOVAR软件将所得数据和1000 Genome,GRCh37/hg19及DbSNP进行序列比对,对基因突变位点的突变类型和保守性分析结果进行了注释,并对患者各突变位点的信息进行了全面分析。利用SIFT、Polyphen 2、Mutation Taster、CADD等软件预测其致病性,对筛查出的致病突变进行突变频率分析,并对双等位基因和多基因联合突变进行统计分析,以构建各临床表型的候选致病基因突变谱。结果1.我们在377名CH患儿的16个候选基因中共检测到168个致病性突变位点,其整体突变携带率为58.09%(219/377例)。2.本队列中最常见的已知CH相关致病性突变基因是DUOX2(占21.22%,80/377例),但在TD患儿中最常见的突变基因是DUOXA2(占18.75%,54/288例),在GIS中最常见的突变基因则是DUOX2(占34.83%,31/89例)。至于双等位基因突变,在TD中最常见的突变基因是TSHR或DUOX2,在GIS患儿中最多见的却是DUOX2双等位基因突变;在本研究中,我们还首次发现TG,DUOXA2和DUOXA1双等位基因突变可能参与TD致病过程。除此之外,DUOX2的三等位基因突变分别在1.04%TD(3/288例)和3.37%GIS(3/89例)中检出。3.在携带双基因突变的61例CH患儿中,最常见的双突变基因组合是DUOX2和DUOXA1(占29.51%,18/61例)。在26例携带三个突变基因的患儿中,最常见的基因组合形式是DUOX2和TG联合DUOXA1(占15.38%,4/26例)或DUOXA2(占11.54%,3/26例)突变;另有7名受试者携带了四个突变基因,这7例患儿四个基因的组合形式各异。***2 c.C738G(p.Y246X)突变是本研究CH患儿中突变携带率最高的突变体(占18.04%,68/377例)。此外,我们在除DUOXA1之外的15个候选基因中检测到总共l57个新发突变位点。结论我们在山东地区先天性甲低患儿中进行了大样本、多基因、多中心的遗传学分析,为该地区绘制了精细临床表型的基因突变谱,并对山东地区CH患儿已知的候选致病基因突变的类型和特征进行了分析。在候选基因中突变率最高的是DUOX2。个体中同时存在单基因的多个位点突变或多种基因突变是CH群体中基因突变的显著特点,证实CH是多基因参与的复杂性疾病。本研究丰富了CH群体遗传谱的多样性,并为进一步的基因突变功能学研究和CH的症状前诊断奠定了理论基础。

关键词： 糖尿病肾病   miRNA   表观遗传学  

摘要： 终末期肾病的主要原因之一是糖尿病肾病(DN),尽管出现了不同的治疗方法,但遗传和表观遗传因素在其进展过程中仍起重要作用.表观遗传学研究的范畴,是不涉及基因组序列的、可以遗传的基因表达的变化.非编码RNA,特别是miRNAs,通过转录后机制控制基因的表达,二者存在一个反馈环.本综述的目的是阐明小RNA表达和表观遗传修饰之间的相互作用,特别关注其对DN发展和进展的影响.

关键词： 文蛤   EST   跨物种扩增   遗传多样性   线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ   SRAP   壳色基因  

摘要： 文蛤(Meretrix petechialis)是一种具有重要经济价值的海洋双壳贝类,但由于过度开发和栖息地破坏,其种群数量已大大减少。文蛤的种质资源保护对于自然资源的可持续发展至关重要。近年来,随着研究的不断深入,生物遗传多样性无论对于物种的保护还是开发、利用,都有十分重要的意义。本实验将通过以下几方面的研究了解文蛤的遗传背景,比较文蛤不同地理群体的遗传多样性和不同壳色间的遗传差异,为文蛤种质资源的研究与品种选育工作提供理论基础和科学依据。本研究从文蛤EST数据库中开发了10个多态性微卫星标记(EST-SSR),并在文蛤中进行了遗传特征分析。微卫星位点的等位基因数范围为4-30,平均每个微卫星位点等位基因数为10.9个。观测杂合度和期望杂合度分别在0.100-1.000和0.538-0.973之间变化,平均为0.713和0.750。PIC值介于0.423(Mmt09)至0.956(Mmt47)之间,平均值为0.695。利用9个微卫星位点与3个亲缘关系相近的物种(薪蛤、等边浅蛤、琴文蛤)进行了跨物种扩增研究,跨物种通用性范围为29.17%-100%。这些微卫星位点将有助于进一步研究该物种的种群结构和遗传分化。本研究中,我们对9个文蛤群体进行了微卫星分析,筛选了6个多态性高的微卫星标记用于遗传评估,分析了种群分化程度,检测了不同群体的遗传多样性水平。我们检测到共165个等位基因。在这6个微卫星位点中,等位基因的最小数目是4,每个位点的最大数目是30。观测杂合度最小值为0.717,最大值为0.861,期望杂合度的平均值为0.797,最大值为0.856。9个文蛤群体的F=0.214,P<0.01,说明群体间的遗传分化程度是显著的。本文通过邻接法对9个文蛤群体进行聚类分析,结果表明,来自GX(广西)的文蛤群体独立为一支,其他8个群体聚成一支,表明每个种群中个体之间存在一定程度的遗传变异。本研究为我国文蛤种群遗传多样性的检测提供依据,也为文蛤种质资源提供了保护。我们通过微卫星标记分析9个种群的样本,研究了文蛤的遗传变异和种群结构。同时,利用线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mtCOI)基因评估了9个文蛤群体的遗传多样性和分化。获得共90个COI序列,每个COI序列长度为699 bp。鉴定了51个单倍型,其中10个单倍型在群体中共享。单倍型多样性在FJ(福建),PJ(盘锦)和JS(江苏)中最高(0.9778±0.0540),在DD(丹东)中最低(0.7778±0.1374)。核苷酸多样性在PJ中最高(0.4534±0.2405),在JS中最低(0.0062±0.0041)。中性检验(Fu’s Fs)和错配分布分析显示,文蛤不排除种群扩张事件。分子方差分析(AMOVA)表明,91.7%的遗传方差在种群内,0.52%的方差在种群中,表明种群之间存在显著的遗传分化(P<0.05)。邻接树显示单倍型不是根据地理位置聚类,而是来自相同或相邻位置的一些单倍型组合在一起。本研究结果为文蛤的遗传多样性和种群结构提供了有用的信息,并为文蛤的资源管理和保护提供见解。采用SRAP(sequence-related amplified polymorphism)分子标记分析了文蛤9个群体的遗传多样性。从105对引物组合中筛选出8对条带清晰、多态性丰富的引物组合,每对引物组合检测到的位点数为12-23个,在9个文蛤群体中共检测到132个位点。JS群体的多态位点百分率最高(27.27%)。9个文蛤群体的Nei’S基因多样性在0.0647-0.0793之间,其中SD(山东)群体最低,NK(朝鲜)群体最高。Shannon’S信息指数在0.1023-0.1202之间,其中SD群体最低,JS群体最高。9个群体间的Nei’S无偏遗传距离为0.0243-0.0570,遗传相似度为0.9446-0.9760;GX和SD群体间遗传距离最大(0.0570),亲缘关系较远,SD和JS群体间遗传距离最小(0.0243),亲缘关系较近。这为文蛤的种质资源保护和良种选育提供了科学依据。采用SRAP-cDNA方法分析了两种壳色文蛤的差异表达基因,筛选与壳色相关的分子标记。采用30对稳定的引物组合对2种壳色文蛤cDNA进行扩增,有11对引物表现出差异片段,经过回收、克隆、测序后得到18条不同的差异序列,将测序结果进行BlastX比对分析,结果发现Ton依赖受体蛋白可能参与贝类壳色调控。根据差异序列设计了SCAR引物,并在“黄色”和“红色”文蛤中进行了PCR扩增,获得了4对差异引物.采用群体对四种标记(Me1/Em2,Me2/Em3,Me4/Em11 and Me4/Em12)进行验证,结果发现,Me1/Em2和Me2/Em3在“黄色”文蛤群体中呈现阳性,而Me4/Em11和Me4/Em12在“红色”文

关键词： cTnIR193H   RCM   PDE4D   心博速率   组蛋白乙酰化   HDAC1   蛋白互作   cTnIR193H入核   cTnI转录活性   cTnIR193H/HDAC1结合力   EGCG   cTn IR193H   组蛋白修饰  

摘要： 第一部分cTnIR193H突变致限制性心肌病小鼠钙调节基因和蛋白表达异常目的:心肌肌钙蛋白I（cTnI）R193H基因突变可致限制性心肌病（RCM）,心肌细胞对钙敏感性增高是RCM心肌舒张功能障碍的关键因素,但其机理不明。磷酸二酯酶（PDE）是调控心肌细胞对钙敏感性的重要因子,其能够水解细胞内cAMP的功能,影响PKA及其下游诸多钙调蛋白,从而直接影响心肌细胞对钙的敏感性。本部分研究将阐明cTnIR193H突变RCM小鼠心肌中,PDE及cAMP、PKA等钙调节基因和蛋白的表达情况。方法:（1）通过cTnI-knockout C57小鼠及cTnIR193H（193）RCM小鼠杂交产生cTnIR193H+cTnI-knockout（193+KO）RCM小鼠。以野生型C57小鼠、193小鼠、193+KO小鼠为研究对象,193+KO小鼠由于cTnIR193H突变蛋白更多,因此RCM相关症状比193小鼠更重。与通过高频超声检测各组小鼠心率。（2）通过q-PCR技术及western blot技术检测各组小鼠心肌PDE4D基因和蛋白的表达,PKA相关钙调节基因的表达,以及PKA、Ryr2磷酸化水平的检测。通过Ellisa技术检测各组小鼠心肌组织cAMP的水平。（3）以原代心肌细胞为研究对象,分为空转组,PDE4D低表达组和cTnIR193H过表达组。利用cytation5仪器观察PDE4D低表达心肌细胞和过表达cTnIR193H的心肌细胞搏动速率。结果:（1）与野生型C57小鼠相比,193小鼠及193+KO小鼠心率增快（p＜0.05）。（2）193+KO小鼠钙调节基因PKAcα、PKAcβ、Ryr2表达显著高于野生组（p＜0.05）,而PDE基因亚型PDE1B和PDE4D均较野生组显著降低,且PDE4D降低更明显（p＜0.05）。193+KO小鼠心肌PDE4D蛋白水平降低（p＜0.05）,PKA和Ryr2蛋白磷酸化水平较野生组显著升高（p＜0.05）。（3）193+KO小鼠心肌组织cAMP水平较野生组明显升高（p＜0.05）。（4）过表达cTnIR193H的原代心肌细胞与PDE4D低表达的心肌原代细胞较对照组均出现了搏动加快（p＜0.05）。结论:cTnIR193H突变RCM小鼠PKA信号通路活化引起心率增快可能与PDE4D低表达相关。第二部分组蛋白乙酰化修饰参与cTnIR193H限制性心肌病小鼠PDE4D低表达的调控目的:第一部分研究发现,cTnIR193H突变RCM小鼠PDE4D低表达可能是引起PKA相关钙调节基因改变的主要原因。但PDE4D低表达机制并不清楚。组蛋白修饰是表观遗传学常见的调控机制之一,有研究显示PDE受组蛋白修饰调控。本部分将以cTnIR193H突变RCM小鼠为研究对象,初步探讨RCM小鼠心肌PDE4D低表达的组蛋白修饰调控机理。方法:（1）研究对象及分组为野生鼠,193和193+KO鼠。通过Ch IP技术检测各组小鼠心肌中PDE4D基因启动子区域组蛋白乙酰化及甲基化水平。（2）q PCR检测各种组蛋白乙酰化酶、去乙酰化酶、甲基化酶的基因表达水平。（3）通过Co IP实验,筛选可以与cTnI相互作用的组蛋白修饰酶。（4）通过Ch IP技术检测各组小鼠心肌中PDE4D基因启动子区域HDAC1和SMYD1的结合水平。结果:（1）与野生组相比,193+KO小鼠PDE4D启动子区域H3K4、H3K9乙酰化水平以及H3K4三甲基化水平明显降低,差异具有统计学意义（p＜0.05）。（2）与野生组相比,组蛋白去乙酰化酶HDAC8和HDAC9 m RNA在193+KO小鼠中表达增加（p＜0.05）,HDAC3 m RNA表达降低（p＜0.05）,HDAC1和HDAC2 m RNA表达组间无差异（p＞0.05）,组蛋白乙酰化酶GCN5及组蛋白甲基化酶SMYD1 m RNA在193+KO小鼠中表达增加,差异具有统计学意义（p＜0.05）。（3）Co IP显示HDAC1阳性。（4）与野生组相比,193+KO小鼠PDE4D基因启动子区域,组蛋白去乙酰化酶HDAC1和组蛋白甲基化酶SMYD1的结合水平均增加（p＜0.05）。结论:（1）193+KO小鼠心肌组织PDE4D的降低,可能由HDAC1介导的组蛋白H3K4和H3K9乙酰化修饰调控。（2）cTnIR193H突变蛋白可能通过与HDAC1蛋白互作从而调控PDE4D的表达。第三部分cTnIR193H通过HDAC1介导组蛋白乙酰化修饰调控PDE4D低表达目的:第二部分研究提示PDE4D的低表达可能与HDAC1介导的组蛋白乙酰化修饰相关。作为RCM发病的始发因素,cTnI可与HDAC1相互作用。那么,cTnIR193H突变是否通过HDAC1介导,调控PDE4D的低表达?本部分研究将在进一步验证HDA

关键词： 病毒性肝炎   肝炎患者   戊型肝炎病毒   乙型   肝细胞   甲型   护理技巧   丁型   传播方式   丙型   遗传学   相似点   分类学   不相似   字母   器官   命名   感染   肝脏   病因  

摘要： 从病因的角度出发,可以将病毒性的肝炎分为五种,甲型、乙型、丙型、丁型、戊型,分别都是由于感染甲型、乙型、丙型、丁型、戊型肝炎病毒而导致的.虽然这五种肝炎病毒都是以字母序号命名,但是它们在分类学与病毒遗传学上并不相似 [1].它们的相似点主要是以肝脏作为主要定值器官,将肝细胞作为定值细胞.以下我们讲解一下病毒性肝炎的传播方式以及患者的主要护理技巧.

关键词： 肺静脉异位引流   先天性心脏病   拷贝数变异   全外显子组测序   遗传学  

摘要： 背景:肺静脉异位引流(Anomalous pulmonary venous return，APVR)是一种罕见复杂的先天性心脏病，阐明其遗传病因对于理解其发病机理和改善临床实践至关重要，但是其遗传基础仍知之甚少。　　方法:本研究对144名APVR患者和1636名健康对照进行全外显子组测序，在包括82名APVR患者和188名对照的队列中验证了重要的发现并进行拷贝数变异(Copy number variations，CNVs)的鉴定。对其中的55例患者及其健康父母(trios)进行全基因组芯片测序来探究APVR的遗传因素。　　结果:本研究通过全外显子组测序发现PLXND1与APVR的发病具有显著相关性，体外研究证实了八个突变中的五个能够降低PLXND1蛋白表达水平，而且在人脐静脉内皮细胞中敲低PLXND1表达能够增加内皮细胞成管和迁移能力。在LXND1敲除小鼠中的体内研究进一步表明PLXND1缺失会引起各种心脏畸形(包括异常静脉回流)。患者携带的单个有害变异的候选基因显著富集在对心脏发育至关重要的生物过程，包括纤毛相关通路，肌丝和细胞外基质蛋白，ERBB2信号传导和Semaphorin受体复合物等相关通路。通过对144例患者和188例对照的全外显子组拷贝数变异研究，本研究鉴定出20个在病例组重复出现至少3次且未在对照组中出现的CNVs。病例组相对富集的CNVs共覆盖41个已报道的先心病基因，集中富集于心脏发育和左-右非对称分化相关通路。全基因组水平的trios研究表明，新发CNVs参与APVR的发生。　　结论:这些发现对APVR的遗传学研究具有重要意义。

摘要： 随着我国遗传学及其相关专业的发展,为更好的将国内及国外最新的遗传学及其相关领域的研究成果和进展尽快报道出来.本刊按照中华医学会系列杂志的管理要求,对符合以下要求的稿件开通了'快速通道',符合要求稿件的作者可以向编辑部提出申请.①必须具备创新性、重要性和科学性,该论文的早日公布将对临床和科研工作产生重大影响;②提供单位介绍信、省级及以上图书馆或医学信息研究所等单位出具的'查新报告';③同时有2 位高级职称的同行专家(至少有1 位为非本单位专家)书面推荐意见;④登陆http:/ /cmaes. medline. org. cn,在线投稿,申请成为本刊作者,上传稿件.对符合上述'快速通道'要求的论文,在收稿后1 个月内就论文审稿结果给予答复,对符合发表要求的论文在收稿后4 个月内予以发表.

关键词： Pathology  

摘要： Preleukemic diseases are highly informed by genetic predisposition and require appropriate models for studying pathogenesis and the progression to hematological malignancy. Although rare, familial platelet disorder (FPD) and severe congenital neutropenia (SCN) have few or no therapies available to patients and also possess high rates of leukemic transformation to myeloid malignancy. With these points in mind, my graduate work aimed to elucidate the molecular mechanisms of ELANE-associated severe congenital neutropenia, identify new genetic mutations causing preleukemic diseases, and evaluate novel therapies for platelet disorder with predisposition to myeloid malignancy. Familial platelet disorder with predisposition to acute myelogenous leukemia is an autosomal dominant disorder caused by monoallelic mutation of RUNX1, initially resulting in half-normal levels of RUNX1 protein. Patients develop leukemia only after a protracted prodrome consisting of thrombocytopenia and bleeding diathesis relating to functional platelet granule deficiency, suggesting that early intervention affords an opportunity for preventing malignant transformation. We hypothesize that pharmacological inhibition of RUNX1 protein degradation may normalize RUNX1 protein levels and restore platelet numbers and function. RUNX1 is rapidly degraded through the ubiquitin-proteasome pathway. Moreover, RUNX1 auto-regulates its own expression. A predicted kinetic property of auto-regulatory circuits is that transient perturbations of steady-state levels result in continued maintenance of expression at adjusted levels, even after inhibitors of degradation or inducers of transcription are withdrawn, suggesting that transient inhibition of RUNX1 degradation may have lasting effects. Here we evaluate cell lines, FPD/AML patient derived induced pluripotent stem cells (iPSC), and FPD/AML primary bone marrow cells and show that, in some circumstances, transient expression of exogenous RUNX1 or inhibition of ste