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关键词： 脑梗死   化学遗传技术   病毒转染   运动皮层   N-氧化氯氮平   谷氨酸能神经元  

摘要： 脑卒中具有发病率高、死亡率高、致残率高、且病理生理学机理复杂的特点。因此，寻找脑卒中治疗的新策略和新靶点具有重要的科学意义和临床价值。化学遗传学是指利用遗传学原理，以化学小分子通过干扰/过表达调节生理过程中特定蛋白质功能的新兴学科。目前，化学遗传学已被证明是一种有价值的研究工具，成为医学研究的热点。相关研究表明，刺激运动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，我们将利用病毒转染使大鼠运动皮层表达hM3d（Gq），并结合腹腔注射N-氧化氯氮平（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梗死大鼠的恢复过程中的作用及可能机制。本论文将开展如下三部分的研究：　　第一部分 脑梗塞大鼠模型的制备　　目的 建立脑梗塞大鼠模型，并对模型的稳定性、成功率进行评价。　　方法 （1）MCAO脑梗塞大鼠模型的建立：取40只体重为200-250 g的SD大鼠，随机分为MCAO模型组和假手术组，每组20只大鼠。所有大鼠经戊巴比妥麻醉后，右侧颈部正中线旁开2 mm，切开颈部皮肤，将右侧颈总动脉、颈内动脉、颈外动脉分离，在颈总动脉距离颈内外动脉分叉3-5 mm处，将线栓穿入颈内动脉，穿入深度距分叉处18-20毫米，结扎右侧颈外动脉。假手术组大鼠不进行线栓结扎处理。（2）MCAO模型评价：手术处理后2小时和24小时，分别评定MCAO组和假手术组大鼠的神经缺失情况，用Longa评分法进行。手术24小时后，收集MCAO模型组和假手术组大鼠脑组织，进行TTC染色，测量脑梗塞组织体积。　　结果 （1）手术2小时后MCAO模型组大鼠的存活率为80%，假手术组大鼠的存活率为100%;手术24小时后 MCAO模型组大鼠的存活率为70%，假手术组大鼠的存活率为100%。（2）术后2小时进行神经缺失评分。MCAO模型组中神经缺失评分为1-3分的大鼠占70%;手术24小时后MCAO模型组中神经缺失评分为1-3分的大鼠占65%。（3）TTC染色表明手术24小时后MCAO模型组大鼠产生大面积的梗死灶，脑梗死体积为38.62±3.28%。　　结论 通过线栓法建立的MCAO大鼠脑梗塞模型具有模型成功率高、大鼠存活率高、脑梗死范围相对固定、组内差异小的特点，是开展脑梗死相关研究的良好模型。　　第二部分 化学遗传学技术刺激运动皮层谷氨酸能神经元对脑梗塞大鼠运动和认知功能的影响　　目的 本部分研究将阐明化学遗传学技术对运动皮层谷氨酸能神经元的激活作用，并进而探究化学遗传学技术刺激运动皮层谷氨酸能神经元对脑梗塞大鼠运动功能和认知功能的影响。　　方法（1）本部分研究分为以下三组：pAAV2/9-CaMKIIα-hM3D(Gq)-mCherry+MCAO+CNO 组 （ 实 验 组 ） 、 pAAV2/9-CaMKII α -hM3D(Gq)-mCherry+MCAO+vehicle （ DMSO+生理盐水）组（对照组 1 ）和 pAAV2/9-CaMKIIα-mcherry+MCAO+CNO 组（对照组2）。在MCAO大鼠模型建立4周前，利用脑立体定位技术向大鼠双侧运动皮层M1区分别注射pAAV2/9-CaMKIIα-hM3D(Gq)-mCherry （实验组和对照组1）和pAAV2/9-CaMKIIα-mcherry病毒（对照组2 ）。共 110 只成年大鼠注射 pAAV2/9-CaMKIIα -hM3D(Gq)-mCherry ， 50只成年大鼠注射pAAV2/9-CaMKIIα-mcherry。另外取10 只乳鼠（出生 15-17 天）注射 pAAV2/9-CaMKIIα-hM3D(Gq)-mCherry。病毒注射后4周利用线栓法建立MCAO大鼠模型，并在建模后24小时分别腹腔注射CNO （实验组和对照组2 ）和生理盐水（对照组1），连续注射10天。（2）病毒注射4周后，处死大鼠，收集大鼠脑组织制作脑片，利用荧光显微镜观察大鼠大脑运动皮层中mcherry的表达情况，利用免疫荧光染色检测CaMKIIα阳性谷氨酸能神经元细胞的病毒表达情况。（3）病毒注射14-16天后，用膜片钳技术检测乳鼠大脑运动皮层的电生理功能。（ 4 ） MCAO大鼠神经功能、运动功能和认知功能评定：CNO连续腹腔注射10天后停止，于24 h后（MCAO手术后第12天）利用Longa神经缺失量表评定大鼠神经功能;利用grip test和悬吊实验评定大鼠运动功能;MCAO手术后第12天利用水迷宫实验评定大鼠认知功能。　　结果（1）病毒表达情况:病毒注射4周后，荧光显微镜激光激发后显示，运动皮层M1区出现红色荧光，表明病毒注在运动皮层表达。进一步的免疫荧光染色结果显示运动皮层M1区谷氨酸能神经元细胞中同时表达CaMKIIα和红色荧光蛋白，表明pAAV2/9-Ca

关键词： 家族性高胆固醇血症   基因缺陷   临床干预  

摘要： 家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)是指由于遗传基因异常导致的血脂代谢紊乱,是早发冠心病的主要危险因素。导致FH的基因缺陷有多种,包括LDLR、APOB、PCSK9等多种基因,这些基因缺陷通过影响机体低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)清除来导致高胆固醇血症,促进LDL颗粒在动脉内皮损伤处沉积,最终导致动脉粥样硬化性血管病变。目前已知的大部分FH病例呈常染色体显性遗传,但也有一部分表现为常染色体隐性遗传模式。传统调脂药物对FH疗效不佳,近年来,针对APOB基因缺陷等特异FH家系的治疗取得了一些进展,本文将从分子遗传学角度,对FH的致病基因缺陷及其干预研究进展作一综述。

关键词： 胚胎植入   目标市场   不孕症   发病率   PGD   专利布局   专利申请量   专利分析   发展态势  

摘要： 随着不孕症的发病率增加,高通量测序的飞速发展,"精准医学计划"的提出,胚胎植入前遗传学检测得到了极大的关注。本文从专利分析的角度,对全球范围内胚胎植入前遗传学检测相关专利进行了梳理和总结,从专利申请量、首次申请国和目标市场国、国内外技术发展等方面探讨了胚胎植入前遗传学检测的专利布局和发展态势。

关键词： 骨髓增殖性肿瘤   基因突变   T淋巴细胞亚群   细胞因子   纤维化   芦可替尼  

摘要： 背景和目的:基因突变、细胞因子、成纤维细胞均参与了MPNs的演进。骨髓纤维化(MF)是MPNs各亚型的共同疾病特征,与骨髓间充质细胞(BMMSC)、肿瘤成纤维细胞(CAF)和细胞因子有关。但目前有关影响骨髓纤维化的机制尚未阐明。本研究通过结合基因突变、T淋巴细胞亚群和细胞因子探讨MPNs的异质性,并采用芦可替尼(RUX)处理MPNs细胞,分析CAF、LOXL-2与MF演进的可能关系,为MPNs患者的治疗提供有力的理论依据。方法:1.采用高通量测序检测125例MPNs患者中127个相关基因的突变情况。2.采用流式细胞仪检测123例MPNs患者中T淋巴细胞亚群的表达水平,采用高通量蛋白芯片检测与MPNs相关的33个细胞因子的表达情况,并采用ELISA进一步验证与MF发生相关的细胞因子的含量。3.采用qPCR检测正常人和MPNs在RUX治疗前后血清中LOXL-2 mRNA的表达水平,采用Western-blot检测正常人和MPNs在RUX治疗前后骨髓中有核细胞CAF标志物(α-SMA、FAP)和血清中LOXL-2蛋白的表达水平,并分析BMMSC中a-SMA和FAP的表达水平。4.分别观察正常人和MPNs患者在RUX治疗前后BMMSC培养后细胞的形态,并评价细胞免疫表型及成骨、成脂能力的变化,检测各组细胞中a-SMA和FAP mRNA和蛋白的表达水平。结果:***2、CALR、TET2、ASXL1 和DNMT3A是MPNs患者最常见的5个基因突变;按基因功能分类,MPNs易检测到信号通路和表观调节基因突变;附加突变的异质性明显。***患者的CD3+和CD4+T细胞在ET、PV和PMF中均减少(P<0.05),PMF较ET和PV更低(P<0.05);JAK2突变者的CD3+和CD4+T细胞、JAK2和CALR突变者的CD8+CD28-细胞均低于对照组(P<0.05);有和无附加突变MPNs的CD3+、CD4+和CD8+CD28-细胞均较对照组减少,但后者更低(P<0.05)。***患者的IL-8、VEGF等12种细胞因子水平均较正常组高(P<0.05),IL-15较正常组低(P<0.05);MF明显组的IL-8和VEGF较不明显组更高(P<0.05),ELISA复核IL-8和VEGF与蛋白芯片结果一致。***患者骨髓中a-SMA、FAP及LOXL-2的mRNA和蛋白的表达水平均显著增加(P<0.05),RUX治疗后a-SMA、FAP及LOXL-2的mRNA和蛋白的表达水平均显著降低(P<0.05)。***治疗前后MPNs的BMMSC免疫表型和a-SMA、FAP mRNA水平较正常人无明显差异(P>0.05);与正常人相比,MPNs的BMMSC中a-SMA和FAP的蛋白水平均显著增加(P<0.05),经RUX治疗后,a-SMA和FAP的蛋白水平均下降(P<0.05)。结论:***驱动基因突变类型有限,而附加突变按功能分类的异质性较明显,在判断预后和疾病演进中具有重要价值,表观调节基因突变是MPNs各亚型中最常见的附加突变类型。2.本研究发现的少见基因突变与疾病的可能关系包括:SH2B3和GNAS与发病;CUX1和IKZF1与进展为白血病;CEBPA、STAG2、NF1和PTEN与疾病发展:KMT2C、PTPN11、ZRSR2和IL7R的作用未明,其中ZRSR2和IL7R在MPNs患者中鲜有报道,可为进一步研究提供线索。3.动态监测MPNs患者的淋巴细胞亚群、IL-8和VEGF的变化,在了解疾病进展、MF的程度和判定预后方面具有临床应用价值。4.在乏氧环境下RUX可能通过降低LOXL-2的表达,减少刺激MSC转化为CAF,改善MPNs患者的MF进程。

关键词： 医学遗传学  

ISBN: (纸本)9787030595522

摘要： 本书为顺应教育部教学改革潮流和改进现有的教学模式，适应目前高等医学院校的教育现状，提高医学教育质量，培养具有创新精神和创新能力的医学人才，科学出版社在充分调研的基础上，引进国外先进的教学模式，独创案例与教学内容相结合的编写形式，组织编写了国内首套引领医学教育发展趋势的案例版教材。案例教学在医学教育中，是培养高素质、创新型和实用型医学人才的有效途径。案例版教材版权所有，其内容和引用案例的编写模式受法律保护，一切抄袭、模仿和盗版等侵权行为及不正当竞争行为，将被追究法律责任。

关键词： 长QT综合征   临床表现   KCNH2基因   二代测序   基因突变  

摘要： 背景:长QT综合征(long QT syndrome,LQTS)是一组以心电图上出现QT间期延长,伴或不伴特异性T波改变,易产生以尖端扭转型室速(TdP,torsadesde points)为主的室性心律失常,进而发展为室颤恶性心律失常,使患者反复出现黑懵、晕厥甚至猝死的一组综合征。该疾病是一种常染色体遗传病,多见于青少年,有着发病年龄早,死亡率高的特点,且多呈家族性发病,对患者家庭和社会造成巨大的影响,因此研究LQTS的临床及分子遗传学特点对其高该病的诊治水平,改善患者的预后具有重要意义。目的:选取临床工作中发现的一个表现为长QT综合征症状的家系,分析其临床特征及分子遗传学特点,检测该家系的致病基因以及突变位点,明确其遗传模式以及基因型与表型之间的关系。根据基因检测结果确定该家系疾病类型,给予针对性治疗。资料与方法:首先对临床工作中发现的一个具有LQTS临床症状的家系,采集先证者及其家系成员的病史,并进行详细的体格检查,记录其心脏症状的临床特点,记录是否存在先天性耳聋,家族遗传倾向性发作性晕厥及猝死等情况,对先证者及其家系成员进行心电图检查,分析其心电图特点;收集受试者外周静脉血,提取基因组DNA,靶向富集与LQTS相关的12个基因进行二代测序,如发现某基因的外显子及剪接区发生突变,则采用Sanger测序验证,在该家系中未患病成员及50名无血缘关系的正常人中对检测该突变,以排除单核苷酸多态性。通过生物信息学分析该突变对蛋白质结构和功能的影响,并比对其他物种同源蛋白序列,分析该突变区域的进化保守性。另外针对患者的症状给予相应治疗与随访。结果:1.该LQTS家系的临床特点为典型的具有家族遗传倾向的发作性晕厥,家系中两1.名患病成员猝死。该家系先证者心电图特点表现为明显QT间期延长,T波出现切迹。2.在该LQTS家系患病者KCNH2基因第3外显子发现一个新缺失突变c.3 81 408delCAATTTCGAGGTGGTGATGGAGAAGGAC(***128TrpfsTer156),通过生物信息学分析方法,对其他物种(小鼠、牛、大鼠)的同源蛋白序列进行对比,发现本研究中定位的KCNH2基因突变位点在进化中处于高度保守区域,该突变导致翻译时产生移码,第128位天冬酰胺突变为色氨酸,并引起第156位密码子提前出现终止密码子,导致翻译提前终止,产物蛋白质截短,不足正常产物的1/9,该突变导致产物蛋白质大部分结构及功能丧失。该突变与受累者共分离,也未在该家系中未受累者及50名无血缘关系的正常人中出现。3.本项研究中所发现的LQTS家系临床症状主要表现为家族中多名成员发作性晕厥史,其中两名成员猝死。先证者心电图特点为:QT间期明显延长,T波有切迹。给予先证者β-受体阻滞剂(普萘洛尔)联合安装植入式心律转复除颤器(Implanted-Cardiac-Defibrillator,ICD)治疗,治疗效果可,随访至今患者未再发作晕厥。结论:***的临床表现为典型的为具有家族遗传倾向的发作性晕厥及猝死。其心电图特点为QT间期延长,T波异常,T波异常主要表现为T波基底宽大、振幅减低,T波出现切迹、双峰、双向等。本研究中发现的LQTS家系临床症状典型1.,家系中两名成员猝死,心电图出现明显QT间期的延长,T波有切迹。2.通过本研究确认了一种新的LQTS相关的KCNH2基因突变c.38108delCAATTTCGAGGTGGTGATGGAGAAGGAC(***128TrpfsTer156),对LQTS2型致病基因突变位点数据库及KCNH2基因突变数据库增添了新的内容。3.结合患者的临床表现、心电图特征及KCNH2基因新突变的发现,该家族被确诊为LQTS 2型。根据患者LQTS类型给予针对性治疗,选择β-受体阻滞剂联合安装ICD治疗。治疗效果明显,随访至今患者未再发作晕厥等症状。4.通过对一个LQTS家系的临床及分子遗传学特点进行研究,并对先证者进行诊断治疗,为LQTS的诊疗与改善患者预后做出了贡献。

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

摘要： 光遗传学是利用光来精准调节细胞生理功能的技术,具有高度的时间和空间特异性。光遗传学技术依赖于两个要素:光和光敏感蛋白,目前已有的光敏感蛋白主要对可见光响应,但是可见光的组织穿透深度较低限制了光遗传学的广泛应用。近红外光(Near infrared,NIR)具有组织穿透深的特性,但是缺乏对NIR响应的光敏感蛋白,使其不能直接应用于光遗传学。应用上转换纳米粒(Upconversion nanoparticles,UCNPs)将NIR转换为可见光用于光遗传学调控,激活特定神经元引起信号转导具有很好的前景,但是针对动物运动行为调控的研究少有报道,且存在效应机制不明确等问题。在本文中,我们设计合成的808 nm激发UCNPs产生的绿色荧光,能有效激活在线虫不同神经元上表达的光敏蛋白Chrimson,实现对线虫运动的调控并对其机制进行探究。主要研究结果如下:(1)UCNPs的制备和表征。采用高温热分解法合成了Nd敏化的纳米粒。纳米粒粒径均一,大小约为26 nm,结晶性良好,为β相晶型。荧光光谱显示,UCNPs分别在379 nm、408 nm、522 nm、541 nm、655 nm处有发射峰,其中541 nm发射最强。荧光相比较传统980 nm激发的NaYF:18%Yb,2%Er增强了63%。(2)UCNPs/NIR对线虫运动的调控。UCNPs+808 nm能够降低hpIs593线虫爬行速率,抑制身体弯曲。电生理测试结果表明,UCNPs+NIR激活表达Chrimson的抑制性神经元D-MNs,引起体壁肌肉动作电位发放频率降低,导致线虫瘫痪。游泳运动行为测试结果显示,UCNPs+NIR抑制hpIs593线虫游泳运动时身体的摆动频率,摆动周期从0.6 s延长至1.14 s。同时,UCNPs+NIR也能够激活表达Chrimson的兴奋性中间神经元DVC,引起体壁肌肉动作电位发放频率增加,激活线虫后退运动。(3)线虫对UCNPs的摄取和代谢。线虫体内的荧光强度在喂食UCNPs 12 h后达到饱和,48 h后UCNPs全部排出体外。荧光共定位和冷冻切片TEM结果表明,UCNPs主要分布在线虫肠道中,体内的UCNPs仍可以影响线虫的运动。(4)UCNPs的毒性研究。UCNPs短时接触和长期喂食都不会影响线虫的神经发育。分别从线虫体长、产卵量和寿命三方面评价UCNPs对线虫生长发育的长期毒性影响。结果表明,喂食UCNPs的线虫体长与正常条件下没有区别;产卵数量没有明显变化;随着浓度增加,线虫寿命略微缩短,但是没有显著性差异。本文研究表明,UCNPs/NIR体系可用于调节神经元活性,调控动物的运动行为,并在其它实验体系中有着广泛的应用前景,为后续光遗传学应用提供新的研究思路。

关键词： 尿道下裂   候选基因   二代测序   致病基因  

摘要： 研究目的:尿道下裂(hypospadias)是常见的男性先天性外生殖器畸形,是一种因尿道腹侧正中线融合障碍所致的尿道开口位置异常疾病,常伴有阴茎下弯。尿道下裂的病因和发病机制复杂,包括遗传、内分泌和环境干扰物。外生殖器畸形给患儿及家长带来巨大的心理压力和经济负担,需及早的手术治疗。但病因不同手术效果大相径庭,因此寻找尿道下裂的病因至关重要。其病因具有高度异质性,所以临床诊断具有挑战。随分子生物学技术发展,检测尿道下裂患者致病基因和明确分子遗传病因已成为可能。本研究利用靶向捕获二代测序技术(next-Generation Sequencing,NGS)对尿道下裂患儿进行基因检测,明确尿道下裂患者基因变异率及各致病基因所占比例、分析不同致病基因患者的临床特征。从分子遗传学方面探讨尿道下裂的病因,为临床诊疗提供科学依据。研究对象和方法:研究对象为上海交通大学医学院附属瑞金医院儿科和仁济医院泌尿外科诊断为尿道下裂的130例患者。收集临床资料、实验室检查并分析临床特征。根据GeneCards及Pubmed数据库选取参与尿道发育相关的105个候选基因构建基因panel。利用靶向二代测序对患儿进行基因检测,再根据ACMG指南,筛查出致病性基因变异。临床资料结合基因结果,分析基因型与临床表型的相关性。研究结果:本研究利用基因panel对130例尿道下裂患者行基因检测。发现25例存在基因变异,其中22例为致病性变异。13例患儿存在SRD5A2基因变异,涉及9个位点,其中3个是新发突变位点,分别是p.P251S、p.R94M和p.H90Y。6例发现AR基因4个致病变异位点。3例患儿PROKR2基因存在可能致病性杂合变异p.W178S,其中2例分别合并SRD5A2和AR变异。1例患儿发现ZFPM2基因存在致病性杂合变异p.M703L,合并法洛四联症。1例患儿存在BMP4基因可能致病性杂合变异(p.H251Y)。1例患儿存在HOXD13基因可能致病性变异(p.G11A)。1例患儿GLI3基因存在致病性变异p.Q704X,合并手指畸形。另有1例患儿CHD7基因存在意义不明的杂合变异p.T730I。观察到尿道下裂合并小阴茎是基因变异患者最常见的临床表型,占到68%(17/25),其次是尿道下裂合并单侧或双侧隐睾为28%(7/25)和尿道下裂同时合并小阴茎和隐睾为4%(1/25)。结论:1.在130例尿道下裂患儿中发现25例存在基因变异(25/130,19.2%),其中22例是致病性变异(22/130,16.9%)。还发现3个SRD5A2基因新发突变位点。***5A2基因(13/25,52%)和AR基因(6/25,24%)为最常见的变异基因。PROKR2基因、ZFPM2基因、BMP4基因、CHD7基因、HOXD13基因和GLI3基因作为候选基因,尽管阳性检出率不高,为尿道下裂的临床诊断提供依据。3.尿道下裂合并小阴茎,尤其是重型尿道下裂是基因变异患者最常见的临床表型。临床上需要排除这类患者是否存在基因变异。4.尿道下裂患儿利用基因panel筛查病因,部分发现基因变异,为患儿制定合理的治疗方案和遗传咨询提供依据。

关键词： 药用植物   分子遗传学   理论经验   了解  

摘要： 药用植物,指的是医学中使用在防治疾病的植物,可作为营养剂、调味品以及色素添加剂等.比如,益母草、夏枯草、人参、曼陀罗以及桔梗等,均可作为药用植物.值得注意的是,在现代生物技术逐步发展的大背景下,药用植物分子遗传性的研究成为了学术界的热点内容之一.本课题采取文献综述的方法,对以往相关学者的药用植物分子遗传学理论经验进行了分析探讨,希望以此对药用植物分子遗传学有一定程度的了解.

摘要： Cells respond to external and internal stimuli mostly with changes in transcription of target genes. Gene expres- sion is mediated by transcription factors, central nodes in highly regulated signalling networks. In multiple sig- nalling pathways, different stimuli converge on the same transcription factor, yet induce different cell fates. Re- cently, the dynamics of transcription factors have been identified to play a key role in converting the received trigger into the appropriate response. It is proposed that the same transcription factor induces different gene expression programs purely depending on its dynamics. One example of particular interest is the transcription factor p53. Under physiological conditions, p53 levels are kept low by a tightly regulated network. Upon stress, p53 levels increase and show a pulsatile or sustained behaviour, depending on the type and severityof the stress. Interestingly, it was proposedthat p53 dynamics dic- tate which downstream gene expression programs are initiated. However, many questions remain open, such as whether the dynamics are sufficient to drive differential gene expression, or whether stress-induced post- translational modifications of p53 and other interacting factors play a role alongside p53 dynamics. Moreover, it is still unknown, how p53 dynamics are eventually translated into a specific target gene expression programs. The p53 signalling and regulatory network is both, highly complex and dynamic. Understanding this network requires targeted dissection using specific and precise methods. To address these requirements, I employed op- togenetic methods, as light possesses unmatched spatial and temporal resolution. In contrast to chemical per- turbation methods, light as a trigger is non-invasive and has a superior specificity. Here, I used optogenetics to reconstitute various p53 dynamics, by controlling the levels and localization of p53, and I investigated the out- come of these manipulations in the absen