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关键词： Neurosciences  

摘要： The modern era of neuroscience is characterized by massive amounts of data from various methods of recording neuronal activity, but the role of this activity in behavior remains elusive in many cases. Traditional manipulations of activity such as surgical lesions or muscimol application often provide inconclusive information due to their limitations. In this dissertation, I focus on the role of mouse auditory cortex in simple and complex sound discrimination, using PV-ChR2 optogenetic suppression to establish a causal relationship between activity and behavioral performance. I first examined pure tone discrimination, comparing the effects of optogenetic suppression and electrolytic lesions. Performance was unaffected by lesions but impaired by optogenetic suppression time-locked to stimulus presentation, showing the necessity of auditory cortex activity for successful discrimination. When optogenetic suppression was extended to multiple trials and then the entire lesion recovery duration, the impairment remained, suggesting a fundamental difference between the brain’s adaptation to optogenetic suppression and permanent lesion damage. Optogenetic suppression also impaired phoneme discrimination ability in mice. This effect remained when either the “consonant” or “vowel” segments were temporally targeted for suppression. Finally, I observed potential laser-related learning that could complicate optogenetic suppression analysis, showing that mice can learn to associate random rewards with the laser light cue or adapt to suppression when laser trials are reinforced.

关键词： 表观遗传   DNA甲基化   组蛋白修饰   microRNA   年龄相关性白内障  

摘要： 表观遗传是指遗传改变的基因组结构修改而基因组DNA序列不改变,其遗传机制主要包括DNA甲基化,组蛋白修饰和microRNA。老化、饮食、炎症、药物、氧化应激以及季节性和昼夜节律性生活方式的改变可能对表观遗传产生深远的影响,并引发疾病的易感性。随着世界人口老龄化的发展,年龄相关性白内障(Age-related cataract, ARC)致盲所占比例越来越大,但是目前没有疗效突出的药物来治疗本病,手术治疗存在诸多并发症。近年来越来越多的人开始从表观遗传的角度来研究本病,得到了眼科医师的广泛关注。

关键词： 医学遗传学   广州医科大学   细胞生物学   教研室  

摘要： 广州医科大学医学遗传学与细胞生物学教研室创建于20世纪50年代初,原为广州医学院生物学教研室,现有国家卫生和计划生育委员会"十三五"暨全国高等医药教材建设研究会副主编委员1人,广东省医学会医学遗传学分会委员2人,广东省医学会医学遗传学分会青年委员1名,广州医科大学"千百十工程"校级培养对象3人。

关键词： 先天性肾病综合征   产前诊断   NPHS1基因   高通量测序   剪切变异  

摘要： 背景先天性肾病综合征(congenital nephrotic syndrome,CNS)是一类非常罕见的肾病综合征,通常定义为在出生后3个月内发生的肾病综合征,其临床表现符合大量蛋白尿、低白蛋白血症、严重水肿和高胆固醇血症的肾病综合征诊断标准。根据病因可为分原发性(遗传性)和继发性(非遗传性)先天性肾病综合征,其中原发性CNS是肾小球滤过屏障组成蛋白的编码基因或其他相关基因突变所致,继发性CNS多因孕妇宫内感染或孕妇自身疾病等所致,而遗传性因素所致的CNS占主要地位。先天性肾病综合征的预后非常差,大多数病例死于出生后的半年以内,唯一有效的治疗方式是肾移植。因此如何对先天性肾病综合征家系进行产前诊断及遗传咨询,帮助该罕见病家系确定致病因素,进而指导优生实现健康生育是一个重要的临床课题。目的1.本研究通过对一个先天性肾病综合征家系的临床资料进行收集、分析,以总结特征性的临床表型帮助正确诊断识别CNS。2.借助高通量测序手段进行CNS候选致病基因的筛选。3.对发现的可疑致病性突变位点进行初步功能性验证,从多个角度阐明先天性肾病综合征的遗传学病因。材料及方法:1.本研究收集了一个先天性肾病综合征家系的临床病例资料,回顾了该家系中2次不良妊娠时CNS患儿的相关临床检查及化验结果,认识CNS的常见临床表现。指导家系中母亲妊娠时加强产检,于孕中期行血清学筛查及羊膜腔穿刺以排查神经管缺陷、染色体结构异常及染色体拷贝数变异(copy number varations,CNVs),根据产检结果认识CNS患儿宫内的临床表现及胎儿羊水特征性的改变。2.查阅遗传性CNS的相关文献后选择北京康旭医学检验所基于高通量测序平台的目标序列靶向捕获测序技术,选用其中的遗传性肾病相关基因检测包(Panel),针对目前已报道的所有与遗传性肾病相关的270个基因的全部外显子及相邻内含子区域进行高通量测序,借助生物信息学软件分析筛选出CNS患儿可疑致病基因,并利用Sanger测序在家系中对候选基因的可疑致病性位点进行遗传共分离验证。3.通过剪切位点预测网站比较NPHS1基因c.712+5G>A突变前后NPHS1基因剪切位点的变化,初步预测NPHS1基因c.712+5G>A对基因转录剪切环节的影响。构建NPHS1基因c.712+5G>A变异野生型及突变型质粒,分别转染293T细胞,提取转染质粒后细胞的总RNA,进行RT-PCR扩增和测序,比较得出突变位点对NPHS1基因转录本的影响;提取转染质粒后的细胞蛋白,进行Western Blot实验比较NPHS1基因c.712+5G>A突变前后nephrin蛋白表达情况的变化;质粒转染Hela细胞进行免疫荧光染色,观察NPHS1基因c.712+5G>A突变前后nephrin蛋白表达有无差异;利用I-TASSER软件对野生型和突变型的蛋白氨基酸序列进行三级结构模型构建,比较二者之间的差异。结果:1.该家系为中国汉族人群,家族中无近亲婚史及遗传病史,两次妊娠时母亲均无明确感染史。家系中第一胎患儿出生后即表现为大量蛋白尿、低白蛋白血症、水肿和高胆固醇血症的典型肾病综合征表现,对症支持治疗3月后因急性肾衰竭、重症肺炎夭折。第二胎患儿中孕期以后在宫内即表现出母体外周血及羊水甲胎蛋白(AFP)明显高于相同孕周水平,而神经管缺陷的特异性指标胆碱酯酶在正常水平。同时胎儿系统超声提示二胎患儿存在双肾体积略增大、回声略增强的超声软指标异常。2.高通量测序检测到CNS患儿携带NPHS1基因c.712+5G>A和c.3325C>T的复合杂合变异,其中NPHS1基因的c.3325C>T是先天性肾病综合征芬兰型(congenital nephrotic syndrome-Finnish type,CNF)的主要热点突变,c.712+5G>A为首次报道的变异。在家系中进行Sanger测序验证,结果显示胎儿父亲携带NPHS1基因c.712+5G>A变异,母亲携带NPHS1基因c.3325C>T变异,在家系中存在遗传共分离现象,符合常染色体隐性遗传规律。3.生物信息学分析软件预测NPHS1基因c.712+5G>A变异会导致NPHS1基因6号外显子5′端剪接受体被破坏,很大可能导致pre-mRNA剪切的异常。体外实验证实NPHS1基因c.712+5G>A导致与野生型质粒相比,突变型质粒在转录水平发生了变化,具体表现为NPHS1基因cDNA序列异常,产生了缺失了5号及6号外显子序列的转录本。Western Blot实验证实与野生型质粒相比,突变型质粒的nephrin蛋白表达异常;免疫荧光染色证实,与野生型质粒相比,突变型质粒的nephrin蛋白表达明显减少;蛋白三级结构功能预测结果显示突变型nephrin蛋白结构明显改变,导致蛋白结构不稳定,从而失去生物活性和生物功

摘要： (以下按姓氏汉语拼音排序)总 编 辑 傅松滨副总编辑 白 静 褚嘉祐 贺 林 金 力 王明荣顾 问 黄百渠 黄天华 黄尚志 薛开先 曾溢滔编辑委员 (含总编辑、副总编辑)白 静 陈洁君 陈义汉 陈子江 褚嘉祐 丁彦青 范 明 方伟岗

关键词： 遗传性出血性毛细血管扩张症   肺动脉高压   ALK1 基因   ENG 基因  

摘要： 研究背景：遗传性出血性毛细血管扩张症 （HHT）是一种常染色体显性遗传病，该病通常临床表现包括反复鼻衄、口鼻唇等部位的毛细血管扩张以及内脏器官内动静脉畸形形成。目前发现 ENG 基因和 ALK1 基因是遗传性出血性毛细血管扩张症最为重要的致病基因。近十几年来，肺动脉高压（PAH）作为 HHT 的相关疾病越来越受到关注。 HHT相关 PAH 的临床特征、血流动力学特点与病理特点均与 IPAH 十分相似。HHT 相关PAH 会显著增加 HHT 患者死亡风险，且患者预后情况似乎也差于特发性肺动脉高压患者（IPAH）。目前 ALK1 基因突变，特别是位于蛋白激酶域的突变与 HHT 相关 PAH有着密切关系。但目前这些结论均缺乏较大样本的研究支持，且对于不同基因突变导致的 HHT 相关 PAH 也缺乏相关对比研究。研究目的：1. 探究 HHT 相关 PAH 患者的临床特征和预后情况.2. 探究 HHT 相关 PAH 患者的遗传学特征.研究方法：本研究计划纳入从 2006 年 1 月至 2018 年 12 月就诊于上海市肺科医院和中国医学科学院阜外医院并符合纳入排除标准的 HHT 相关 PAH 患者。本研究收集了入选患者的既往病史资料、临床实验和检查数据、右心导管检查数据以及随访结果，同时对入选患者进行了全外显子或全基因组测序。另外以 1： 1 比例按照性别、年龄匹配原则纳入了既往本中心确诊的 IPAH 患者进行对比研究。本研究还总结了既往文献中对 HHT 相关 PAH 患者 ALK1 突变情况，并与本研究结果进行对比。本文利用独立样本 t 检验、Mann-Whitney U test、卡方检验、Fisher 精确检验进行组间数据比较。利用 Kaplan-Merier 生存分析、 log-rank 检验比较了组间预后差异。利用单因素和多因素 COX 风险比例模型寻找 HHT 相关 PAH 患者预后预测因子。P 值小于0.05 被认为存在显著性。研究结果：共纳入 77 名 HHT 相关 PAH 患者，平均诊断时间为 24 个月。诊断时 NYHA 功能分级为 I 级 0%、II 级 42.9%，III 级 49.3%、IV 7.8%。58%的患者存在反复鼻衄、75%的患者存在毛细血管扩张、 27.3%和 27.9%的患者存在肺动静脉畸形和肝动静脉畸形。这些患者的平均肺动脉压力（mPAP）均值为 63.49±18.8mmHg、中位肺动脉楔压(PAWP)为 10 mmHg(8-11)、中位肺血管阻力（PVR）为 13.53 Wood units。急性肺血管舒张试验阳性率为 6%。与特发性肺动脉高压患者相比， HHT 相关 PAH 患者诊断时 NYHA 功能分级更差，mPAP 和心指数（CI）显著更高，同时与既往 IPAH 患者的研究相比，急性肺血管舒张试验阳性率显著更低。患者整体 1 年、3 年、5 年生存率为 90.4%、73.8%、60.2%。在控制 NYHA 功能分级、NT-proBNP、平均右心房压力 mRAP、心指数CI、肺血管阻力 PVR、 SvO2 等多个变量后， 6 分钟步行距离 6MWD 仍是患者预后的显著预测因素。全部 HHT 相关 PAH 患者中 75.3%的患者携带有 ALK1 基因突变患者、10.4%携带 ENG 基因突变、 14.3%未发现相关基因突变。携带 ENG 突变的患者其 6MWD要显著长于其他两组患者，且其 NT-proBNP 水平更低。生存分析显示 ENG 突变患者其生存率显著高于其他两组。对于突变的研究发现，引起 HHT 相关 PAH 的 ALK1 主要存在于胞内蛋白激酶域，且主要分布在外显子 7、 8 和 10。与 HHT 中 ALK1 突变的双峰分布存在明显差别（外显子 3，外显子 7 和 8）。研究结论：1． 遗传性出血性毛细血管扩张症相关肺动脉高压患者的整体预后不佳。2． ALK1 是遗传性出血性毛细血管扩张症相关肺动脉高压最重要的基因，占比约75%。携带 AKL1 突变的患者其临床功能指标和临床预后劣于携带 ENG 突变的患者。3． 位于 ALK-1 蛋白胞内激酶域的 ALK1 基因突变与 HHT 相关 PAH 关系更为密切。

摘要： 的研究进展,以期为后续的临床转化研究及癌症的预防和治疗提供依据. 1 AGR2 与乳腺癌 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,尽管近年来临床治疗效果有所改善,但30 % ~40 %的女性仍被诊断出转移癌或发展为转移性癌并致死[4] .

关键词： Biology   Genetics   Zoology  

摘要： The Xingu River, one of the largest tributaries of the Amazon River, is currently in peril due to the recent construction of hydroelectric dams, but little is known about the numerous fish species it supports. This dissertation focuses on three pleco catfish species belonging to the genus Hypancistrus from the Xingu River with partially overlapping distributions: H. zebra, H. sp. (L174), and H. sp. (L66/333). Chapter 1 is a bibliographic review of Amazonian freshwater fish diversity, with the goal of discussing the hypotheses of speciation mechanisms that can be tested in this system, including the relative importance of ecological adaptation and vicariance caused by topographical divides and waterfalls and rapids, and arguing this is an important overlooked model for the study of speciation processes. The goal of Chapter 2 was to use genomic data to unravel the basic relationships among eight described and eleven undescribed species belonging to the genus Hypancistrus distributed across the Orinoco and Amazon Basins. The phylogenetic analyses support the existence of two clades corresponding to each basin, but relationships among some of the species are poorly supported. Further exploratory analyses in combination of hypotheses testing indicate there are at least four admixed lineages in the Amazon clade. Chapter 3 investigated the evolution of Hypancistrus from the Xingu River based on genomic data. With dense sampling of H. sp. (L66/333), phylogenetic and population genetic analyses reveal a gradient of genetic structure along the river, with introgression from lineages of Hypancistrus from other Amazon River tributaries close to the mouth of the Xingu. On the upstream limit of the distribution of H. sp. (L66/333), a population hybridized with H. sp. (L174) is found just upstream of waterfalls, that act as a partial barrier to gene flow. Tests for past gene flow suggest there is signal for multiple introgression events between these lineages, but the direction, t

关键词： 岩羊   毛尾线虫   遗传进化   捻转血矛线虫   种群遗传学  

摘要： 岩羊(Pseudois nayaur)是贺兰山国家级自然保护区内分布最为广泛的小反刍兽类,在我国被列为二级重点保护野生动物。寄生虫病往往会给野生动物的健康带来较大的危害。而目前对于野生岩羊寄生虫病的研究,国内鲜有报道。本研究中,对于救护失败的幼龄岩羊,主要是对毛尾线虫病的病原进行鉴定及遗传进化分析。对于因种群管理而捕获的岩羊,研究工作主要针对的捻转血矛线虫,进行群体遗传学的相关研究。因为捻转血矛线虫在中国小反刍兽类中是一种较为常见的病原体,有较强的致病性。本实验中,我们从救护失败的幼龄岩羊盲肠中发现四条毛尾线虫,根据尾部形态学结构的差异,初步鉴定为两种(T skrjabini和***)。为了更准确的鉴定,我们利用巢式PCR方法的扩增了这四条毛尾线虫的18S-ITS1-5.8S的片段基因,进行分子学鉴定以及遗传进化分析。基因序列比对发现,依据形态学结构分成的两种毛尾线虫,无论是种间还是种内18S序列及5.8S序列较为保守;ITS1序列的种间差异较大,范围在10.69%～11.29%之间,而种内的ITS1序列的差异较小,仅为0.20%～1.06%。对这四条毛尾线虫进行遗传进化分析,与形态学的鉴定结果一致,这四条毛尾线虫在进化树上分为独立的两个进化枝。其中一种与***构成姐妹类群(Clad A)。因此感染此幼龄岩羊的毛尾线虫其中一种为***(Clad B)。另外一种岩羊毛尾线虫在进化树上与来自黑山羊的毛尾线虫聚集在一起。因此,在贺兰山分布的野生岩羊受到来自两种不同的毛尾线虫病原的威胁。本实验中,我们从因种群管理而捕获的5只老弱病残岩羊体内分离得到57条捻转血矛线虫,又从岩羊自然栖息地的附件的一个山村(第七农场大队)内的家养绵羊内采集到20条捻转血矛线虫。通过PCR方法,扩增得到这77条捻转血矛线虫的ITS2全序列。序列分析表明这77条虫均属于捻转血矛线虫,且共有10个基因类型。其中GT1、2以及3为主要的ITS2基因类型,岩羊捻转血矛线虫和绵羊捻转血矛线虫的ITS2核苷酸多样性分别为0.008和0.004。通过PCR方法,扩增出这77条捻转血矛线虫的nadh4基因片段进行种群遗传分析,其中有73个单倍型,55个来自岩羊,18个来自绵羊,单倍型多样性分别为0.999和0.995。此外又从数据库中下载了中国其他七个地区的家养反刍类(绵羊、山羊)的捻转血矛线虫nadh4单倍型序列,共计142条。AMOVA分析有94.21%的变异是出现种群内部,仅有5.35%的变异出现种群间。无论进化树拓扑结构还是单倍型网络图,来自野生岩羊与家养反刍类的捻转血矛线虫之间无任何分化。种群间Fst数值趋近0,种群间的基因流指数Nm几乎全部大于1。因此野生岩羊捻转血矛线虫种群与家养反约类捻转血矛线虫种群之间无种群分化,且存在较高的基因流。

关键词： 先天性晚发白内障   高通量SNP检测   多重PCR   全外显子测序  

摘要： 研究背景：普通的先天性白内障为出生后即发现白内障，欲跟踪白内障发生、发展的过程，就需在胚胎期进行解剖，研究过程较为困难且与发病量更大的老年性白内障发生发展过程难以对应。而晚发性白内障，使得科学研究人员得以在小鼠开眼后，逐步有针对性的实施分子机制的分析，也有利于新药开发时，观察药物抑制突变基因或者控制性状进展的过程，因此，晚发性白内障突变小鼠模型对于人类的老年性白内障研究是极为方便的。　　2015年某实验动物公司在FVB小鼠饲养过程中，发现自发突变导致发育至50天后产生白内障的小鼠，经复旦大学五官科医院鉴定，为典型的先天性白内障。本实验室与该公司合作后，将自发突变小鼠与C3H小鼠进一步回交繁育，保持了稳定的显性常染色体遗传特征。患病小鼠在50-60天左右即出现明显的白内障症状（晶状体混浊），常规观察发现角膜无异常、无行为学异常、无生殖障碍，生长发育无其他的异常情况。因此，该突变小鼠被认定为先天性晚发白内障动物模型，对该模型的研究与遗传学鉴定不仅对阐明先天性晚发性白内障机制研究具有重要意义，亦可为老年性白内障新药研发提供合适的模式动物。　　目的：建立先天性晚发白内障的小鼠模型和筛选先天性晚发白内障的致病基因。方法：首先，利用多重PCR靶向二代测序，建立小鼠SNP全基因组扫描技术方案：我们从小鼠SNP数据库筛选出相对均匀分布在20条染色体上的112个SNP位点，对SNP位点附近片段进行多重PCR靶向扩增，建库后再进行illumina的高通量测序，原始的测序数据进行生物信息学分析获得SNP信息。其次，构建白内障小鼠F2代家系：使纯系突变小鼠FVB与纯系野生型小鼠C3H产生F1代，并自交产生F2代，利用上述建立的高通量SNP测序方案进行白内障小鼠F2代家系的基因组扫描，对致病基因进行定位连锁分析。最后，采用全外显子测序技术对白内障小鼠测序，分析突变小鼠全外显子突变，根据基因定位连锁结果，获得候选突变基因。　　结果：（1）测序结果显示，建立的一个基于多重PCR靶向二代测序的小鼠SNP高通量监测方案，既可用于小鼠基因定位，又可用于近交系小鼠遗传质量监控。其优点主要表现如下：首先，多重PCR的扩增子均一性好，各片段成功率高达90%以上;其次，特异性高，高深度测序条件下，SNP位点的等位基因比例趋近于1或0，符合纯合子条件;分析4批小鼠样本，发现SNP位点成功鉴定的比例分别为99.82％，92.00％，99.10％和90.35％，且所有小鼠品系个体的SNP位点均为纯合，并被成功确定为目标品系;两两品系之间相比，最大差异数为73个，最小差异数为3个，差异位点平均数为53个，差异中位数为60个，显示出本方案对常见近交系小鼠品系分辨率较高。（2）全基因组定位结果显示，70余只F2代小鼠覆盖在常染色体上的SNP位点进行基因分型，之后再通过FVB纯合子的比例来判断各染色体连锁程度，发现位于11号染色体上的rs4228772SNP位点比例最高（达到了82.11%），所以初步鉴定导致白内障的突变基因位于11号染色体上。（3）全外显子结果显示，通过对外显子测序数据的分析和过滤，只留下功能性变异，最后筛选出28个单碱基变异以及3个插入缺失突变。（4）综合全基因组扫描和全外显子测序分析，在11号染色体上发现了3个候选基因（Sfi1、Obscn和Ptrh2 ）分别是3134337位置上的G变成了A进而发生了无义突变(missense)、59054628位置上的C增加了个A变成了CA进而发生了移码突变(frameshift insertion)和86689778位置上的C变成了T进而使该位置提前产生了终止密码子(stopgain)。　　结论：先建立了小鼠高通量SNP检测方案，其次将小鼠高通量SNP检测方案用于白内障突变基因的全基因组扫描，将基因定位到11号染色体上，然后利用外显子测序发现若干候选功能性变异，最终在11号染色体上发现了3个候选基因（Sfi1、Obscn和Ptrh2）。