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关键词： Molecular biology   Medicine  

摘要： Recent studies have identified recurrent mutations affecting the activity of polycomb repressive complex 2 (PRC2) in a variety of human tumors. These genetic lesions include point mutations in histone genes (as in pediatric high-grade glioma; pHGG), homozygous loss of core PRC2 subunits (as in malignant peripheral nerve sheath tumor; MPNST), or chromosomal translocations affecting PRC2 subunits (as in endometrial stromal sarcoma; ESS). The overarching hypothesis of this work was that the integration of histone modification and proteome analysis with available molecular diagnostic information would lead to an improved understanding of oncogenic mechanisms and reveal new immunohistochemistry (IHC) targets. We examined both artificial model systems and patient-derived cell lines to explore the consequences of these mutations, and we also developed a novel method to extract protein from formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tumor tissue to enable characterization of archival specimens for which model systems are not widely available. We report that in pHGG, the oncogenic mechanism of histone H3 K27M mutation is related to a decrease in H3 K27me3 and an increase in H3 K27ac, but, critically, the H3 K27M mutation does not render the PRC2 complex inactive. In MPNST, SUZ12 or EED loss leads to a complete loss of H3 K27me3 as well as H3 K27me2, as well as a gain of H3 K27ac. The report of H3 K27me2 loss in MPNST is novel and appears to be disease-specific, and consequently represents the best IHC target to date to reliably distinguish MPNST from histologic mimics. The new FFPE workflow we developed enables faithful characterization of archival tissue samples, potentially beginning a new era of translational proteomics research. Finally, we report that in ESS, the JAZF1-SUZ12 does not lead to global PRC2 dysfunction, but may instead cause a mislocalization of PRC2 on chromatin, leading to derepression of PRC2 targets such as EMILIN3. Indeed, EMILIN3 appears to be a promisin

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： 主动脉疾病   基因检测   代谢组学   肺动脉高压  

摘要： 第一部分遗传性主动脉疾病遗传学分析及多组学研究第一章中国人群遗传性主动脉疾病遗传学及转录组分析中文摘要目的：遗传性主动脉疾病是一组以主动脉扩张、主动脉瘤/夹层及主动脉迂曲为主要特征的结缔组织疾病，可发生于马凡综合征（MFS）、Loeys–Dietz综合征（LDS）、Ehlers-Danlos综合征（EDS）、家族性胸主动脉瘤/夹层（FTAAD），是引起猝死的主要原因之一，并表现高度遗传倾向。这些疾病有着不同程度的临床表型重合，又有着各自的疾病特征，临床医生难以鉴别诊断。本研究旨在利用基因测序方法，鉴定基因变异并辅助临床明确诊断，同时探讨基因型-表型相关性，促进患者的个体化管理。方法：抽取先证者外周血，提取基因组DNA。设计包含15个与主动脉疾病相关致病基因的panel，对主动脉疾病患者进行基因panel检测，生物信息学方法分析筛选变异位点并用Sanger测序进行确认。对于MFS体征明显、panel测序阴性的患者利用多重连接探针扩增技术（MLPA）筛查FBN1及TGFBR2基因的大片段插入/缺失。针对高度怀疑存在遗传倾向，但临床难以确诊或panel测序阴性患者，进行全外显子测序。对于全外显子测序阴性的部分患者，通过RNAseq直接检测RNA的表达丰度、RNA序列中的变异以及等位基因特异性表达和异常剪接事件来补充WES的局限性。结果：对692例胸主动脉疾病患者进行基因panel检测，结果发现224（32.4%）例患者携带（可能）致病变异，223例（32.2%）携带临床意义不明变异（VUS），其余245例（35.4%）未检出任何可疑变异。在明确诊断的患者中，大部分（201/224）致病变异位于FBN1基因，可诊断为MFS；此外，还包括5例FTAAD，17例LDS，1例SGS。筛选115例panel阴性的患者进行MLPA检测，获得5个未报道的FBN1大片段缺失并通过Sanger测序确认，分别来自于5例MFS体征明显的患者，提示在临床基因检测中筛查基因的大片段插入/缺失可进一步提高诊断率，特别是对于MFS体征明显的患者。按照致病机制将201例携带FBN1（可能）致病变异的患者分为两组，显性负向组（DN，n=91）和半倍剂量不足组（HI，n=110），进行基因型-表型关联分析，结果表明，携带FBN1HI变异的患者更早发主动脉事件（平均发病年龄28.8y vs32.1y），同时主动脉疾病程度更为严重或伴发瓣膜疾病。本研究对50例主动脉疾病患者和6例对照人群的主动脉组织样本进行了RNAseq，获得了一组异常表达的蛋白编码基因和一组LncRNA，并在5例患者中检出异常剪接事件，其致病性及致病机制有待进一步研究。结论：截至目前，本研究为中国最大的遗传性胸主动脉疾病患者panel检测队列，开放的遗传学数据库可作为遗传性胸主动脉疾病遗传学分析及致病机制研究的数据支撑。此外，基因检测对于遗传性胸主动脉疾病患者的早期诊断和家属筛查具有重要意义，对患者手术方案的选择及预后判断也有一定指导作用。特别是对临床易被误诊和漏诊的LDS，其发病更为迅猛预后更差，基因检测可帮助鉴别诊断，促进个体化临床管理。第二章遗传性主动脉疾病代谢组学分析中文摘要目的：胸主动脉瘤主要涉及胸主动脉损伤，表现为持续性的局部扩张。部分患者发病隐匿，进展迅速，如在急性夹层发生之前未确诊则预后较差。如何提早诊断、准确预测是研究人员关注的焦点。本研究旨利用非靶向代谢组学方法，检测主动脉瘤/夹层患者血浆中代谢组学产物差异，探索疾病发生发展、危险分层的生物标志物。方法：收集患者的全血样本分离血浆利用非靶向代谢组学方法，对血浆中827种代谢产物进行检测。本研究共纳入了70例胸主动脉瘤（TAA）患者、69例A型胸主动脉夹层（TAD）患者以及70例健康对照，分为队列1和队列2两组，所有患者均已排除高血压、高脂血症等主动脉事件危险因素。结果：主成分分析结果表明，HC与TAA和TAD之间存在显著的代谢差异，但是，TAA和TAD之间差异不明显。随机森林法分析获得了“重要性”等级排序中排名前30位的代谢产物，主要涉及脂质代谢（22种）和氨基酸代谢，包括二羧酸，溶血脂类，溶酶体纤维蛋白以及参与氧化还原稳态的生物化学物质。利用30种代谢产物对数据进行分组，在队列1和队列2中结果预测准确度分别为78%和86.6%。结论：本研究首次利用非靶向代谢组学检测方法，分析了诊断为TAA和TAD的个体与健康对照的血浆代谢图谱，代谢表型的差异主要表现在脂质代谢、氧化还原稳态和细胞外基质的变化方面，研究结果可帮助鉴定预测胸主动脉瘤发生发展的生物标志物。第二部分肺动脉高压遗传学分析及iPS细胞模型构建第一章中国人群肺动脉高压遗传学分析中文摘要目的：肺动脉高压（PAH）是一组以肺

关键词： Alzheimer's disease   Bioinformatics   Genome Wide Association Studies   Heritability   Neuroimaging   0317  

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： 檫木   GBS   遗传多样性   物种分布模型   环境关联位点   地理隔离   环境隔离  

摘要： 檫木(Sassafras ***),隶属于樟科(Lauraceae)檫木属(Sassafras)。主要分布在我国大陆地区和北美,材料用途广泛。目前对于檫木的研究集中在探究其生理生化特性方面。作为在长江以南地区广泛分布的物种,将檫木作为代表,利用檫木的分布信息研究该地区物种的分布及预测其应对气候变化的响应对于物种的保护等方面具有重要的参考意义。此外,结合基因分型测序技术(GBS)和景观遗传学的研究,能够揭示其代表性类群的遗传结构和谱系地理分布之间的关系,解析不同进化力量对物种的影响,并利用此关联预测未来气候变化对该物种的遗传结构和遗传多样性的影响。本研究通过13个群体共计106个个体的基因分型测序的结果,探究檫木的遗传多样性和景观遗传学特性。使用Biomod2组合模型对檫木的分布进行模拟,组合模型模拟结果的AUC平均值大于0.89,表明预测结果良好。影响其分布的生物气候因子按照影响大小依次为:昼夜温差月均值(Bio02)、年平均温度(Bio01)、温度季节变化(Bio04)和最干月降水量(Bio14)。模型结果显示,在基准气候条件下,檫木的分布主要集中在长江以南大部分地区,西至四川,东到江苏,北至秦岭淮河一带,南至宝岛台湾。适宜分布地区面积为1740100平方公里,约占我国国土面积的18.1%。气候变化会对檫木分布范围产生影响,具体表现为,适生地面积总体呈现缩小的趋势,而且会随着碳排放的增加成反比。分布面积质心则明显向北部地区偏移。对测序获得的11862个单核苷酸多态性位点进行遗传多样性分析,其期望杂合度(He)为0.3004,观测杂合度(Ho)为0.2604,多态信息含量(PIC)为0.2457。有效等位基因含量(Ne)为1.4897。核苷酸多样性(Pi)为0.3019。PCA结果表明,檫木的群体分为两部分:韶山(SS)、衡山(HS)、庐山(LS)和梅岭(ML)为一部分,其他群体为另一部分。系统发育树结果支持PCA分析结果。Structure结果也显示檫木来自两个基因库。使用BayeScan对檫木SNP位点进行识别,共得到104个离群位点(Outlier),在这104个离群位点中,使用R语言的“LEA”程序包中的LFMM算法检测与环境相关的位点,检测结果显示,其中53个位点与环境相关。这53个位点中,与昼夜温差与年温差比值(Bio03)相关的最多。檫木的环境相关位点结果表明,Bio03对檫木的遗传结构影响较大。POPs结果表明,随着气候的变化,Cluster4和Cluster1有向西南方向移动的趋势,而Cluster2则会在气候变化下有更有优势。使用Canoco 5计算环境因子对遗传数据的影响,结果表明对其遗传影响较大的环境因子按贡献率依次为:Bio03、降水量变异系数(Bio15)、Bio04、Bio13、Bio01和Bio02,其P值均小于0.05。这和LFMM结果吻合。使用随机化多重矩阵回归分析(MMRR)结果表明:檫木的空间遗传分化具有显著的IBD和IBE效应。IBE=1.54IBD,IBE相对于IBD有更加显著的效应,即IBE更能够揭示其遗传分化。此外,ZT结果表明,年平均温度也对其遗传距离有一定影响。

关键词： 肥厚型心肌病   RAS/MAPK通路   RAS/MAPK畸形综合征  

摘要： 肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一种常见的遗传性心血管疾病,以不能解释的心室肌肥厚、室腔变窄为特征,约占儿童原发性心肌病的20%0%,是青少年心源性猝死最常见的病因之一。RAS/丝裂原活化蛋白激酶(RAS/mitogen-activated protein kinase,RAS/MAPK)通路组分的生殖细胞突变可致努南综合征等畸形综合征,是引起4岁以下儿童HCM最常见的病因。目前我国尚缺乏儿童心肌病病因学的系统研究,对RAS/MAPK畸形综合征相关HCM的自然病史和分子遗传学特点也缺乏足够的认识。本研究通过分析上海儿童医学中心诊治的HCM患儿的临床资料,探讨我国RAS/MAPK畸形综合征相关HCM的临床特征和分子遗传学特点,为儿童HCM的临床诊断和治疗提供依据。目的:探讨我国儿童RAS/MAPK畸形综合征相关HCM的临床及分子遗传学特征、预后特点,为其早期诊断、合理治疗提供依据。方法:选择2012年1月1日至2018年8月31日在上海儿童医学中心心血管内科住院治疗或门诊就诊的HCM患儿共168例,采用包含RAS/MAPK通路相关基因的目标基因外显子捕获测序或全外显子捕获测序进行心肌病相关致病基因检测,根据基因检测结果结合临床表现将研究对象分为“RAS/MAPK畸形综合征相关HCM组”及“非综合征HCM组”。分析RAS/MAPK畸形综合征相关HCM的临床特征,致病基因及预后特点。结果:共确诊RAS/MAPK畸形综合征相关HCM患儿47例(28.0%),其中男性27例、女性20例,首次诊断HCM的中位年龄为3.0([IQR]0.5,9.3)个月,40例(85.1%)在1岁以内首次诊断HCM;非综合征HCM患儿121例(72.0%),其中男性75例、女性46例,首次诊断HCM的中位年龄为12.6([IQR]3.7,72.1)个月,61例(50.4%)在1岁以内首次诊断HCM,两组间首次诊断HCM年龄具有统计学差异(p<0.01)。RAS/MAPK畸形综合征组中32例(68.0%)合并先天性心脏病(CHD),其中合并房间隔缺损(ASD)27例(57.4%)、肺动脉瓣狭窄(PVS)16例(34.0%);非综合征组中28例(23.1%)合并CHD,其中合并ASD 18例(14.9%)、PVS 7例(5.8%),两组间比较具有统计学差异(p<0.01)。在首诊HCM时,RAS/MAPK畸形综合征组中双心室肥厚32例(68.1%),非综合征组中双心室肥厚57例(47.1%),两组间比较具有统计学差异(p<0.05);RAS/MAPK畸形综合征组中21例(44.7%)合并左心室流出道梗阻(LVOTO),非综合征组中43例(35.5%)合并LVOTO,两组间比较无统计学差异(p>0.05)。RAS/MAPK畸形综合征组中47例为单等位基因错义突变,最常见的致病基因为PTPN11(19/47),其次为RAF1(11/47)、KRAS(5/47)、RIT1(4/47)、BRAF(3/47)、SOS1(2/47)、HRAS(1/47)及SHOC2(1/47);此外,在1例努南综合征患儿中检测到LZTR1双等位基因杂合错义突变。本研究总体随访率为94.6%,随访时间46.5([IQR]17.0,74.3)个月。RAS/MAPK畸形综合征组死亡3例,均为PTPN11基因第13号外显子突变,分别于3.0个月、3.5个月、6.0个月死于心力衰竭,其余44例患儿存活至研究终止,其中5例患儿心肌肥厚自发消退;非综合征组死亡4例,RAS/MAPK畸形综合征组与非综合征组累积死亡率无统计学差异(p>0.05)。结论:RAS/MAPK畸形综合征是儿童尤其是婴儿HCM的重要病因,具有高度的遗传异质性,PTPN11是RAS/MAPK畸形综合征相关HCM最常见的致病基因,采用包含RAS/MAPK通路相关基因的Panel或全外显子捕获技术进行基因测序有助于该疾病的早期诊断。RAS/MAPK畸形综合征相关HCM的心肌肥厚累及双侧心室壁较为常见,更易合并ASD和PVS。该症患儿预后一般较好,但PTPN11基因第13号外显子的某些特异性突变可能与快速进展的心肌肥厚、早期死亡相关。

关键词： x-连锁显性低血磷性佝偻病   分子遗传学   活性维生素D   中性磷   临床疗效  

摘要： 第一部分X-连锁显性低血磷性佝偻病的临床及分子遗传学研究　　[研究背景]　　X-连锁显性低血磷性佝偻病/骨软化症(X-linked dominant hypophosphatemic rickets/osteomalacia，XLH)由PHEX基因的功能缺失突变导致，其发病率约为3.9-5/100，000，是遗传性低血磷性佝偻病/骨软化症中最常见的类型。目前，现有XLH研究多针对欧美人群，对于中国XLH患者群体的临床及生化特点、PHEX基因突变特征及成纤维细胞生长因子23(fibroblast growth factor-23，FGF23)水平鲜有研究报道。XLH临床表现异质性很大，且该病十分罕见，现有研究受样本量限制，对于XLH是否存在影响疾病表型的相关因素尚无定论。近年来，XLH的一种靶向治疗新药(FGF23单克隆抗体，KRN23)问世，在欧美国家成人及儿童XLH患者中获得了十分理想的治疗效果且安全性良好。进一步明确中国XLH患者的临床特征、分子遗传学特点及FGF23水平等，将为今后中国XLH患者的靶向治疗提供重要临床指导。　　[目的]　　1.本研究基于大样本中国XLH患者人群(261例患者)，旨在明确XLH患者的临床及生化特征、FGF23水平和分子遗传学特征(PHEX基因突变特点)，探究是否存在影响该疾病临床表型异质性的因素。　　2.分析致病基因PHEX突变在DNA水平及蛋白结构水平的分布特征与聚集性，探索PHEX蛋白重要功能结构域。　　[研究方法]　　1.研究对象:回顾性纳入2005年至2017年在北京协和医院确诊的XLH患者。患者纳入标准:(1)通过基因检测明确存在PHEX基因突变;(2)存在XLH的相应临床表现(低磷血症、骨痛、骨骼畸形、身材矮小、X线提示佝偻病或骨软化征象等)。　　2.研究方法:(1)回顾性收集所有初诊尚未接受药物治疗或已中断药物治疗1年以上XLH患者临床、生化及影像学资料并进行统计学分析;(2)Sanger测序法及多重连接探针扩增技术(multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA)检测XLH患者PHEX致病突变，并进一步分析突变分布特点;(3)通过同源建模方法构建PHEX蛋白结构模型，在蛋白三维结构水平分析突变聚集性，探索PHEX蛋白是否存在重要功能域;(4)酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay, Elisa)方法检测患者血清中全段FGF23蛋白(intact FGF23，iFGF23)水平，并分析PHEX突变类型/突变位点对XLH患者iFGF23水平的影响;(5)探索XLH疾病表型的影响因素，分析性别、基因突变类型/位点、iFGF23水平等是否影响该疾病临床表型。　　[结果]　　1.本研究共纳入261例于北京协和医院就诊的XLH患者，其中男性84例，女性177例。所有XLH患者均为幼年起病(0-6岁)，平均起病年龄为1.25岁，最常见的起病就诊主诉为下肢弯曲畸形(47.0％)及下肢无力/步态摇摆(29.0％)。　　***的主要临床特征表现为身材矮小和骨骼畸形。患者的平均身高标准差(standard deviation score，SDS)为-2.74±1.58，其中67.7％患者身高在-2SDS以下，成年患者身材矮小(SDS-3.55±1.44)较青少年患者(SDS-2.40±1.52)更为显著(P＜0.001)。该病最常见的骨骼畸形为下肢畸形(发生率95.9％)，其次为串珠肋(72.1％)和手镯/足镯征(70.3％)。儿童XLH患者骨骼佝偻病评分(rickets severity score，RSS)中位数为6分。XLH典型的生化特征为低磷血症(发生率96.4％)、血碱性磷酸酶水平升高(发生率77.7％)、高PTH血症(发生率59.2％)、β-CTx升高(发生率67.5％)，而血钙及尿钙水平正常。　　3.中国XLH患者人群iFGF23水平中位数为101.9pg/ml，约为正常人群的2.5-5倍，但存在较大个体差异(6.46-542.57pg/ml)，且个体iFGF23水平并不受性别、年龄、PHEX基因突变类型或突变位置等因素的影响(p＞0.05)。　　4.研究纳入的261例XLH患者中共检出166种PHEX基因突变，包括142种点突变(含25种错义突变、36种无义突变、31种微小缺失突变、24种微小插入突变及26种剪接位点突变)和24种大片段插入/缺失突变。其中，111种是文献尚未报道的新突变位点。PHEX突变分布在C-端区域更为聚集，54.6％的突变发生在15-22外显子，第15、20和18外显子的突变发生率高于其他外显子，分别为10.7％，9.6％、9.1％。　　5.通过同源

关键词： Ecology   Genetics  

摘要： As climate and land use change intensify throughout the 21st century, predicting responses of sensitive species to changing environmental conditions will be critical for minimizing species losses. However, these predictions are often complicated by substantial uncertainties regarding how species-level evolutionary constraints and heterogeneity in landscape characteristics influence the effectiveness of these responses. In this dissertation, I address several of these uncertainties for turtles (order Testudines), a particularly sensitive taxonomic group. Focusing on the IUCN-Endangered Blanding’s turtle (Emydoidea blandingii), the studies herein leverage existing demographic and genetic datasets, detailed behavioral observations, and emerging sequencing tools to evaluate potential behavioral, demographic, and genetic responses to environmental change. Each chapter addresses separate questions and hypotheses, with each formatted for publication in scholarly journals. Chapter 1 (published in Herpetological Conservation and Biology) explores the utility of time-varying nest survival models for conservation and management of freshwater turtles, and uses nest survival datasets collected for Blanding’s turtles and bog turtles (Glyptemys muhlenbergii) to illustrate these methods. Chapter 2 (published in Behavioral Ecology and Sociobiology) considers how theories regarding Pace-of-Life Syndromes (POLS) can be used to address hypotheses about risk-taking and decision-making during nesting excursions by female Blanding’s Turtles. Chapter 3 (submitted to Landscape Ecology) develops a novel modelling framework that integrates demographic and genetic datasets to predict climate and land use change effects for Blanding’s Turtles. Chapter 4 (intended for submission to G3: Genes, Genomes, Genetics) explores the interaction between species-level traits and patterns of local adaptation in Blanding’s turtles and snapping turtles (Chelydra serpentina) using next-generation sequencing to

关键词： “在场”   《可恨的遗传学》  

摘要： 一直以来,如何处理个人与现实的关系,始终都是诗人所面临的一个非常棘手的问题。因为这不但关系到诗人对生活的现实态度如何,更关系到他是以显性还是隐性的表意方式来处理这一问题。我们非常欣赏单刀直入、直接介入现实存在的那样的勇敢诗人,比如杜甫、白居易,前者以直接批判的姿态写出了震撼人心的"三吏"与"三别"等诗篇,后者直

关键词： 医学遗传学   临床应用   教学  

摘要： 医学遗传学是遗传学和医学结合起来的一门边缘学科,是医学教育中一门重要的基础医学课程,在课堂教学中将教学与临床应用紧密联系在一起,对激发学生兴趣,拓展学生知识面,培养学生的临床思维、分析诊断能力和综合应用,都有积极的作用,也能较好地达到医学遗传学课堂教学的目的。