通过时间基因表达谱分析探究异烟肼引起肝损伤的机制

抗结核药物异烟肼具有肝脏毒性,其发生机制需要进一步阐明。本研究使用异烟肼处理肝细胞,分析不同处理时间表达谱的差异。通过对差异表达基因进行聚类分析和功能富集分析,共得到6个与肝脏毒性相关的基因簇和一系列相关通路;进一步通过蛋白互作分析和时间序列差异分析方法,筛选出表达水平具有时间依赖性的13个关键基因。本研究结果为理解异烟肼引发肝脏毒性过程提供了思路,为今后药物性肝脏毒性的监测以及治疗提供了新的靶基因。     

中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记研究

为系统性研究中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记,本研究以41例抗结核药物引发肝损伤的病人和39例健康对照为研究对象,采用Haloplex捕获测序的方法对其基因组中药物代谢、转运和免疫相关通路的109个基因进行靶向测序。用Plink软件对DNA突变位点与肝损伤的发生进行关联分析,以千人基因组计划东亚人群作为对照组,对显著性位点进行验证,并用SIFT和Polyphen2软件对预测显著关联的位点进行功能预测。结果发现UGT1A4 rs2011404(X^2=4.6809,P=0.0305)是抗结核药物引发的肝损伤的易感基因标记,且rs2011404突变可能引起UGT1A4蛋白的功能障碍。本研究为临床上对抗结核药物的合理用药提供了有益的参考。     

耐热DNA连接酶介导的TLCR技术在简化DNA重组实验中的应用

传统的DNA重组方法Type Ⅱ型限制酶技术受到片段纯化的限制,无法做到复杂混合体系中DNA片段的特异性连接。为解决这个问题,本研究将耐热连接酶链式反应(Thermostable ligase chain reaction, TLCR)引入DNA片段的连接与捕获。该技术利用耐热型DNA连接酶的特性,在热循环反应中配合针对目的片段末端序列设计的单链寡核苷酸连接模板--Helper,实现目的片段的特异性连接和产物数量的指数性增长。两个质粒构建实验被用于验证TLCR技术的可行性和应用效果。首先利用TLCR技术从一个未经纯化的含有7种不同大小片段的混杂体系中特异性地将一段1.5 kb的片段捕获进载体,随机抽取的克隆样品经检验准确率达到80%,验证TLCR技术在复杂混合体系中特异性连接DNA片段的可行性和准确性。在另一个质粒构建实验中,TLCR技术从λ噬菌体基因组Hind消化物中将两段总长达27 kb的片段按顺序捕获进载体,随机抽取的克隆样品经检验同样达到了80%的准确率。结果表明,TLCR技术能够简化DNA重组实验的操作,并且适用于多片段和大片段的连接,可以为生物学研究提供便利。     

中国人群肝功能检测指标全基因组关联分析研究

肝功能检测(liver function test,LFTs)指标是受遗传和环境影响的复杂性状,具有个体差异性。为系统性研究中国人群全基因组范围内单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与肝功能指标之间的联系,本研究利用英国生物银行(UK Biobank)中1653名中国人的基因分型数据和表型数据为研究对象,利用PLINK软件进行全关联分析研究(genome-wide association study,GWAS),发现229个SNP与中国人群血液中的总胆红素(total bilirubin,TB)相关,27个SNP与中国人群血液中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)相关,36个SNP与中国人群血液中的γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,GGT)相关,1个SNP与中国人群血液中的门冬氨酸氨基转移酶(aspartate transaminase,AST)相关,最显著的位点中有11个位点是新的LFTs关联位点。通过功能基因组分析,发现这些位点的临床意义(如吉尔伯特综合征),确定了候选基因(UGT1A,ABO,GGT1),为从遗传角度理解中国人群LFTs的个体差异性和肝功能指标临床精准检测提供了前期研究基础。     

利用CRISPR/Cas系统快速高效构建血友病乙小鼠模型

血友病乙是由凝血因子Ⅸ(Factor Ⅸ,FⅨ)缺乏或功能缺陷导致的出血性疾病,为伴X染色体隐性遗传病。小鼠模型对于血友病乙的研究具有十分重要的意义,而基因组编辑技术又为小鼠模型的构建提供了一种快捷而且高效的途径。本文利用CRISPR/Cas系统,在小鼠FⅨ基因第8外显子上选择靶位点,将Cas9 mRNA和带有靶位点的sgRNA显微注射到C57BL/6品系小鼠的受精卵中,获得基因修饰的小鼠。利用高分辨率熔解曲线分析(High resolution melting, HRM)技术进行精确基因分型,并通过测序验证,在60只小鼠中,总共有51只小鼠的靶位点发生了突变,突变率高达85%,其中雄鼠的突变率为79.5%,雌鼠的突变率为95.2%;未检测到非目标位置的基因编辑脱靶。凝血活性实验显示,突变小鼠的FⅨ活性值(Factor Ⅸ coagulant activity, FⅨ: C)是非突变小鼠的6.82%,大大低于非突变小鼠,表明突变小鼠的凝血活性缺失。本研究表明,利用CRISPR/Cas系统成功构建了人类血友病乙遗传病小鼠模型。     

以人类血型为遗传学案例教学的思考与实践

血型是人类日常生活中非常常见的一种遗传表型, 拥有丰富的遗传学内涵。随着科技的发展, 其内涵不断得到新的揭示, 新的研究结果不断补充, 持续吸引着人们对血型遗传机制的探索。血型遗传案例除了与孟德尔遗传和连锁遗传、基因突变和染色体畸变四大内容关联外, 还涉及到其他多方面的遗传学知识点。在教学中, 依据遗传学的知识脉络, 贯穿以ABO血型作为经典案例, 结合拓展的白细胞血型, 孟买、Rh、MN等血型的遗传规律及其应用, 并且开展相关的实验教学, 理论联系实际, 增强了学生的兴趣, 提高了教学效果。在遗传学实验教学中, 有80%的学生选择ABO血型鉴定这个自选实验, 并表示出对这个实验的浓厚兴趣。在讲授相关知识点时, 用恰当的血型案例为引导, 设计相关的讨论主题, 开展PPT展示性讨论和辩论式讨论, 所有的学生都积极主动参与进来, 与现实生活相结合, 引导学生思考问题, 使学生的思维在辨析中得到操练, 提高分析问题和解决问题的能力, 深刻理解遗传学基本理论知识。