SMAD4错义突变与先天性心脏病易感性的相关性研究

SMAD4在心脏发育过程中发挥重要作用,已有研究显示,Smad4 缺陷小鼠心脏功能异常.为了进一步探究SMAD4基因错义突变与先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)发生的相关性,本研究选取了来自中国山东汉族的417例CHD患者样本和213例健康对照样本,并靶向SMAD4的编码区进行深度...     

锌指转录因子GATA4的功能研究进展

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是常见的先天性缺陷之一,严重危害儿童和成人的健康。锌指转录因子GATA4是心脏形态正常发育的调节因子,贯穿胚胎发育和心脏发育阶段多个表达过程。GATA4的突变会导致多种先天性心脏病的发生,新型GATA4突变(c.A899C,p.K300T)揭示了与房间隔缺陷(ASD)相关的GATA4甲基化位点的突变,拓宽了GATA4基因的突变图谱。GATA4作为心肌细胞生长和心肌发育中的关键参与者,可以调节心肌基因的表达,以应对肥厚性刺激。GATA4通过TRAF3IP2和IL1A激活NF-κB通路,将自噬和DDR联系到衰老和炎症反应。本综述围绕GATA4的结构与功能进行综述,为先天性心脏病的治疗、抗衰老提供一些病理基础或理论参考。     

进行性骨化性纤维增殖不良症临床及基因突变分析

目的:研究一例具有超经典型临床特征的FOP患者,并对其ACVR1/ALK2基因进行分析。方法:根据患者的大踇趾畸形和进行性异位骨化等表现进行临床诊断,确诊为FOP。经患者及家属同意,采集患者、父母外周血,提取DNA,通过PCR扩增并直接测序测定ACVR1基因全部外显子序列,以此来确定突变位点。结果:患者具有超经典型FOP的临床表现:先天性大踇趾畸形,先天性双手拇指、食指远端关节僵直和进行性异位骨化,父母无FOP的相关临床表现。基因测序分析示该患者在ACVR1第七外显子发现存在c.1067G>A(p.G356D)杂合错义突变,而其父母无此杂合突变。结论:该患者在ACVR1的c.1067G>A(p.G356D)发生杂合错义突变,这有助于我们更好地理解认识中国FOP患者的临床表现和发病机制。     

癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制

肺腺癌的发生涉及多个生物学功能通路的扰动,其遗传改变频繁地发生于MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路的基因中。解析癌相关通路间的共扰动机制对我们理解癌机制以及寻找诊断标记具有重要意义。因此,本文基于肺腺癌突变谱数据,研究上述癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制。结果发现:在肺腺癌发生的过程中,MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路同时被扰动。在不同的癌样本中,一对通路可能通过以下三种方式被共同扰动:(1)在两条通路中的不同基因间的共突变;(2)两条通路相互交叠基因的突变;(3)与两条通路同时具有频繁的互作关系的蛋白质的编码基因的突变。该结果提示,癌相关通路对在不同的样本中可能通过不同的方式被共扰动,这也可能是造成癌症异质性的重要原因之一。     

346例海南黎族新生儿G6PD基因突变分析

为了解海南黎族新生儿G6PD基因突变的流行情况以及为本地区该民族G6PD缺乏症的防治提供参考,本研究对滤纸干血斑进行了G6PD基因突变检测,即用多色探针荧光PCR熔解曲线法对中国人群常见的16种基因突变进行检测。结果表明:在海南黎族667例新生儿样本中检出G6PD基因突变样本346例,总突变率51.9%(346/667),以保亭县黎族的突变率(61.5%)最高,其次是白沙县57.0%、琼中县54.5%。本研究共检出11种G6PD基因突变和3种复合突变,以c.1376 GT、c.1388 GA和c.95 AG这3种基因突变型为主,分别占61.85%、23.41%和4.34%,同时发现1例c.86 CT突变。这说明海南黎族存在G6PD缺乏症的高发人群。海南黎族人群中最常见的G6PD基因突变型是G6PD基因c.1376 GT、c.1388 GA和c.95 AG突变。G6PD基因突变的研究有利于G6PD缺乏症高发地区对新生儿溶血、黄疸、蚕豆病的确诊与防治,并能为此类病情的治疗提供参考数据。     

水稻矮化小穗突变d18新等位基因的发现及生理功能分析

株高和穗型是决定水稻产量密切相关的农艺性状.本研究从粳稻品种台北309经甲基磺酸乙酯诱变的群体中分离出一个能稳定遗传的矮化小穗突变体,主要表现矮化、粒长增加而宽度变小和穗型变小等特点.遗传分析表明,该突变体受单隐性核基因控制.定位于水稻第1号染色体的Indel标记P4和P5之间,物理距离约为20 kb.由于该区间只有一个已经克隆的矮化基因Dwarf18(d18),其功能编码赤霉素3β-羟化酶(GA3ox2).所以,表明突变基因与d18可能等位.测序比对发现,该突变基因的第2个外显子发生了1个碱基(G)的缺失,造成无义突变,实时荧光定量PCR结果显示,OsGA3ox2基因在突变体中表达量显著下降.因此,将该突变基因暂命名为d18-1.组织切片观察结果显示,与野生型相比,突变体的茎部倒三节间纵向细胞长度显著变短,但细胞数目增多.生理功能结果分析表明,突变体对外源激素GA更敏感,但对外源激素BR不如野生型敏感.检测与GA和BR生物合成与信号传导途径相关基因的表达结果发现,与野生型相比,在突变体中参与GA失活基因OsGA2ox3出现了下调表达,GA生物合成相关基因OsGA20ox2和OsGA3ox2也出现了下调表达,GA信号传导途径中的关键基因都没有明显的差异表达变化.另外,参与BR的合成或者信号传导途径的大部分相关基因在突变体中的表达都出现了下调.由此证明,突变体矮化是由于GA激素的不能正常合成所导致,并且对外源活性BR的响应通路受损而造成对BR激素的低敏感反应.另外,对孕穗期的野生型和突变体的幼穗进行转录组测序分析表明,与野生型相比,突变体检测到1497个差异表达基因,这些差异基因涉及苯丙素的生物合成、糖代谢和碳代谢等.因此,推测突变体中的OsGA3ox2基因发生了无义突变影响了GA和BR生物合成与信号传导途径以及穗型发育相关调控途径,这为更深入研究调控水稻矮化以及穗型的遗传网络提供了新的信息.     

进行性骨化性纤维増殖不良症临床及基因突变分析

目的：研究一例具有超经典型临床特征的FOP患者,并对其ACVR1/ALK2基因进行分析。方法：根据患者的大踇趾畸形和进行性异位骨化等表现进行临床诊断,确诊为FOP。经患者及家属同意,采集患者、父母外周血,提取DNA,通过PCR扩增并直接测序测定ACVR1基因全部外显子序列,以此来确定突变位点。结果：患者具有超经典型FOP的临床表现：先天性大踇趾畸形,先天性双手拇指、食指远端关节僵直和进行性异位骨化,父母无FOP的相关临床表现。基因测序分析示该患者在ACVR1第七外显子发现存在c.1067G〉A（p.G356D）杂合错义突变,而其父母无此杂合突变。结论：该患者在ACVR1的c.1067G〉A（p.G356D）发生杂合错义突变,这有助于我们更好地理解认识中国FOP患者的临床表现和发病机制。     

BATF2对Wnt信号通路影响的研究

摘要wnt信号通路在各种生物体内高度进化保守,与癌症的发生发展密切相关。BATF2是一个新近发现的基因,研究表明其具有抑癌基因的作用。目前,BATF2与wnt信号通路的关系尚不清楚,该文用荧光素酶报告基因检测、Real－timePCR和Western blot发现BATF2能影响wnt信号通路。过表达BArF2可明显下调TCF4／p－catenin的转录活性和Wnt信号通路下游基因的表达,可以下调细胞核中的β-caenin。推测BATF2可能通过下调细胞核中的p－catenin来实现对wnt信号通路的下调。上述结果为抑制Wnt信号通路用于肿瘤治疗提供了一定的依据。     

POLG1外显子1、3、4、7突变与弱精子症的相关性及其对mtDNA和4977 bp缺失的影响

为了探索POLG1外显子1、3、4、7突变与弱精子症的相关性及对mtDNA序列突变和4 977 bp缺失的影响,按WHO标准收集了120例弱精子症和101例精子活力正常的精液标本,经PCR测序分析POLG1外显子1、3、4、7突变,继而测序检测9例外显子4 c.948 GA突变的弱精子症标本、9例无c.948 GA突变的弱精子症标本和9例正常对照标本的mtDNA全序列,利用巢式PCR技术分析9例c.948 GA突变标本、9例无c.948 GA突变的弱精子症标本和9例对照标本的4 977 bp缺失。结果显示:在120例弱精子症中发现POLG1外显子4 c.948 GA突变9例(7.5%),显著高于对照组(0%,P0.05)。c.948 GA突变组mtDNA全序中突变率与对照组比无统计学差异(P0.05)。作者关注的两组中,突变数有差异的位点累积突变频次突变组显著高于对照组(P0.05),但与无c.948 GA突变的弱精子症标本的累积突变频次比较无统计学意义;突变组mtDNA 4 977 bp缺失率(7/9,77.8%)显著高于对照组(2/9,22.2%,P0.05)和无c.948 GA突变的弱精子症组(2/9,22.2%,P0.05)。以上结果提示,弱精子症的发生可能与POLG1 c.948 GA突变有相关性,弱精子症线粒体DNA某些位点的累积突变率增高,但可能不是POLG1 c.948 GA突变引起;c.948 GA突变可能会增加mtDNA 4 977 bp缺失,从而影响精子线粒体功能,导致精子活动力下降。     

利用CRISPR/Cas9构建G6PD基因c.1388G>A突变的HEK293/K562细胞株

该文旨在利用CRISPR/Cas9构建G6PD基因c.1388GA突变的HEK293/K562细胞株,为G6PD缺陷症及其修复研究提供细胞模型。针对G6PD基因c.1388GA位点设计单链向导RNA(sg RNA)与突变同源臂,利用CRISPR/Cas9联合同源重组修复(HDR)构建G6PD基因c.1388GA突变的HEK293细胞株与红白血病K562细胞株; qRT-PCR、Western blot检测G6PD基因表达; CCK8检测细胞增殖;G6PD/6PGD比值法检测G6PD酶活性;结晶紫染色与Annexin V-APC/7-AAD验证突变细胞株对氧化活性药物维生素K3与伯安喹的耐受情况。结果显示,成功构建CRISPR/Cas9双质粒载体系统;筛选单克隆细胞经测序鉴定显示,成功构建G6PD基因c.1388GA突变的HEK293与K562细胞株,且无脱靶;进一步发现, c.1388GA突变不影响HEK293与K562细胞G6PD基因mRNA转录与蛋白翻译,但细胞增殖减慢, G6PD酶活性下降;突变HEK293细胞对维生素K3与伯安喹的耐受力减弱,突变K562细胞对伯安喹耐受能力减弱。该研究成功构建G6PD基因c.1388GA突变的HEK293与K562细胞株,为G6PD缺陷症及后期基因修复研究提供细胞模型。     

Smad1在结直肠癌中的突变及功能分析

DNA损伤是肿瘤发生的基础,细胞内应答DNA损伤的分子信号通路是阻挡癌症发生的屏障。近年来发现Smad1在DNA损伤应答的分子信号通路中具有重要的作用。本实验旨在探究结直肠癌患者组织中Smad1的序列突变及其生物学意义。本实验提取结直肠癌患者肿瘤组织和正常组织的总RNA并逆转录成c DNA,分段扩增Smad1基因并进行克隆和双向测序,测序结果进行比对,发现Smad1的MH1区域与MH2区域的错义突变较少,6个主要的错义突变均集中在Linker区域,其氨基酸残基改变分别是:N147H、P167S、T202A、M218I、M247V和A248V,其中Thr202是已知的GSK3作用位点;正常组织及肿瘤组织中的突变情况不同,T202A和M218I分别是仅存在于正常组织和肿瘤组织中的突变,提示Smad1 Linker区域的突变可能影响其生物学功能。并利用RNAfold和SOPMA在线服务器分别预测发现错义突变对Smad1的RNA二级结构和蛋白质二级结构造成不同程度的影响。     

单纯性先天性心脏病中TBX5基因表达异常的机制

为探讨人类单纯性先天性心脏病患者中TBX5基因表达下调的可能原因, 应用变性高效液相色谱(DHPLC)方法检测100例单纯性先天性心脏病患者中TBX5基因上游1 200 bp调控区的突变情况; 应用甲基化敏感性限制性内切酶(MS-RE)法检测50例单纯性先天性心脏病患者和5例非先天性心脏病患者心肌组织TBX5基因启动子区两个CpG岛(转录起始点上游-49~-188 bp和-247~-464 bp处)的甲基化情况; 应用P-match软件预测小鼠Tbx5基因上游转录因子Nkx2-5的结合位点, 构建Nkx2-5表达载体转染小鼠H9C2(2-1)心肌细胞, RT-PCR及Western blotting检测Tbx5基因表达, 凝胶阻滞实验(EMSA)验证Nkx2-5和Tbx5基因的作用。结果在100例单纯性先天性心脏病患者中, 未检测到TBX5基因上游1 200 bp调控区突变; 非先天性心脏病患者和单纯性先天性心脏病患者在两个CpG岛存在相同的甲基化; 小鼠Tbx5基因转录起始点上游-312~-315 bp可能存在Nkx2-5的结合位点, 转染Nkx2-5表达载体后Tbx5基因在mRNA及蛋白质水平均有表达增高趋势, Nkx2-5在体外可以与Tbx5基因上游-312~-315 bp序列相结合。以上结果提示TBX5基因调控区突变和两个CpG岛的甲基化不是单纯性先天性心脏病患者心肌组织中TBX5基因表达下调的原因, TBX5基因表达下调可能由于NKX2-5的表达异常引起。     

绵羊FecB突变对BMPR1B活性及BMP/SMAD通路的影响研究进展

BMPR1B是绵羊中被鉴定的第一个多羔主效基因,但该基因中FecB突变增加绵羊排卵数的分子机制尚未解析。近年来发现BMPR1B活性受小分子抑制蛋白FKBP1A调控,该蛋白充当了BMPR1B及BMP/SMAD通路活性控制开关的关键作用且FecB突变恰好位于FKBP1A与BMPR1B结合位点附近。本文首先总结了BMPR1B和FKBP1A的蛋白结构,阐明二者空间结合区域及FecB突变的位置,进而预测了FecB突变与二者结合强弱的关系,最终提出了FecB突变通过影响BMPR1B与FKBP1A结合强度改变BMP/SMAD通路活性的科学假设,为后续探明FecB突变影响绵羊排卵数的分子机制提供了新思路。     

MAPK信号通路基因在小鼠肝再生中的表达谱变化

为了分析丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinases,MAPK)信号通路基因在肝再生中的表达图谱,以及探讨MAPK信号通路在肝再生中的作用,文章利用四氯化碳(Carbon Tetrachloride,CCl4)诱导的小鼠肝损伤再生模型对MAPK信号通路基因的表达进行检测.首先,采用CCl4腹腔注射的方法建立小鼠肝损伤再生模型,通过肝脏切片HE染色和测定血清中谷丙转氨酶活性确认模型的质量,然后,在注射CCl4后的第0、0.5、1.5、4.5、7 d分别采集小鼠肝脏样本,应用Affymetrix公司的小鼠基因表达芯片,检测MAPK信号通路中93个基因的差异表达图谱,并用荧光实时定量PCR法验证芯片检测的结果.结果表明,在芯片检测到的93个MAPK信号通路基因中,有31个在肝再生中有不同程度差异表达,且经荧光实时定量RT-PCR检测的结果与基因芯片的结果相符合.基因表达谱芯片技术可以筛选出肝再生中差异表达的基因,在小鼠肝再生中的第0.5和1.5 d,MAPK信号通路中表达水平上调的基因增多,而在第4.5和7 d,则表达水平下调的基因明显增多.这一结果表明MAPK信号通路对肝再生不同阶段的双重调控作用.     

猪Toll样受体4基因SNPs功能分析

Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)在机体的免疫反应中发挥重要作用,该基因突变会影响受体的信号转导能力和机体的疾病抗性/易感性。文章在前期工作的基础上,进一步分析c.611 T>A(p.Leu204His)、c.1027C>A(p.Gln343Lys)和c.1605 G>T(p.Leu535Phe)3个错义突变对猪TLR4功能的影响。利用RT-PCR方法克隆猪TLR4基因全长编码区并引入定点突变;利用真核表达、双荧光素酶报告系统和Western blotting方法在瞬时转染的PK-15细胞内研究3个单核苷酸多态(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)对猪TLR4配体识别和信号转导能力的影响;同时,利用创造酶切位点PCR-RFLP方法分析对TLR4活性有显著影响的点突变在民猪、大白、长白和中国东北野猪4个群体中的分布。结果,成功获得了民猪TLR4基因的全长编码区和3个单碱基变异体,构建了不同等位基因的真核表达载体,在PK-15细胞内确定了c.1605 G>T变异导致TLR4向下游传递信号的能力显著降低(P<0.01),该SNP只存在于民猪和野猪中且频率较高。猪TLR4基因c.1605 G>T变异影响Toll样受体的信号传递,可能和机体的疾病抗性/易感性有关。     

先天性甲状腺功能减退症伴发育不全患儿FOXE1基因突变的初步研究（英文）

目的:研究先天性甲状腺功能减退症(CH)伴甲状腺发育不全患儿转录因子2(FOXE1)的基因突变。方法:选取90例CH伴甲状腺发育不全患儿及90例正常儿童作为对照,提取外周静脉血基因组DNA,采用PCR扩增与直接测序技术,对FOXE1基因外显子进行突变筛查。结果:分别在1例先天性甲状腺功能减退症伴甲状腺发育不全患者外显子测序中发现一杂合错义变体c.A3401G(p.K1134R),在1例患者中发现1个已知的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)位点(rs755282859,c.483GC),在正常对照组中未发现以上变化。结论:在先天性甲状腺功能减退症(CH)伴甲状腺发育不全患儿中发现新的关于FOXE1杂合错义变体。     

先天性甲状腺功能减退症伴发育不全患儿FOXE1基因突变的初步研究

目的：研究先天性甲状腺功能减退症(CH)伴甲状腺发育不全患儿转录因子2( FOXE )的基因突变。方法：选取90 例CH伴甲 状腺发育不全患儿及90 例正常儿童作为对照,提取外周静脉血基因组DNA,采用PCR扩增与直接测序技术,对基因外 显子进行突变筛查。结果：分别在1 例先天性甲状腺功能减退症伴甲状腺发育不全患者外显子测序中发现一杂合错义变体c. A3401G (p.K1134R),在1 例患者中发现1 个已知的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)位点(rs755282859, c. 483G>C),在正常对照组中未发现以上变化。结论：在先天性甲状腺功能减退症(CH) 伴甲状腺发育不全患儿中发现新的关于FOXE1 杂合错义变体。     

Shh信号参与调控BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化

目的：观察sonic hedgehog（Shh）信号通路在骨形态发生蛋白9（BMP9）诱导的小鼠间充质干细胞（MSCs）C3H10T1/2和C2C12成骨分化中的作用,并初步探讨其作用机制。方法：Shh信号通路抑制剂Cyclopamine和激活剂Purmorphamine以及过表达Shh腺病毒分别作用于BMP9处理的C3H10T1/2和C2C12细胞,碱性磷酸酶（ALP）检测早期成骨指标ALP,茜素红S染色检测晚期成骨指标钙盐沉积,RT-PCR检测Shh信号相关基因以及成骨关键转录因子的表达,Western blot检测Shh的表达,荧光素酶报告基因检测Smad1/5/8的转录调控活性。结果：BMP9促进Shh信号相关基因的表达,激活Shh信号可增强BMP9诱导的C3H10T1/2和C2C12细胞早晚期成骨分化并促进了BMP9诱导的Smad荧光素酶活性,抑制Shh信号后作用相反。结论：激活Shh信号通路可促进BMP9诱导的小鼠MSCs成骨分化,抑制其活性后作用相反。     

一个常染色体显性遗传非综合征型耳聋家系致病基因及可能性分子遗传学机制研究

对一个中国常染色体显性遗传非综合征型耳聋家系(HBXG-712家系)进行了考察,主要采用了微阵列芯片法、全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)技术以及Sanger测序法等方法检测该家系致病基因,另通过对蛋白产物进行三维重建进行生物信息学分析。经WES测序,本次研究共获得51个候选基因,通过将Sanger测序结果与标准序列进行比对及验证基因型与表型的一致性,确定EYA4为该家系致病基因,同时位于该基因上的错义突变c.T1301A(p.I434K)为其分子病因基础,且生物信息学分析认为该突变具有致病性。本研究结果提示:EYA4(c.T1301A;p.I434K)为HBXG-712家系耳聋的致病基因,提示发生于eya同源区域的错义突变可导致非综合征型耳聋的发生。     

Noggin基因沉默对BMP和Wnt信号通路表达的影响

目的检测分析Noggin基因沉默对毛囊发育中BMP和Wnt信号通路的影响。方法采用实时荧光定量PCR和western blot技术对Noggin基因沉默的MC3T3-E1稳转细胞系中BMP-2、BMP-4、BMPR-IA、BMP-6、BMP-7、LEF-1、β-catenin的表达情况进行检测分析。结果实时荧光定量PCR结果显示,BMP信号通路中的五个基因的表达都受到Noggin基因沉默的显著的影响,其中BMP-2(P0.001)、BMP-4(P0.01)、BMP-6(P0.001)、BMP-7(P0.001)表达量均升高;BMPR-IA(P0.01)表达量降低。同时Wnt信号通路中的两个基因LEF-1(P0.001)、β-catenin(P0.001)的表达也都显著降低。Western blot结果显示,两条信号通路中这几种蛋白的表达也都受到影响,其中显著升高的有BMP-2(P0.05)、BMP-4(P0.05)、BMP-6(P0.05)和BMP-7(P0.05);显著降低的是β-catenin(P0.05)、BMPR-IA(P0.01)和LEF-1(P0.001)。结论在体外Noggin基因对BMP信号通路可能存在反馈性抑制机制,而对Wnt信号通路存在反馈性激活机制,为下一步探究在体内Noggin基因对BMP和Wnt信号通路表达的作用提供一定的依据。