综述与专论: 白质消融性白质脑病研究进展

白质消融性白质脑病（leukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM）是一种常染色体隐性遗传性脑白质病,其致病基因EIF2B 1~5分别编码真核细胞蛋白质翻译起始因子2B（eukaryotic initiation factor 2B,eIF2B）的5个亚基α~ε,其中任一编码基因突变均可引起发病。起病多见于婴幼儿及儿童期,临床表型差异大,典型表现为进行性运动功能退行,可伴共济失调和癫痫。应激（发热、外伤等）可导致发作性加重。影像学显示大脑白质进行性液化。尸解神经病理学特征主要表现为广泛性白质稀疏和囊性变性,无神经胶质细胞反应性增生,星形胶质细胞形态异常,过表达祖细胞标志物巢蛋白（Nestin）和胶质纤维酸性蛋白δ（GFAPδ）,少突前体细胞数量增加和成熟少突胶质细胞减少、泡沫化且凋亡增加。VWM致病基因EIF2B 1~5是管家基因,但多数患者通常仅脑白质受累。少数胎儿期及婴儿早期发病的患者可出现多系统受累,成年女性患者可有卵巢功能障碍。目前认为,星形胶质细胞在其致病机制中起着核心作用,病理性星形胶质细胞继发性引起少突胶质细胞成熟障碍和髓鞘形成异常,进而导致脑白质病变。其他疾病机制包括内质网应激后未折叠蛋白反应（UPR）过度激活、线粒体功能障碍、自噬抑制等,尚不完全明确。     

白质消融性白质脑病致病基因EIF2B的突变功能研究

白质消融性白质脑病(leukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM)是儿童最常见的遗传性白质脑病之一,是目前人类遗传性疾病中首个被确定由于mRNA翻译启动异常所致疾病,是由编码真核细胞翻译启动因子2B(eukaryotic translation initiation factor 2B,eIF2B)的五个亚单位(eIF2Bα、β、γ、δ、ε)的基因(EIF2B1-5)任一突变所致。eIF2B是一种鸟嘌呤核苷酸交换因子,调控全部mRNA的翻译起始过程。eIF2B突变功能研究尚处于起步阶段。EIF2B突变可能通过不同的途径影响eIF2B的功能。例如,通过影响eIF2B复合体的形成或其与底物的结合从而破坏eIF2B的鸟苷酸转移因子(GEF)活性或引起细胞应激反应异常。EIF2B突变是否影响胶质前体细胞的分化是VWM发病机制的另一个关键问题。     

研究报告: TMEM163变异致髓鞘形成低下患者随访两例及iPSC构建

目的 探讨TMEM163变异导致髓鞘形成低下性脑白质营养不良（HLD）患者的临床特征及遗传学特点，归纳自然病程，以提高对该疾病认识，并构建患者来源诱导多能干细胞，为致病机制研究建立基础。方法 随访2009~2022年北京大学第一医院儿科就诊的2例TMEM163变异致病患儿，对临床表现、遗传学数据、蛋白质结构数据进行分析，总结临床遗传学特点，并采集患儿外周血构建诱导多能干细胞。结果 临床特点：2例患儿均具有早期运动语言发育迟缓、头颅磁共振成像显示脑白质髓鞘化不良，且症状随生长发育逐渐减轻的特点；均于婴儿期起病，以眼球震颤为首发症状，学龄期症状好转。遗传学特点：2例患儿均为TMEM163同一位点新发错义变异c.227T>G p.（L76R）、c.227T>C p.（L76P），均为国际上首例报道。病例2来源外周血单个核细胞成功重编程为诱导多能干细胞。结论 本研究为国际首次随访TMEM163变异致病髓鞘形成低下性脑白质营养不良患儿，完善了其自然病程，扩展了对髓鞘形成低下性脑白质营养不良临床表型认识，并首次构建了TMEM163 c.227T>C p.（L76P）变异患者来源诱导多能干细胞，为进一步致病机制研究打下基础。     

S100a4-Cre×Ddr2flox/flox条件敲除小鼠的繁育及基因型鉴定

目的:利用Cre-LoxP重组酶系统构建成纤维细胞中Ddr2特异性敲除的纯合子小鼠并鉴定,为进一步研究Ddr2在肺纤维化中的作用提供基础。方法:将购买的Ddr2 loxp小鼠和成纤维细胞特异表达的S100a4-Cre小鼠分别繁殖与鉴定,然后将两种小鼠杂交与鉴定,最终得到基因型为Cre~× Ddr2~(flox/flox)的纯合子小鼠就是在成纤维细胞中Ddr2条件性敲除小鼠。结果:成功繁殖并用PCR技术准确鉴定了基因型为Cre~× Ddr2~(flox/flox)的纯合子小鼠,Western blot结果表明纯合子小鼠的肺成纤维细胞中Ddr2已缺失。结论:本研究利用Cre-LoxP系统成功构建了在成纤维细胞中Ddr2特异性敲除的纯合子小鼠,为进一步研究Ddr2在肺纤维化发展中的机制提供了研究平台。     

基于Cre/loxP系统的睾丸组织特异性敲除Elovl4基因小鼠模型的构建及敲除效率检测

极长链多不饱和脂肪酸(very long chain polyunsaturated fatty acids,VLC-PUFAs)是哺乳动物视网膜、睾丸等极少数组织中特有的脂肪酸,其生物合成的关键酶为极长链脂肪酸延长酶4(very long chain fatty acid elongase 4,Elovl4)。建立组织特异性敲除Elovl4基因的动物模型有利于深入研究VLC-PUFAs的生物学功能,因此,本研究基于Cre/loxP系统,先分别构建了Stra8-Cre小鼠和Elovl4 floxed小鼠,通过杂交获得(Elovl4[flox/+],Stra8-Cre)杂合子基因敲除小鼠,再选择雌鼠与Elovl4 floxed纯合子雄鼠即Elovl4 [flox/flox]雄鼠杂交,通过基因型鉴定筛选获得(Elovl4[flox/flox], Stra8-Cre)纯合子小鼠。利用RT-PCR、qRT-PCR、Western blotting、免疫组化和免疫荧光检测Elovl4在睾丸组织中的敲除效率,结果表明,无论是杂合子还是纯合子基因敲除小鼠,其睾丸组织中Elovl4的表达在mRNA及蛋白水平显著下调,但其他组织未受影响。本研究成功构建了睾丸组织特异性敲除Elovl4基因小鼠,为后续研究VLC-PUFAs对雄性小鼠生殖功能的影响及相关分子机制提供可靠的动物模型。     

耐辐射奇球菌pprM基因增强大肠杆菌氧化抗性的研究

目的:探讨耐辐射奇球菌ppr M基因对大肠杆菌氧化抗性的影响。方法:氯化钙法转化分别构建含pGEX-6p-1-pprM质粒的大肠杆菌DH5α。测定不同浓度过氧化氢对含pGEX-6p-1-pprM、pGEX-6p-1和野生型大肠杆菌DH5α活性的影响以及菌体内SOD/GSH/CAT水平的变化。结果:与空质粒组和野生型组相比,含pprM的大肠杆菌在同浓度过氧化性情况下,其抑菌圈明显缩小,差异有统计学意义。与空质粒组和野生型组相比,含pprM的大肠杆菌体内CAT活力、SOD活性明显提高,但GSH量并没有明显提高。结论:pprM基因能够提高大肠杆菌抗氧化能力,其机制可能与pprM基因增强细菌体内抗氧化酶的活性有关。     

铁皮石斛泛素结合酶DoUBC9的克隆鉴定与表达分析

目的:本研究旨在探讨泛素结合酶UBC9在铁皮石斛原球茎发育过程中的分子机制,方法:利用生物信息学手段,从已获得的铁皮石斛基因组中鉴定出UBC9基因,命名为DoUBC9,并利用RACE技术,克隆出DoUBC9 3’端,通过与基因组序列拼接,获得完整序列。结果:本研究首次从铁皮石斛基因组中运用生物信息学的方法,鉴定出DoUBC9,并通过RACE技术克隆后拼接,得到完整的DoUBC9,基因全长为7176bp,CDS长为447bp,共编码148个氨基酸。亚细胞定位预测结果表明,DoUBC9大概率分布于分泌囊泡和质膜上。序列比对和进化树分析表明,铁皮石斛Do UBC9和其他物种中的UBC9拥有高度保守的UBCc结构域,进化关系高度保守。qRT-PCR分析表明,在不同组织部位中,DoUBC9在愈伤组织中的表达量最高、叶中表达量最小;在原球茎发育过程中,在P1时期具有最高表达量,其他各时期表达量较小,表明该基因可能促进了植物体的细胞快速分裂与生长。结论:通过分子建模方式,首次构建出DoUBC9蛋白的基本模型,并通过不同的评价方式确定了以人泛素结合酶E2 H结构(2Z5D)为模板的为最优模型。     

巨脑性白质脑病伴皮层下囊肿MLC1基因突变对星形胶质细胞功能的影响

单基因病是一种天然存在的致病基因突变模型,对这些基因突变引起的细胞功能障碍的分子机制研究越来越受到关注。巨脑性白质脑病伴皮层下囊肿(MLC)是儿童较常见的遗传性白质脑病之一,其致病基因为MLC1。新近研究表明,MLC1蛋白主要在星形胶质细胞的终足(end foot)表达,对其功能研究尚处于起步阶段,在分子水平上探讨MLC1基因突变对星形胶质细胞功能影响可以阐明其可能的分子机制,这些研究结果将为了解本病及类似疾病的共同发生机制、新的治疗靶点及早期干预,提供理论依据。     

综述与专论: 少突胶质细胞病——佩梅病的临床特点及致病机制

佩梅病（Pelizaeus-Merzbacher disease,PMD）是髓鞘形成低下性脑白质营养不良疾病中最常见的一种,其临床特点主要表现为发育落后尤其是大运动落后、眼震、肌张力低下等。其致病机制主要为脑白质髓鞘形成细胞-少突胶质细胞发生病理性改变从而导致髓鞘形成不良,相应理论基础包括以往研究中PLP1点突变通过影响PLP1/DM20寡聚体的形成,进而影响少突胶质细胞的存活,髓鞘分子结构的形成等;而PLP1重复突变则使少突胶质细胞及髓鞘脂的发育停止。近年来对细胞器互作网络（organelle interaction network,OIN）的研究进一步揭示了PLP1突变的致病机制：PLP1点突变通过影响PLP1蛋白上膜进而影响少突胶质细胞髓鞘化。PLP1重复突变则改变内质网线粒体间的连接,继而影响线粒体的形态功能等产生致病作用。目前已有相关研究表明,一些小分子化合物或药物例如胆固醇、吡拉西坦等以及基因疗法在动物体内对PMD临床症状有改善作用,其在PMD 患者体内的疗效有待进一步证实。     

贵州剑河寒武系甲劳组复州虫(Fuchouia)研究*

三叶虫Fuchouia长期被作为贵州寒武系甲劳组生物地层划分和对比的重要依据,但关于Fuchouia和Parafuchouia的系统分类位置一直存在争议。主要有以下三个观点: Parafuchouia是Fuchouia的亚属、Parafuchouia是Fuchouia的晚出异名以及Parafuchouia可提升为一个单独的属。本文根据在剑河八郎甲劳组采集的Fuchouia [过去被报道为Parafuchouia或Fuchouia (Parafuchouia)]标本和前人报道的Fuchouia、Parafuchouia标本, 基于线性测量的几何形态测量方法, 对Parafuchouia和Fuchouia的头部形态特征进行分析研究, 结果显示Parafuchouia是Fuchouia的晚出异名, 其区别于Fuchouia的特征可作为种间差异的判定依据。这样, 剑河甲劳组可能是目前全球Fuchouia的最低产出层位之一。尽管Fuchouia在中国、朝鲜、印度—喜马拉雅、澳大利亚、哈萨克斯坦等地广泛分布, 但已报道的产出层位多从鼓山阶Ptychagnostus atavus带至古丈阶Lejopyge laevigata带, 延限跨度较大, 很难用Fuchouia这一属级单位来进行生物地层对比。因此贵州寒武系甲劳组目前已建立的Fuchouia生物地层带还需进一步商榷, 需具体到种一级别或另选其他对比分子才能与寒武系华南斜坡相区或华北台地相区进行更好的同期地层对比。     

研究报告: EIF2B5表达下调的人星形胶质细胞与人神经元在内质网应激后细胞存活及miRNA表达的差异

目的 探讨白质消融性白质脑病中胶质细胞选择性受累而神经元受累轻微的原因。方法 将EIF2B5-RNAi表达载体转染至人星形胶质细胞和人神经元,检测基础状态下及内质网应激（endoplasmic reticulum stress,ERS）后细胞凋亡和活力,检测参与ERS调控的已知和未知miRNA,筛选EIF2B5-RNAi人星形胶质细胞在ERS后miRNA变化。结果 与EIF2B5-RNAi人神经元相比,星形胶质细胞自发凋亡及细胞活力下降。较之神经元,更多miRNA参与星形胶质细胞ERS刺激后的调控,EIF2B5-RNAi组参与调控的miRNA数目显著减少。聚类分析发现,5条已知miRNA是通路连接的关键组分。结论 人星形胶质细胞在ERS后可能更加依赖众多促细胞增殖分化的miRNA修复,而EIF2B5-RNAi人星形胶质细胞存在自发凋亡,ERS后严重减少的miRNA可能导致细胞无法存活。     

综述与专论: 胶质细胞病——伴皮层下囊肿的巨脑性脑白质病致病机制研究进展

伴皮层下囊肿的巨脑性脑白质病（MLC）是MLC1或GlialCAM突变导致的星形胶质细胞功能障碍的中枢神经系统髓鞘变性疾病,以星形胶质细胞肿胀与髓鞘囊泡形成为特征性病理改变。MLC/GlialCAM与ClC-2共定位于星形胶质细胞终足处,既往研究发现MLC1/GlialCAM突变后影响ClC-2通道的电容传导性,导致星形胶质细胞的水离子稳态失衡参与MLC的发病,但在GlialCAM纯合敲除的小鼠中,通过与选择性开放Clc-2通道的转基因小鼠杂交并不能纠正小鼠表型,提示有其他因素共同参与了MLC的发生发展。最近研究表明,突变后的MLC1通过促进Connexin43的内化,减少其在细胞膜处形成缝隙连接,影响细胞间通讯效率,从而导致水肿形成和髓鞘囊泡形成,进一步导致MLC的发生。这些研究提示,少突胶质细胞、星形胶质细胞及缝隙连接蛋白等构成的胶质细胞合胞体的功能异常是MLC致病机制的研究方向。     

研究报告：果蝇习得性无助影响空间位置记忆

目的 习得性无助（learned helplessness）是指动物经历了不可逃避性刺激后而产生的无助状态。它对随后实验动物的运动能力、生理状态等多方面都会产生影响,也是人类抑郁症的有效动物模型之一。目前已在多种动物模型中建立了研究习得性无助神经机制的行为实验范式,包括黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）。之前的研究发现,经历过不可逃避高温惩罚的果蝇在活跃程度等方面有显著改变。然而,果蝇的习得性无助状态是否也影响学习认知能力,目前仍然未知。本文对果蝇空间位置学习能力是否受到习得性无助状态影响进行了研究。方法 此研究中,我们完善实验范式,分别检测果蝇在新范式中的空间位置学习行为和习得性无助行为,以及经过长时程随机刺激后果蝇空间位置学习能力的变化。结果 野生型果蝇可在此范式中展现空间位置学习能力与习得性无助状态,而经过长时程不可逃避刺激训练的果蝇,空间位置记忆有显著下降。结论 此研究完善了果蝇习得性无助行为实验范式,实验结果表明习得性无助对果蝇空间位置记忆存在影响。这将对进一步加深对动物习得性无助行为的理解,进而其发生机制研究起到推进作用。     

棉花EIN3/EIL家族基因序列分析及GhEIL3基因克隆

该研究以拟南芥AtEIN3基因为探针,从陆地棉TM-1全基因组测序数据库中筛选其同源序列,序列分析得到16条具有EIN3结构域的基因序列。对陆地棉EIN3/EIL家族基因的基因结构、系统进化、序列相似性及结构域分布情况进行分析,发现它们与拟南芥EIN3/EIL家族基因在N端具有较高相似度,其中15条基因序列包含5个保守结构,1条包含4个保守结构。在此基础上,采用RT-PCR方法从抗枯萎病的陆地棉品种‘中棉所12’中克隆得到一个新的EIN3/EIL家族基因,命名为GhEIL3(GenBank登录号为KY072936)。序列分析表明:GhEIL3基因开放阅读框长1 092bp,编码363个氨基酸,含有一个EIN3结构域。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,GhEIL3基因在枯萎病菌诱导后呈上调表达,诱导后1h其相对表达量达到最大值,推测GhEIL3基因可能参与棉花对枯萎病菌的防御反应。     

小麦胁迫相关基因TaSF3B2的克隆及表达特性分析

为研究小麦剪接因子在逆境胁迫中的作用,通过分析小麦抗性相关EST数据库,筛选并克隆获得1条2 327bp的核苷酸序列。该序列包含了一个1 854bp的开放阅读框,编码一个由617个氨基酸残基组成的蛋白,氨基酸同源比对发现,该蛋白含有GUS1结构域(Splicing Factor 3B,Subunit 2),属于剪接因子3b亚基中的一员,将该蛋白命名为TaSF3B2。生物信息学分析显示,TaSF3B2平均亲水系数(GRAVY)为-0.895,不稳定系数为43.92,且在细胞核中发挥作用的可能性最大。实时荧光定量PCR分析表明,TaSF3B2基因在不同组织中存在差异表达,不同发育时期其表达也存在差异;在幼苗叶片中,该基因表达受高盐、低温、条锈菌、干旱及ABA激素胁迫明显下调表达,而在幼苗根中变化不明显。推测TaSF3B2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时在小麦应对逆境胁迫的过程中具有重要的作用。     

分离自老年病房的鲍曼不动杆菌耐药机制初步研究*

目的:检测老年住院患者分离的鲍曼不动杆菌的主要耐药基因,并研究不同耐药基因型与耐药表型之间的对应关系。方法:用PCR方法检测分离自老年住院患者的不同标本来源的170例非重复鲍曼不动杆菌的耐药基因。检测的耐药基因包括D类碳青霉烯酶:bla_(OXA-51),bla_(OXA-23),bla_(OXA-24),bla_(OXA-58),B类金属碳青霉烯酶:bla_(VIM),bla_(IMP),bla_(SIM),bla_(GIM),bla_(DIM),bla_(NDM-1),以及A类超广谱β-内酰胺酶:blaKPC,共计11种。根据检测结果对菌株进行基因分型,并研究不同基因型与CRAB和CSAB这两种耐药表型之间的对应关系。结果:170株鲍曼不动杆菌的固有基因bla_(OXA-51)均为阳性,此外,主要检出基因为bla_(OXA-23),共124株。另外检测出blaKPC12株,bla OXA-58 6株,bla_(NDM-1)3株,bla_(SIM)2株,bla_(OXA-24)、bla_(VIM)和bla_(DIM)各1株,IMP和GIM未检出。根据检出耐药基因的不同组合,分为bla OXA-51+bla_(OXA-23)阳性为基础的A型(124株)及bla_(OXA-23)阴性为基础的B型(bla_(OXA-51),39株)、C型(bla_(OXA-51)+bla_(OXA-58),6株)、D型(bla_(OXA-51)+bla_(OXA-24),1株)共计四类基因型。从耐药表型来看,128株碳青霉烯耐药菌中有122株bla_(OXA-23)为阳性,在CRAB中占95.3%(122/128),42株碳青霉烯敏感株中,有40株bla_(OXA-23)为阴性,在CSAB中占95.2%(40/42)。结论:老年病房流行的耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌的耐药基因型以bla_(OXA-23)阳性为主。其与鲍曼不动杆菌CRAB耐药表型、bla_(OXA-23)阴性与CSAB耐药表型之间有良好的对应关系。     

研究报告: 组织蛋白酶B介导NLRP3小体在砷致小胶质细胞炎症激活中的作用

目的 探究组织蛋白酶B（CTSB）介导NLRP3小体在砷致小胶质细胞（BV-2）炎症激活中的作用。方法 取处于对数生长期的BV-2细胞，分别暴露于终浓度为0、2、4、8 μmol/L亚砷酸钠（NaAsO₂）溶液培养24 h，检测细胞活性，测定各组细胞内CTSB和细胞焦亡相关蛋白NLRP3、Caspase-1、IL-18、IL-1β的表达水平。流式细胞仪检测胞内溶酶体膜稳定性。基于实验结果，增设CTSB抑制剂组（5 μmol/L CA074-Me +8 μmol/L NaAsO₂、10 μmol/L CA074-Me+8 μmol/L NaAsO₂），检测两组细胞内炎症相关蛋白NLRP3、Caspase-1和IL-1β、IL-18的表达水平。结果 与对照组比较，各染砷组细胞抑制率增高，呈现剂量效应关系，溶酶体膜稳定性下降，差异有统计学意义（P<0.01），胞内CTSB、NLRP3、IL-1β、IL-18、Caspase-1表达增高，差异有统计学意义（P<0.01）；与对照组（8 μmol/L NaAsO₂）比较，抑制剂组BV-2细胞胞内CTSB、NLRP3、IL-1β、IL-18、Caspase-1水平均降低，差异有统计学差异（P<0.01）。结论 NaAsO₂通过诱导小胶质细胞内CTSB水平的上升，介导NLRP3炎症小体激活小胶质细胞，促其释放炎性因子，致神经系统损伤。     

Genome Analysis inNeurospora crassa;Cloning of Four Lociarginine-1(arg-1),methionine-6(met-6),unknown-7(un-7), andribosome production-1(rip-1) and Associated Chromosome Walking

We have cloned fourNeurospora crassagenes by complementation analysis. Cloned genes include thearginine-1(arg-1),methionine-6(met-6),unknown-7(un-7), andribosome production-1(rip-1) loci. Chromosome walks were initiated in ordered cosmid libraries from the cloned loci. A total of about 700 kb of theNeurosporagenome is covered in these walks.