常染色体隐性遗传小头畸形相关蛋白研究进展

脑发育相关疾病是一类影响大脑或中枢神经系统生长和发育的疾病。常染色体隐性遗传小头畸形(autosomal recessive primary microcephaly, MCPH)是一种神经系统发育障碍疾病,病人主要表现为头围减小,并伴随一定程度的智力衰退。迄今为止已发现至少有25个基因突变都会导致MCPH,根据它们发现的顺序分别命名为MCPH1～25。MCPH蛋白作为重要的成份参与调控大脑发育相关信号通路。本文对目前发现的25个MCPH相关蛋白的表达模式、细胞定位、分子生物学功能、表型及动物模型进行了综述,旨在提升人们对脑发育相关疾病的致病机制的认知,促进对神经元生成、脑尺寸大小及脑功能调控等分子机制的研究。     

WDR91-WDR81复合体调控内吞体-溶酶体运输及神经发育

WD40重复序列蛋白在真核生物中广泛存在,并参与胞内运输、信号转导、凋亡发生、转录调控等生命过程.通过以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为模式动物进行遗传筛选,本课题组发现了两个新基因,其人类同源基因编码WD40重复序列蛋白WDR91和WDR81,然而此前对这两种蛋白的功能知之甚少.本课题组后续工作发现, WDR91和WDR81形成复合体,作为晚期内吞体的特征性小GTP酶Rab7的效应因子被招募到内吞体上,与Ⅲ型磷酯酰肌醇-3-激酶(PI3K)复合体的Beclin 1亚基相互作用,抑制内吞体上磷脂酰肌醇3-磷酸(PtdIns3P)的合成,使早期内吞体向晚期内吞体转化,从而确保内吞体-溶酶体运输得以实现. WDR91-WDR81复合体与神经发育紧密相关,具体表现在特异性敲除WDR91的小鼠神经突起生长受损,而WDR81通过内吞体SARA-TGFβ信号通路影响成体神经发生.此外, WDR81还可作为衔接蛋白结合p62和LC3C,以不依赖于WDR91-WDR81复合体的形式促进蛋白聚集体的选择性自噬.这些发现为揭示WDR91和WDR81相关的神经系统疾病致病机制提供了重要理论依据.     

用pLNCX2携带人MCPH1基因shRNA重组逆转录病毒载体的构建及鉴定

目的建立逆转录病毒介导的MCPH1基因RNA干扰表达体系并观察其在宫颈癌Caski细胞中对MCPH1表达的影响。方法将人MCPH1基因RNA干扰双链DNA片段重组到逆转录病毒质粒pLNCX2中,构建携带人MCPHI基因RNA干扰的逆转录病毒载体pLNCX2-shRNA—MCPH1,经PT67细胞包装后,产生的重组逆转录病毒感染宫颈癌细胞株Caski细胞,并用G418筛选产生稳定的细胞克隆,用RT—PCR和Western印迹检测细胞中MCPH1mRNA和蛋白表达的变化。结果重组逆转录病毒质粒经测序鉴定正确,逆转录病毒感染Caski细胞后用G418筛选出稳定的细胞克隆,RT—PCR和Western印迹检测人MCPH1mRNA和蛋白表达水平明显低于阴性对照组和未干扰组。结论携带人MCPHI基因RNA干扰双链DNA片段的逆转录病毒感染Caski细胞后能明显抑制MCPHImRNA和蛋白表达,为进一步研究MCPH1在宫颈癌中的作用奠定了基础。     

WDR蛋白在肿瘤发生发展中的作用机制

WDR蛋白家族(Trp-asp repeat protein family)是含有多个保守WD基序(WD motif)的蛋白质类,广泛存在于真核生物中。近年,WDR蛋白的研究已成为细胞生物学和病理学研究的新热点。目前已知多种WDR蛋白在肿瘤细胞中异常表达,并通过调节信号转导、细胞周期、泛素化、转录和RNA加工等生物过程促使肿瘤发生。现对WDR蛋白在肿瘤发生发展中的作用机制作一综述。     

May-Hegglin异常的分子机理

遗传性May-Hegglin异常是由人类第22条染色体上基因MYH9突变所引起的,是一种罕见的人体常染色体显性遗传病。该病的临床突出特征为巨大血小板、白细胞包涵体和血小板减小症。MYH9基因突变如何引起、发展、最终形成May-Hegglin异常的分子病理机制,有待进一步深入研究。     

牛无角性状研究进展

角是牛科动物特有的组织结构,但是在现代化养殖中容易造成人员伤亡,而人为除角又会违背动物福利且浪费人力物力,因此牛无角性状引发了高度关注。综述了牛角的形态及发生规律、自然界中存在的天然无角及角畸形性状,归纳总结了导致无角和角畸形性状的基因突变,以及通过基因编辑技术培育无角牛的研究进展,并展望了牛角性状发生机制的研究方向。     

TULP家族成员的生物学功能及相关疾病的致病机制

哺乳动物TULP家族成员包含TUB、TULP1、TULP2、TULP3和TULP4共五种，它们在哺乳动物多种组织中表达，与个体的生长发育、稳态维系、遗传及基因突变所致疾病关系密切。近年来对TULP家族成员的生物学功能及其与疾病的相关性已进行了深入的研究，如TUB所致肥胖-听力减退-视网膜三联征；TULP1的视觉功能与相关眼病治疗方法的探索及评估改进；TULP3除了在胚胎神经发育中的作用及其突变可致纤毛病多囊肾外，更成为相关肿瘤调控的研究热点；TULP4被证明与遗传所致畸形及阿尔茨海默症有关，同时因成为多种疾病的候选基因而受到广泛关注；而TULP2在雄性生殖中的作用也得到了初步的揭示。本文对TULP家族成员在哺乳动物中的生物学功能及其变异所致疾病的发病机制进行了综述，以期为相关疾病的诊断和治疗提供理论依据。     

应用SYBR实时荧光定量Real—TimePCR法检测人宫颈癌MCPH1 mRNA表达

目的 应用SYBR实时荧光定量RT-PCR法检测MCPH1/BRIT1 mRNA的表达.方法 提取人宫颈癌总RNA,经逆转录PCR获得靶基因（MCPH1）及管家基因（GAPDH）的CDNA,采用SYBR Green 荧光实时定量法检测,以GAPDH基因作为内参,计算各组MCPH1 mRNA的相对表达量.结果 在31例宫颈癌标本中,MCPH1基因mRNA的表达,19例癌比正常低,1 例癌比正常高,其余标本无统计学意义;6例癌比癌旁低,1例癌比癌旁高,其余无统计学意义.结论 利用SYBR实时荧光定量RT-PCR检测出人宫颈癌中MCPH1基因mRNA的表达下调,为进一步研究MCPH1在宫颈癌中的作用及功能奠定了基础.     

RNAi干扰WDR79基因对肺腺癌A549细胞增殖的抑制效应

通过RNA干扰技术沉默端粒酶关键组分WDR79的表达,采用PCR法、Western blot、免疫荧光共聚焦、Southern blot、MTT、流式细胞术(FCM)分别检测WDR79 siRNA瞬时转染A549细胞后WDR79基因和蛋白的表达水平、端粒酶和端粒的结合情况和端粒长度变化、细胞生长增殖变化、细胞周期的变化及细胞凋亡率,探讨该基因的沉默表达对A549细胞的抑制作用。结果表明,WDR79 siRNA瞬时转染A549细胞显著降低WDR79 mRNA及蛋白水平(P0.05),端粒和端粒酶的结合水平明显减少(P0.05),细胞增殖的活力被抑制(P0.05),干扰后停留在S期的细胞减少(P0.05),停留在G1期的细胞增多(P0.05)。提示WDR79 siRNA的瞬时转染可显著降低WDR79基因及蛋白的表达,并有抑制肺腺癌A549细胞的生物学效应,进一步探索了WDR79基因在肿瘤发生发展中的重要作用,并在为肺癌的治疗中寻找更有效的靶点提供了实验证据。     

先天性小耳畸形危险因素研究进展

先天性小耳畸形即小耳症,主要指耳廓、外耳道的畸形、听力损害等,少数患者合并外耳道闭锁、中耳及面部畸形。尽管先天性小耳畸形的发病机制尚未完全明确,但已有研究证实其发生可能与环境和遗传因素有关。因此,对于相关流行病学调查的相关因素与风险因素的研究与规避,并以此指导开展针对性防治工作显得尤为重要。本文将从流行病学特征及相关危险因素两个方面对于病因学进行探讨与总结。     

脑发育疾病及发病机制

大脑发育是一个极其复杂又被精确调控的过程,主要包括神经前体细胞增殖和分化、神经元迁移和形态发生(包括轴、树突发育)、突触形成与修剪、轴突髓鞘化、神经网络的形成与重塑等过程,最终形成功能完善的神经系统。其中的任何过程出现问题都有可能导致大脑发育异常,造成大脑功能障碍,即脑发育疾病。儿童脑发育疾病在医疗总负担中占比最高,因此被广泛关注。脑发育疾病通常被划分为两类:一类以大脑形态结构异常为指标,即大脑皮层发育畸形(malformation of cortical development, MCD);另一类以大脑功能障碍为指标,即神经精神疾病(neuropsychopathy)。大脑皮层发育畸形中的小颅畸形(microcephaly)和神经精神疾病中的孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)这两种疾病具有许多共同之处,例如小颅畸形致病基因的突变高频地出现在ASD病人中。本文针对这两类具有代表性的脑发育疾病,从症状、病因、机制和相关基因等方面展开介绍,以期为疾病的基础研究和治疗提供理论指导。     

小脑症蛋白ASPM和钙调蛋白的复合物的纯化和表征

常染色体隐性小脑症(Autosomal recessive primary microcephaly, MCPH)是一种与大脑缩小和智力缺陷有关的神经发育障碍。 ASPM(abnormal spindle-like microcephaly-associated)是最常见的MCPH的致病基因,但其潜在机制尚不清楚。我们发现钙调蛋白(calmodulin, CaM)通过与ASPM的IQ区域相互作用而对ASPM的功能有重要的调控作用。我们纯化了ASPM IQ区域和CaM的复合物,并通过分子排阻色谱结合多角度静态光散射（SEC-MALS）和圆二光谱（CD）实验发现了ASPM和apo_CaM的结合比例为1：8。有趣的是,在Ca2+存在时,ASPM的IQ区域与Ca2+_CaM的结合比例变为了1：7。此外,通过比较不同条件下（Ca2+存在与否）的CD光谱,ASPM-CaM复合物显示出Ca2+依赖性的热稳定性变化。综上所述,我们的研究揭示了Ca2+诱导的ASPM-CaM相互作用的调节机制。     

肿瘤抑制因子Hamartin和Tuberin信号调控机制

结节硬化复合症由tscl、tsc2基因突变引起,这2个基因分别编码hamartin和tuberin,它们均为肿瘤抑制因子,在细胞生长和增殖过程中起关键性的调节作用。生长因子刺激的PI3K／Akt信号通路通过磷酸化tuberin,调控下游效应因子功能,最终影响细胞的生长和增殖。现对hamartin和tuberin信号调控机制的最新进展进行综述,并展望其发展趋势。     

精子发生障碍的遗传学研究进展

育龄人群中约15％的夫妻被不孕不育困扰,其中男方因素导致的不孕不育约占50％.男性不育通常由精子发生障碍导致,呈现为少、弱、畸形精子症,最严重的是无精子症.本文以精子发生障碍为主线,重点综述了非梗阻性无精子症和畸形精子症的遗传学病因研究.近年来,随着高通量芯片和测序技术的快速发展,无精子症和畸形精子症的遗传学因素得以深...     

脂肪营养不良症的分子机制及临床特点

脂肪营养不良症以选择性脂肪组织缺失为特征,伴随糖尿病、血脂紊乱、脂肪肝和黑棘皮症,女性患者还伴随多囊卵巢综合征。现已知脂肪营养不良症主要分为三类,分别是基因突变造成的先天性全身脂肪营养不良症、家族性部分脂肪营养不良症,及药物使用造成的后天获得性脂肪营养不良症。按照引起脂肪营养不良症的突变基因不同、诱导药物不同,各型脂肪营养不良症的分子机制及临床特点均不同。本文着重介绍各型脂肪营养不良症的病因学分类、分子机制及临床特点。     

斑马鱼hoxa1a基因调控颅面骨骼发育的功能研究*

hox基因编码一类高度保守的转录因子家族,人类HOXA1的突变会导致阿萨巴斯卡发育不良综合征 (Athabascan brainstem dysgenesis syndrome, ABDS),使人出现因颅骨异常导致的面部畸形和面部麻痹等症状。利用模式生物斑马鱼研究其同源基因hoxa1a的功能机制。首先利用CRISPR/Cas9技术对斑马鱼hoxa1a进行基因编辑,获得了hoxa1a基因突变,T7E1酶切结果显示F₀酶切效率平均为70%。F₁进一步筛选到两种突变类型,分别是插入了8 bp和删除了7 bp的杂合突变体。杂合子自交得到hoxa1a F₂纯合突变体,并且测序验证hoxa1a基因突变成功。5 dpf时,hoxa1a纯合突变体出现颅面发育异常。阿尔新蓝软骨染色和茜素红硬骨染色结果表明,hoxa1a突变体中颅骨发育异常、筛骨板断裂,鳃弓发育出现缺损。成功在斑马鱼中构建ABDS疾病模型,表明hoxa1a突变会造成斑马鱼颅面骨骼发育异常,为其功能机制研究奠定了基础,为人类ABDS疾病的致病机制研究提供了新的思路。     

结核分枝杆菌耐药机制研究进展

结核分枝杆菌为结核病的病原体.最近几年,由于基因突变导致多耐药及广泛耐药结核菌株的出现,以及抗结核病药近几十年来没有换代,使之前基本得到控制的结核痛死灰复燃,成为世界上病死率最高的传染病.为了遏制其进一步的恶化,必须从根本上透彻了解其耐药分子机制.近年来,各国学者采用先进分子生物学技术对结核杆菌耐药机制进行深入研究,定位了结核分枝杆菌耐药基因的位置和基因突变位点,比如耐异烟肼、利福平、乙胺丁醇、链霉素、吡嗪酰胺、喹诺酮类、外排泵等菌株新的基因突变位点引起新的功能改变有新的发现,特别是gidB基因、外排泵基因等有突破性的发现,对研制新一代抗结核病药提供了理论支持及新的方向,但仍有很多耐药机制未阐明,为后续研究者提供些许查考,故笔者就近几年来从分子水平对耐药机制的研究进展做一概述.     

神经嵴发育调控及颅面部遗传基础研究进展

颅面部赋予脊椎动物无与伦比的进化优势,其由颅神经嵴细胞发育而来的骨、软骨、神经、肌肉等组织组成,使脊椎动物具备了复杂的神经和感官系统。神经嵴细胞是脊椎动物特有的具备迁移性、多能性的细胞类群,它们在增殖、迁移、分化过程中受到多个基因网络的时序调控,从而参与复杂颅面部的形成。同时,颅面部又是一组高度可遗传的表型组合,并具有两个特征：在亲缘后代中的可遗传性及在不同个体间的高度可变性,这两个特征分别提示了颅神经嵴细胞发育调控网络的精准性和可塑性。调控网络内基因适度突变会改变颅神经嵴细胞的增殖和分化从而产生表型可塑性,而有害的遗传突变则将导致畸形产生。本文梳理了对颅面部发育起决定作用的神经嵴细胞的发育过程及基因调控网络,在遗传层面总结了已知的颅面部表型多样性的决定基础和颅面畸形的致病机制,以期为了解颅面部发育过程以及为颅面疾病的防控提供全面认知。     

人雄激素受体激素结合区cDNA片段在大肠杆菌中的克隆、表达及其活性检测

人雄激素受体(hAR)为甾体激素受体超家族的成员之一,由一条多肽链组成,分三个功能区:N端区、DNA结合区和激素结合区。C端的激素结合区,是与雄激素结合并介导其发挥生物学效应的关键区域,在目前导致男性两性畸形的主要疾病雄激素抵抗症的研究中发现,该区域内的基因突变是导致雄激素与hAR结合异常的主要原因,但这种由基因突变引起的结合异常的分子机制尚不清楚。根据由hARcDNA推演的氨基酸序列分析表明,hAR分子中不存在二硫键,且氨基酸残基上无糖基化修饰。 以前,由于hAR在组织中含量极低且极易     

Pierre-Robin综合征的遗传调控机制

Pierre-Robin综合征（Pierre-Robin syndrome，PRS）是一种能引起颅面器官异常的遗传性疾病，主要表现为下颌发育不全、舌后坠和腭裂等，进而导致新生儿喂食困难，甚至危及个体生命的阻塞性呼吸暂停，是先天性颅面畸形中较为常见的一种综合征。该综合征在全球的发病率为1/8 500~1/14 000，不仅影响个体的生长发育还影响其受教育程度，对患者造成巨大影响，受到社会的广泛关注。虽然Pierre-Robin综合征的临床特征明显，易于诊断，但不同患者间高相似性的表型很容易掩盖患病个体之间的病理学异质性，从而很难确定每例Pierre-Robin综合征的具体病因。因此，了解Pierre-Robin综合征的发病原理及其遗传机制，对于防治Pierre-Robin综合征尤为重要。由基于此，本文结合新近几年在Pierre-Robin综合征发病机制方面的相关研究，主要对引起该综合征的关键信号通路及其相关分子机制，特别是不同信号通路间的相互作用机制进行综述，从而进一步理解Pierre-Robin综合征发生的遗传调控机制。