关于mGluR在脆性X综合征发病机制中的研究新进展

脆性X综合征为最常见的遗传性智力低下性疾病之一,是由于FMR1基因异常导致其编码的脆性X智力低下蛋白减少或缺失所致.研究发现脆性X综合征尸解病人和FMR1基因敲除小鼠(KO鼠)神经元树突棘发育不成熟,模型小鼠海马区代谢性谷氨酸受体所触发的长时程抑制(LTD)延长,不成熟的树突棘导致突触功能障碍被认为是脑功能异常的基础.最近的研究表明,应用代谢性谷氨酸受体拮抗剂能改善由FMRP缺失所导致的突触和行为缺陷,表明mGluR功能过度激活可能参与了脆性X综合征的发病过程,但具体机制不明.FMRP是一种mRNA结合蛋白,可作为翻译抑制因子负性调节突触后膜mRNA的翻译和表达.因此推测FMRP缺乏和减少可能导致mGluR激发的mRNA翻译增多,参与神经系统发育的蛋白过度表达,而影响树突棘的发育,但具体机制仍不清楚.本文对mGluR和脆性X综合征的研究历史和最新进展进行了讨论.     

microRNA在脆性X综合征发病机制中的研究进展

脆性X综合征(fragile X syndrome,FXS)是最常见的遗传性认知障碍疾病,也是一种与自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)相关的严重的基因疾病.它主要是由于脆性X智力低下基因1(fragile X mental retardation 1,FMR1)的异常扩增及其上游Cp G岛的异常甲基化,导致其编码的脆性X智力低下蛋白(fragile X mental retardation protein,FMRP)表达减少或缺失引起的.FMRP与miRNA(micro RNA)均具有翻译抑制活性,而且FMRP在生物化学和遗传学上均与miRNA调控通路有相互作用.此外,越来越多的研究发现miRNA调控通路在FXS的发病和治疗中发挥作用.因此,本文对miRNA的功能及其与脆性X蛋白家族成员间的相互作用进行阐述,为在miRNA水平了解FXS的发病机制奠定基础.     

非编码RNA与X脆性综合征

X脆性综合征（fragile X syndrome,FXS）是由X脆性智力低下1（FMR1）基因5＇端非翻译区CGG重复序列的异常扩增,导致X脆性智力低下蛋白（FMRP）缺失引起的.非编码RNA是除编码蛋白质的mRNAs以外的其他所有RNA分子,已被发现在中枢神经系统中具有重要的作用,如微RNA与BC1/BC200 RNA参与了X脆性智力低下蛋白的翻译抑制.认识非编码RNA与X脆性综合征的关系不但能加深对X脆性综合征的分子机制的理解,而且有助于揭示学习与记忆的奥秘.     

脆性X综合征致病机理与治疗

脆性X综合征(fragile X syndrome, FXS)是最常见的遗传性智力障碍疾病,主要是由于X染色体上脆性X智力低下基因1(fragile X-mental retardation gene 1, FMR1)5’端非翻译区CGG三核苷酸的重复扩增及其相邻部位CpG岛的异常甲基化而导致其编码产物脆性X智力低下蛋白(fragile X mental retardation protein, FMRP)的缺失引起。目前,基因诊断已成为FXS诊断的金标准,但临床治疗仍缺乏特异性。本文首先介绍了FMRP的结构与功能,剖析了FXS的致病机制,然后阐述了FXS中与FMRP表达相关的信号转导途径,深入探讨并总结了靶向干预FXS中信号通路、基因编辑逆转FMR1沉默以及靶向降解FXS异常表达蛋白的治疗策略。     

脆性X智力低下蛋白参与非编码RNA通路的研究进展

脆性X综合征(Fragile X syndrome)是一种最常见的遗传性智力低下疾病,并且伴有语言和行为障碍等。该疾病是由脆性X智力低下基因(Fragile X mental retardation 1, FMR1)突变而导致脆性X智力低下蛋白(Fragile X mental retardation protein, FMRP)表达异常造成的。近年来,研究发现FMRP参与非编码RNA通路,并发挥多种重要生物学功能,这对理解脆性X综合征发病机理具有重要的推动作用。首先发现FMRP与siRNA和miRNA通路中Dicer酶、Ago1和Ago2蛋白相互作用,参与神经活动及生殖干细胞命运决定等重要过程。随后又发现FMRP与piRNA通路中Aub、Ago1和Piwi蛋白相互作用,维持了染色体正常结构和基因组稳定性。最新研究结果发现FMRP与lncRNA相互作用,其功能和价值正引起关注。本文从FMRP与非编码RNA通路的关系展开,着重介绍了FMRP与piRNA之间的相互作用,以期为深入理解非编码RNA通路在脆性X综合征的发病过程中作用提供参考,同时期望与临床医学领域尽快形成交叉研究,早日促进理论成果转化为临床应用。     

脆性X智障蛋白FMRP参与DNA损伤应答的机制

脆性X综合征是世界范围内最常见的遗传性智力缺陷,由脆性X智障蛋白(Fragile X mental retardation protein,FMRP)功能缺陷导致,但其致病机制目前仍然所致甚少。中国科学院遗传与发育生物学研究所张永清研究员研究组和大连医科大学肿瘤干细胞研究院秘晓林教授研究团队密切合作发现FMRP参与调节DNA损伤应答的机制。     

应用多聚酶链式反应快速分析FMR-1基因突变

为了建立一种在先天性智力低下患儿中快速分析脆性X综合征智力低下基因1(Fragile X mental retardation gene 1.FMR-1)突变的方法,对先天性智力低下儿童进行脆性X综合征的大面积筛查和诊断,应用复式多聚酶链式反应一次性扩增FMR-1基因的(CGG)n的重复区,分析CGG重复序列的大小,判断FMR-1基因状态(正常、突变前、突变后),对脆性X综合征可疑患儿快速筛查,在113倒不明原因的先天性智力低下患儿中,分析有脆性X综合征携带者(FMR-1基因前突变者)7例(2男5女),脆性X综合征患者(FMR-1基因突变者)5例,应用多聚酶链式反应可以对脆性X综合征可疑患儿进行大面积初筛,确定携带者和患者。     

整合分析脆性X染色体综合征患者来源的诱导多能干细胞在神经元分化中的转录组变化

脆性X染色体综合征(fragile X syndrome,FXS)患者在FMR1基因的启动子区具有超过200个以上CGG三核苷酸重复片段,导致其编码的脆性X智力低下蛋白(fragile X mental retardation protein,FMRP)的表达减少或缺失.然而目前尚未在单核苷酸分辨率(即RNA-seq)水平上鉴定FMRP缺失所引起的转录组变化.本文对FXS患者成纤维细胞来源的诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cell,iPS细胞)(FXS-iPSC)进行了体外神经元分化.然后釆用RNA-seq技术检测了FXS-iPSC在体外神经元分化各阶段的转录调控变化情况.通过详尽的分析这些转录组数据并整合其他研究平台的成果,发现在FXS-iPSC分化得到的神经元中许多与神经元分化相关的转录因子(WNT1,BMP4,POU3F4,TFAP2C和PAX3)表达上调,钾离子通道基因(KCNA1,KCNC3,KCNG2,KCNIP4,KCNJ3,KCNK9和KCNT1)表达下调,而SHANK1和NNAT转录调控的时序发生改变,这表明FXS患者神经元的分化和功能受损.综上所述,本研究证明FXS患者中FMRP的缺失显著影响了神经发育过程的基因表达模式,并将有助于发现临床治疗FXS的潜在靶点.     

脆性X综合征的分子遗传学研究进展

脆性X综合征是常见的遗传性智力低下性疾病,其发病率高,临床表现复杂,遗传规律独特,对脆性X 综合征的发病机理和脆性X综合征筛查与诊断方法等方面的一些研究进展进行了综述.     

慢性吸烟大鼠气道平滑肌大电导的钙激活钾通道和Kv1.5表达的变化

复制大鼠的慢性吸烟模型,采用气道反应性的测定、HE染色、免疫组织化学染色、原位杂交和免疫印迹实验等方法,观察吸烟对大鼠支气管平滑肌大电导的钙激活的钾通道(BKca)和电压依赖性延迟整流钾通道Kv1．5蛋白和mRNA表达的影响,以阐明吸烟引起的气道高反应性发病机制中钾通道表达变化的作用。结果显示：(1)慢性吸烟可降低大鼠大气道和小气道BKca和Kv1．5蛋白和mRNA表达;(2)大气道BKca的降低程度大于Kv1．5,小气道BKca和Kv1．5的降低程度无明显差异：(3)吸烟对全肺组织BKca和Kv1．5的蛋白表达无明显影响。上述结果提示,慢性吸烟可下调大鼠气道平滑肌钾通道BKca和Kv1．5的表达水平,是导致气道高反应的机制之一。     

脆性X相关蛋白Ⅰ的研究进展

脆性X相关基因I(FXR1)发现于1995年,位于3号染色体3q28。其产物脆性X相关蛋白1(FXR1P)与脆性X智障蛋白1 (FMR1P)、脆性X相关蛋白2(FXR2P)形成一个RNA结合蛋白家族。目前认为这三种蛋白能输送mRNA分子并调控其翻译过程。FXR1的翻译产物(FXR1P)分子中存在两个KH结构域和一个RGG结构域,这两种结构域与FXR1P分子的RNA结合作用有关。FXR1P的表达具有较高的组织特意性,在横纹肌中表达最高。合适的动物模型对于一种蛋白的功能研究具有十分重要的意义,目前,FXR1敲除的各种动物模型如小鼠、斑马鱼、非洲爪蟾的近亲Xenopus tropicalis已经在不同的实验室建立。本文主要介绍了FXR1P的结构特点、功能及其实验动物模型。     

脆性X综合征的基因诊断与产前诊断

为了探讨简便、快速、准确、价廉的脆性X综合征的诊断方法,对6个智能低下家系进行了细胞遗传学检查,以及PCR直接扩增FMR1 5^'端(CGG)_{n<\sub>重复序列、RT-PCR扩增FMR1基因的cDNA序列的分子遗传学检查。A家系先证者脆性X染色体高表达（35/273）,分子遗传学检查证实为脆性X综合征全突变患者;B家系先证者及其母亲无脆性X染色体表达,分子遗传学检查证实为非脆性X综合征患者;C家系的男性胎儿脆性X染色体表达（5/93）,先证者及其母亲未发现脆性X染色体,分子遗传学检查证实男性胎儿为脆性X综合征全突变患者,其母亲为前突变携带者,哥哥为嵌合体患者;D家系先证者脆性X染色体高表达17%,其姐姐脆性X染色体5%,分子遗传学检查证实先证者为脆性X综合征全突变患者,其姐姐为嵌合体患者;E家系先证者及其母亲,F家系先证者发现可疑脆性X染色体,分子遗传学检查证实为非脆性X综合征家系。结论： PCR直接扩增FMR1基因(CGG)n<\sub>重复序列联合RT-PCR扩增FMR1基因cDNA 序列简便、快速、价廉。可用于脆性X综合征的筛查、诊断及产前诊断,有推广应用价值。}     

钾通道功能异常与帕金森病

以ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channels,KATP)和电压依赖性钾通道(voltage-gated potassium channels,Kv)为代表的钾离子通道在基底节中存在大量的分布和表达,目前认为其功能异常与帕金森病(Parkinson's disease,PD)的发病密切相关,在PD的病理生理过程中具有重要作用.不同类型的钾通道调制剂对于不同类型的PD模型具有一定的治疗作用,钾通道有望成为PD的一种新型治疗靶点.     

动态突变与人类健康

动态突变与人类健康梁文兰（山东淄博市第二卫生学校２５５０１５）脆性Ｘ综合征［ｆｒａ（Ｘ）］,是一种常见的遗传性智力低下疾病。在遗传性智力障碍疾病中,其发病率仅次于先天愚型。占智力低下人群的０·５％～１０％,在Ｘ连锁智力低下中占４０％。其特征为不同程度...     

智力低下相关蛋白(FXR1P)与CMAS相互作用的生物学效应研究

脆性X综合征(FXS)是一种遗传性智力低下疾病,其发病率仅次于21三体综合征．脆性X智力低下蛋白(FMRP)是FXS的关键性致病因子,该蛋白由脆性X智力低下基因1(FMR1)编码所得．FMR1在神经肌肉和睾丸组织中广泛表达．脆性X相关蛋白1(FXR1P)则是由FMR1的同源基因脆性X相关基因1(FXR1)编码所得,并且与蛋白质和RNAs之间存在着相互作用．许多疾病都涉及到FXR1表达的改变．为了了解FXR1P与CMAS(胞嘧啶单核苷酸-N-乙酰神经氨酸合成酶)相互作用所产生的的生物学效应,我们构建了FXR1的过表达载体,并观察其在PC12细胞(大鼠鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞)和VSMC(血管平滑肌细胞)中的表达以及继而对于细胞形态和CMAS活性相关的许多细胞指标的效应．我们证实,FXR1基因的过表达可以提高PC12细胞中CMAS的活性,并对于该类细胞的生长提供一定程度的保护作用．PC12细胞是一种较为常见的用于研究神经系统疾病的细胞系．结论：我们推测FXR1P是一个组织特异调节因子,可以改变PC12细胞而非VSMC细胞中神经节苷酯(GM1)的浓度．     

分子遗传学研究的新焦点：动态突变与脆性X综合征

近年来,对脆性位点分子生生物学的研究已取得突破性进展,脆性Ｘ综合征智力低候选基因ＦＭＲ－１已被克隆,其５＇端外显子是由一段不稳定的微随体序列ｎ组成,该ｎ重复序列拷贝数的遗传是不稳定的,其扩增长度的变化与脆性与点的表达,ＣｐＧ岛的甲基化,ＦＭＲ－１基因的功能,临床表型具有相关性,分子遗传学上把 这种独特的遗传形式称为“动态突变”。这一发现,为脆性Ｘ综合征及其它与动态突变有关的遗传病的研究提供了重要的     

离子通道与人类遗传病

细胞膜离子通道结构和功能正常是细胞进行生理活动的基础,对离子通道功能具有决定性意义的特定位点的突变导致其开放、关闭或激活、失活功能异常,引起组织机能紊乱,形成各种遗传性疾病。本文从水通道蛋白,钙通道,钠通道,钾通道等多种通道蛋白引起的遗传病的现象以及机理做较深入的阐述。     

130例智力低下儿童脆性X检测报告

本文采用脆性 X检测技术对130例先天性智力低下儿童进行了细胞遗传学研究,结果共发现27例具有染色体异常。其中t(5;15)及t(8;12),inv(9)两例核型,经鉴定为世界首报核型;检出5例脆性X综合征,检出率为3.77%,占异常核型的18.5%。 Abstract:The cytogenetic study was made on 130 mentally retarded children with the technique of Fra(X) detection.Among the 27 mentally retarded children with chromosomal abnormalities found in the study,the two karyotypes of t (5;15) and t (8;21),inv(9) were first reported in the literature.of the 130 mentally retarded cases,5 had fragile (X) syndrome (3.77%).The syndrome accounted for 18.5% in the abnormal karyotypes.     

自发性高血压大鼠和Wistar大鼠淋巴细胞Kv通道表达差异

本研究采用全细胞膜片钳技术、实时荧光定量PCR技术及Western blot技术检测自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rat,SHR)和Wistar大鼠外周血淋巴细胞电压依赖性钾通道(voltage dependent potassium channel,Kv)电流密度及Kv1.3mRNA和蛋白表达水平,探讨淋巴细胞Kv通道在高血压病中的变化,为高血压病淋巴细胞激活提供证据。结果显示:(1)SHR淋巴细胞Kv峰值(取自阶跃电压中+60mV)电流密度为(119±10)pA/pF(n=30),Wistar大鼠为(56±9)pA/pF(n=40),SHR淋巴细胞Kv峰值电流密度明显高于Wistar大鼠(P0.05);(2)与Wistar大鼠相比,SHR淋巴细胞Kv1.3 mRNA表达增多(P0.05);(3)SHR淋巴细胞Kv1.3蛋白表达水平高于Wistar大鼠(P0.05)。结果提示,SHR淋巴细胞上有更多功能性Kv通道,Kv通道可能与SHR淋巴细胞激活有关。     

P2X7受体与疾病的相关性

P2X受体是一类离子型配体门控通道,分为7个不同的亚型(P2X1～7)。嘌呤能离子通道型受体7(purinergic ligand-gated ion channel 7 receptor, P2X7R)是ATP门控的,非选择性的阳离子通道,属于嘌呤受体P2X家族。P2X7受体广泛表达于神经系统、肌肉组织和免疫系统。在胞外ATP作用下,P2X7受体偶联多种胞内信号通路,参与细胞增殖、凋亡及炎症因子的释放等多种生理功能。研究发现,P2X7受体与诸多疾病有着密切联系,包括自身免疫性疾病(如关节炎和炎症性肠病)、神经退行性疾病、慢性疼痛、情绪障碍和癌症等。P2X7受体异常表达会导致这些疾病的发生,增加疾病的易感性与病变程度。现就P2X7受体的生物学特征、P2X7受体与疾病的关系及其特异性阻断剂和激动剂进行综述。