增强体与转录协同性

对大多数真核细胞来说,基因表达调控的最显著特征是能在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现有序的、不可逆转的分化发育过程,并使生物的组织和器官在一定的环境条件下保持正常功能。近年来,真核生物基因表达在时间和空间上的有序性已吸引了越来越多研究...     

泌乳前后家猪乳腺基因表达谱的构建以及不同猪种和不同发育时期差异表达基因的确定

构建了不同猪种、不同发育时期的非标准化家猪乳腺cDNA文库, 并从中获得28941条高质量ESTs (expressed sequence tags). 利用序列拼接软件CAP3, 这些EST序列被拼接成2212条重叠群和5642条单一序列. 这些序列在经过功能注释后被聚类成6857个基因聚类, 其中2072条无相应功能注释的序列被认为来自于新基因. 按照标准基因词汇体系的分类标准, 已经有功能注释的基因进行了聚类分析. 通过比较基因表达谱, 确定了几组在猪种间和猪种内不同发育时期乳腺中差异表达的基因, 这些基因中某些可能与家猪的繁殖特性相关, 另外则在乳汁合成、分泌和乳腺复旧过程中发挥重要的作用. 这些来源于家猪乳腺特定发育时期的基因表达谱和一些功能未知的EST序列为进一步的研究提供了重要资源.     

果蝇发育中细胞决定和分化与基因表达环境

胚胎发育是个程序化的,复杂而有趣的生命现象。在胚胎发育中,不同细胞的分化和其 功能由基因决定,受到核内遗传物质的控制。而细胞的决定和分化则是在不同的细胞质对细胞核的不断作用下,才能逐步进行。核质之间的相互作用先建立特定的基因表达状态,从而选择性表达发育调控基因或分化基因。发育调控基因产物一旦进入胞质,就可改变原来的基因表达环境,使细胞核进入新的基因表达状态,选择表达新的发育调控基因。如果新的发育调控基因的产物再影响细胞核,改变原来的基因表达状态,其它的发育调控基因的表达就可使胚胎细胞进一步分化。在发育过程中,细胞质和细胞核的这个相互作用不断进行,使控制发育程序的不同基因群在特定的时空中表达,受精卵分裂产生的子细胞才能不断决定和逐步分化,最后形成组成个体所必须的各种细胞类型。     

利用RNAi技术研究果蝇心脏发育基因的功能

RNAi是近两年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法。它通过导入一段与内源基因同源的双链RNA序列（dsRNA）,使内源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达的目的。目前已在线虫、果蝇、臭虫、真菌及植物等生物中建立RNAi技术,用于研究某些特定基因或已知基因在特定发育时期的功能。对于难于获得突变体的基因或生物体,RNAi技术尤其有效。虽然果蝇心脏发育基因wingless和tinman在果蝇心脏发育的早期功能已经清楚,它们都与果蝇心脏前体细胞的形成有关,但它们在果蝇心脏发育的后期功能仍有待进一步研究。实验运用RNAi技术,分别将tinman和wingless的dsRNA注入果蝇的早期胚胎,得到了这两个基因的dsRNA干扰表型,与两个基因的突变体表型非常相似,都表现为果蝇心脏前体细胞不能形成或心脏管缺失。尤其是tinman基因的dsRNA,还引起了肠中胚胎层缺失和体壁肌肉组织的紊乱,而wingless基因的dsRNA却只影响心脏的形成,而不影响肠中胚层,说明dsRNA干扰具有非常强的特异性,因而不失为研究果蝇心脏发育基因功能的有效方法。     

高等植物基因表达与转录因子

基因在植物体内的表达受到了严格的调控;不同基因,其表达程度不同。例如,与发育及分化有关的基因在表达时还有“时空和空间”的专一性问题,即它们只在特定组织中表达,而且只在特定的发育阶段表达。可见,高等植物基因表达调控起到了维持正常的生长、发育等一切生命活动的作用。目前,高等植物基因表达调控机制研究,已成为植物分子生物学的热点与中心问题,而在转录水平上基因表达调控的研究是这一热点中的重点。本文简要地介绍一下有关这方面的研究进展情况。     

DNA脱甲基酶

在哺乳动物发育过程中,ＤＮＡ甲基化对基因表达有重要的调控作用。甲基化发生在特定的二核苷酸ＣｐＧ上,从而阻遏了ＤＮＡ的转录。ＤＮＡ脱甲基是与之对应的相反过程,具有解除阻遏的作用。ＤＮＡ的甲基化－脱甲基调节模式对哺乳动物体细胞功能的维持和生殖细胞的正常发...     

胆固醇代谢异常与神经系统疾病关系的研究进展

胆固醇是一种广泛存在于动物体内的常见小分子脂类物质,是构成细胞膜和血浆脂蛋白的重要成分。其在中枢神经系统内的含量尤为丰富,与神经元突起的产生、发育和形成,星形胶质细胞的增生,神经元的存活,神经的修复重塑以及发育相关的信号通路的传递等活动紧密相关。由于血脑屏障的隔离,脑内胆固醇主要由星形胶质细胞合成,其代谢需要通过转化为可透过血脑屏障的分子才能排出脑外。正常情况下,脑内胆固醇的浓度维持在相对稳定的范围内,对中枢神经系统的生长发育以及正常功能的维持起着至关重要的作用,其代谢异常可以诱多种神经系统疾病,因此以维持脑内胆固醇代谢的稳态为靶标可以为许多神经系统疾病的防治提供新思路。本文综述了脑内胆固醇的合成、代谢以及其与中枢神经系统疾病的相关性。     

足细胞发育异常及相关肾脏疾病研究进展

足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分,其数量减少或功能障碍将导致肾小球滤过功能损伤和相关肾脏疾病的发生。足细胞为不可再生性细胞,其数量和功能在一定程度上取决于其正常发育。已发表的文献和本实验室的研究工作表明,遗传或不良宫内环境等原因所致的足细胞发育不良,可能导致成年后肾小球滤过功能障碍,并成为某些胎源性肾脏疾病发生或易感的病因之一,而表观遗传学机制可能参与介导足细胞发育过程中某些关键基因的表达异常。本文对足细胞结构功能和正常发育、足细胞发育异常的病因和机制、以及足细胞发育异常所致的肾脏疾病等几方面进行综述,以期对发育源性足细胞相关肾脏疾病的诊断与治疗提供借鉴与参考。     

分子生物学技术讲座（八）：基因表达调控的研究方法

（续１９９７年第３２卷第１２期第２５页）基因表达调控的研究已成为当代分子生物学的一个研究热点。所谓的基因表达就是指生物体内基因组中特定的结构基因在特定的条件下通过转录、翻译等一系列的复杂过程,合成具有特定氨基酸序列并具有特定生物学功能的蛋白质分子。但...     

MeCP2在Rett综合征中的调控机制

Rett综合征(Rett syndrome, RTT)是一种X连锁的神经发育障碍性遗传病, 是导致女性严重智力障碍的主要原因之一。编码甲基化CpG结合蛋白2(Methyl-CpG-binding protein 2, MeCP2)基因突变是RTT主要的遗传病理学改变, MeCP2作为转录抑制因子调控基因表达。在RTT发病机制中, 由于缺乏MeCP2与甲基化DNA的正确结合, 阻碍了它对下游靶基因表达的正常调控, 最终导致脑功能障碍。目前, 对MeCP2在脑发育过程中的作用以及如何导致RTT的发生, 其机制尚不清楚。文章从MECP2基因和MeCP2蛋白两个方面, 对基因结构、蛋白质功能以及在分子水平上的调控机制进行了综述, 以期为RTT的发病机制研究提供新思路。     

用“增强子陷阱”技术构造并筛选果蝇UAS/GAL4系统中GAL4新品系及脑基因表达图谱数据库的开发

"增强子陷阱"技术是建立果蝇脑全基因组表达图谱及其数据库的重要方法.筛选获得新特异表达的GAL4品系,可为进一步研究果蝇脑神经在学习记忆功能提供强有力的基因工具.通过"增强子陷阱"技术来获得果蝇突变体,并与报告转基因果蝇(UAS-EGFP)杂交,用荧光显微镜观察成年果蝇脑内荧光分布,从而获得该突变体的脑基因表达图谱,在此基础上利用JavaScript来建立果蝇脑全基因组表达数据库.目前获得基因突变体果蝇2 677种,大部分在果蝇脑中有表达,其中在果蝇嗅觉学习记忆相关脑区蘑菇体表达的基因有368个,且有部分基因特异地表达在某些传导通路上.这些果蝇基因突变体库及其表达图谱为进一步研究各基因的功能及作为遗传工具来研究各脑区结构和功能提供极大方便.     

血管内皮生长因子促损伤脑内神经血管单元的重构

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)最初被认为是调节血管内皮细胞通透性及血管增生的生物活性物质。后来发现,VEGF在脑内的神经细胞也有表达,并参与神经细胞的发育、轴突的生长和神经元细胞膜上离子通道功能的调节。VEGF对损伤脑具有抗凋亡等神经保护作用。此外,VEGF还具有促进损伤脑内神经元新生的作用和增强活化胶质细胞转分化为新生神经元的能力。现有的文献提示,VEGF在正常脑内能调节神经可塑性,在损伤的脑内能促进神经血管单元的重构和脑修复。本文重点阐述成年脑内VEGF对神经细胞的生物学效应及其对损伤脑的修复作用。深入研究VEGF的神经调节作用及其机制,有助于理解脑功能调节机制,研发脑保护和脑修复的新技术。     

颞叶癫痫脑“默认模式”的fMRI研究

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)被用于检测静息时脑功能神经网络.作者运用静息fMRI检测海马硬化颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)脑"默认模式",采用感兴趣区域功能连接分析检测16例TLE患者和16名正常对照静息时脑的"默认模式",并进行组内和组间分析.研究发现,与正常对照相比,TLE静息时海马、颞极、额叶、颞叶、壳核及楔前叶等脑区与后扣带回的功能连接增强.研究结果表明TLE患者的固有脑功能组织模式有可能出现紊乱.这一研究将有助于从脑功能的角度了解癫痫患者某些临床症状的发病机理,为今后癫痫诊治的发展提供一定的帮助.     

生后雌性小鼠下丘脑室旁核内ER-β表达的免疫组化研究

研究发现小鼠下丘脑室旁核(PVN)内雌激素β受体(ER-β)的表达与在大鼠等一些实验动物脑PVN的表达有差异,提示其在小鼠PVN内的表达可能有特定的生理意义。为了深入探讨ER-β在小鼠PVN内的功能,本文采用硫酸镍铵增强显色的免疫组化SP法研究了ER-β在生后雌性小鼠PVN内的表达。结果发现ER-β免疫阳性物质主要见于PVN的大细胞部,在小细胞部和背侧帽部免疫阳性细胞数目较少。免疫阳性物质主要位于细胞核内,未发现明显的胞浆或突起阳性,但在发育的某些时期可见免疫阳性细胞核局部呈现阴性反应。最高表达见于生后早期(第1-9天),随后表达降低,生后一个月即达到成年水平。PVN内ER-β的表达模式表现为生后早期表达高、随后降低,提示在该部位ER-β可能主要参与了对生后早期PVN的神经内分泌活动以及神经结构的发育与完善的调控,并可能与生后早期动物的应激、体重增加和脂肪代谢等有关。     

膳食因素和运动对脑内葡萄糖转运蛋白Glut1、Glut4基因表达的影响

目的：探讨运动和膳食因素对小鼠脑内葡萄糖转运蛋白Glut1和Glut4基因表达的影响。方法：ICR小鼠分组施以高脂膳食、限量摄食、运动、高脂膳食＋运动等不同实验干预60d,RT-PCR法测定大脑Glut1、Glut4 mRNA水平。结果：与正常对照组比较,运动组和限食组小鼠脑组织Glut1和Glut4基因表达显著增高,高脂膳食组小鼠Glut4基因表达显著降低而Glut1表达水平无显著改变。结论：限食和运动增强脑内胰岛素反应型Glut4和非胰岛素反应型Glut1基因的表达,高脂膳食降低脑内胰岛素反应型Glut4基因的表达。     

传递细胞——物质短途运输中起作用的特化细胞

传递细胞广泛存在于植物界的各种群。传递细胞的分化主要与器官的发育程度以及转运物质的供应有关。当植物某个部位所需的运输速率远高于溶质正常跨膜运输速率时,在此部位就可能有传递细胞。传递细胞最基本的特征是细胞壁向内突起生长（壁内突）并与质膜共同形成壁膜器。壁内突从形态上可划分为2种类型：网状内突和肋状内突。大多数传递细胞壁内突的发育在沿着溶质流动的方向表现出极性。传递细胞的胞质一般比周围薄壁组织细胞浓,胞内富含线粒体和内膜分泌系统细胞器如内质网、高尔基体、小囊泡等。传递细胞在物质的短途运输中起作用。玉米胚乳传递细胞可能还具有防御病原微生物进入胚乳和胚的功能。本文就传递细胞的种类和特性、结构和功能、形成机制和诱导因素,以及基因表达调控等方面的研究进展做介绍。     

BAX敲除对小鼠大脑皮层和海马星形胶质细胞分布的影响

星形胶质细胞是大脑中一类高度异质的重要大胶质细胞,不仅在脑的发育和功能中起到重要作用,也参与多种神经病理生理学过程.多项研究表明B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(B-cell lymphoma-2 associated X protein,BAX)依赖性凋亡通路参与调控正常发育过程中脑内神经元的数量与分布,但是对其调控星形胶...     

SOCS家族在中枢神经系统的研究进展

细胞因子信号抑制因子（SOCS）家族是一类对细胞因子信号通路具有负反馈调节作用的蛋白分子,参与多种细胞因子、生长因子和激素的信号调节。细胞因子对中枢神经系统中的各种生物效应具有广泛多样的调节作用,SOCS家族的许多成员在发育时期和成年的脑内均有表达,SOCS家族不仅与细胞因子信号调节及中枢神经系统多种功能的调节密切相关,而且可能是神经发育和分化的重要调控因子,并参与神经免疫内分泌调节。本文综述了SOCS家族的发现、结构特点、脑内分布以及在中枢神经系统中的功能等方面的研究进展。     

人脑功能连通性研究进展

对人脑结构和功能的深入研究,已经要求脑成像技术不能仅仅局限于研究简单的脑功能定位问题,即寻找和定位与特定认知任务相关的某一块或者一组大脑皮层功能区,而必须研究分析各功能区间的动态功能连通和整合问题,即描述特定脑功能区域间的交互作用以及这些交互作用如何受认知任务的影响.已有几种非常规的脑成像技术和数据分析方法,包括时间相关性分析、心理生理交互作用(PPI)、结构方程模型(SEM)、动态因果模型(DCM)、弥散张量成像(DTI)等等,被成功用于人脑功能连通性和有效连通性的研究.脑功能连通性研究的发展,有利于深入理解人脑在系统水平上的动态运作方式,是今后认知神经科学发展的一个重要方向.     

Bmal1对小鼠胚胎期皮层神经元放射状迁移和轴突投射的影响

大脑皮层的发育是脑结构形成与功能建立的重要基础,在此过程中,皮层神经元放射状迁移及胼胝体区的轴突投射是必不可少的关键环节,该环节受基因转录的调控,但相关的分子机制目前仍不明确。转录因子BMAL1 (brain and muscle Arnt-like protein1)是体内重要的生物钟节律因子之一,最新研究发现其还参与调节海马神经祖细胞增殖,提示其与神经发育存在潜在的相关性。为明确Bmal1基因在大脑皮层发育中的具体作用,本研究首先通过RT-PCR和Real-timePCR检测Bmal1基因在神经系统中的表达情况。结果表明,Bmal1基因在神经系统中表达丰富,并且在发育期的大脑内呈现特定的表达规律:在胚胎后期和出生后早期脑内表达水平相对较高,以出生后第3 d为高峰。进一步通过联合使用小鼠子宫内胚胎电转和RNAi干扰方法敲减脑内神经元中Bmal1的表达水平,结果发现胚胎期皮层神经元的放射状迁移发生了延迟,延迟程度与RNAi的敲减效率呈正相关,存在一定的基因剂量-效应关系。进一步观察发现,在胚胎期脑内神经元中降低Bmal1表达水平以后,胼胝体轴突向对侧大脑半球的投射也出现了明显的缺陷。上述研究结果表明,BMAL1是大脑皮层神经元的放射状迁移以及轴突投射发育过程中的一个重要的调控分子,为从转录因子角度深入理解大脑皮层发育的分子调节机制和寻找调控靶点提供了新的线索。