牛MA GEL2的基因结构及在组织和胎盘中印记状态分析

本研究旨在揭示牛PWS/AS (Prader-willi syndrome/angelman syndrome)印记区域中的MAGEL2 (Melanoma antigen-like gene 2)基因的结构特点及其在成年牛组织及胎盘中的印记状态。生物信息学软件分析发现,牛MAGEL2基因位于21号染色体,为单外显子蛋白编码基因,编码长为1 183个氨基酸的多肽序列,其产物为MAGE家族成员之一。构建MAGEL2基因的进化树,发现牛MAGEL2基因与羊相似性最高。MAGEL2在不同物种之间具有较高的保守性。应用基于单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNP)的RTPCR产物直接测序的方法分析MAGEL2在牛8个组织和器官(心,肝,脾,肺,肾,肌肉,脂肪和大脑)及胎盘的印记状态。比较杂合牛基因组PCR产物和RT-PCR产物在SNP位点的测序结果发现,MAGEL2基因在成年牛组织及胎盘中均为单等位表达,提示MAGEL2基因在牛中是印记的。     

基于生物信息学分析KCNQ1OT1在胃癌中的作用

长非编码RNA KCNQ1OT1在多种肿瘤中高表达,但是在胃癌中的研究较少并且研究结果不一致,其在胃癌中具体的作用机制也缺乏相关研究。通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)公共数据库分析发现:KCNQ1OT1在胃癌中普遍高表达,且高表达KCNQ1OT1的胃癌病人预后不良,它与胃癌多种临床因素密切相关,尤其是与TP53的突变有明显的相关性,而且其表达与免疫细胞浸润明显相关;KCNQ1OT1在胃癌肿瘤细胞系中普遍高表达,敲低后可抑制胃癌肿瘤细胞的增殖能力,共表达网络分析发现,其表达与肿瘤代谢有密切的相关性;谷氨酰胺酶1(glutaminase 1, GLS1)在胃癌中普遍高表达,与预后不良密切相关,KCNQ1OT1与GLS1的表达具有明显的相关性,敲低KCNQ1OT1的表达可抑制GLS1 mRNA的表达,而过表达GLS1可以部分逆转敲低KCNQ1OT1造成的胃癌细胞增殖能力的下降,因此推测KCNQ1OT1可能通过GLS1调控胃癌肿瘤细胞的生长。本研究通过大数据及实验验证了KCNQ1OT1在胃癌中的表达及功能,提示KCNQ1OT1有可能通过调控谷氨酰胺代谢来促进了胃癌的发生发展,这为分子靶向治疗胃癌的临床研究提供了新的靶点和思路。     

人源核小体组装蛋白1类似蛋白5（NAP1L5）促进293T细胞增殖

人源NAP1L5为核小体组装蛋白（NAP-1）家族成员,目前功能未知。肝癌研究暗示Nap1l5可能为抑癌基因,抑制细胞增殖;但NAP-1家族其他功能已知的一些成员,可促进细胞增殖和加快周期进程。人源NAP1L5是促进还是抑制细胞增殖,目前未知。本研究里,我们发现过表达Nap1l5促进293T细胞增殖,抑制表达则降低293T细胞增殖速度。细胞周期分析表明：Nap1l5过表达增加G2期、减少G1期细胞比例;抑制Nap1l5表达,则增加G1期、减少G2期细胞比例。我们的研究表明：人源NAP1L5会加快293T细胞周期进程,促进增殖,并且提示原来关于Nap1l5是抑癌基因的推测是不对的。     

牛ASCL2基因生物信息学分析

在人与小鼠中,A SCL2基因是一个母源表达的印记基因,在早期胚胎和胎盘发育中起重要作用。牛A SCL2基因的印记状态和印记的分子机理还没有被研究。本研究采用生物信息学方法对牛A SCL2基因分子进化、启动子和CpG岛区域以及蛋白的高级结构进行分析和预测,为进一步揭示该基因生物学功能和其分子调控机理奠定基础。对21种哺乳动物A SCL2基因的mRNA序列进化分析表明：这21种哺乳动物间的遗传距离小于0.536,且牛与猪遗传距离最小,为0.106,与基因进化树分析结果一致。CpG岛在线软件预测显示,在牛中,该基因上游5 k序列中有三个CpG岛。启动子在线软件预测和转录因子分析相结合显示,启动子最可能位于该基因5'端上游4725~4775 bp处CpG岛区域内,此区域包括大量潜在转录因子结合位点,并在4734 bp处存在一个TATA框。蛋白质在线软件分析表明,A SCL2基因编码一种螺旋-环-螺旋形转录因子,有α-螺旋、β-转角和无规则卷曲3种二级结构。     

心脏特异性表达KCNQ1^（V180L）转基因小鼠的建立及表型分析

目的建立心脏特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠,为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常性心脏疾病的关系提供工具动物。方法把KCNQ1^V180 L基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J KCNQ1^V180 L转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠的基因型,采用Western Blot鉴定KCNQ1^V180 L在心脏组织中的表达,记录转基因小鼠死亡情况,超声分析转基因小鼠心脏结构形态和功能改变,心电分析转基因小鼠心肌电生理变化。结果建立了2个心脏组织特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠品系。转基因小鼠离乳前即出现猝死;超声检查显示转基因小鼠左心室内径变短,心室壁变厚,短轴缩短率增加;心电分析显示其心室复极异常。结论 KCNQ1^V180 L转基因小鼠具有临床长QT综合征类似的病理改变,可作为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常发病机制的疾病动物模型。     

G0101C03-3和L0254H10-3 基因在小鼠动情周期子宫中的差异表达

正常动情周期的维持是小鼠子宫多功能的必要条件 ,但对于其分子基础至今尚不十分明了。我们曾通过基因芯片技术分析了小鼠动情期与间情期子宫的基因表达谱 ,发现了许多差异表达的基因或表达序列标签(ESTs)。本实验选取了G0 1 0 1C0 3 3及L0 2 5 4H1 0 3两个差异表达的EST ,通过Northern印迹与原位杂交方法分析了它们在小鼠动情周期子宫中的时空表达模式。结果表明 :这两个基因的表达水平都发生周期性变化 ,在动情期表达量较少 ,而在间情期表达量较高 ;G0 1 0 1C0 3 3在动情期的表达量是间情期的 2 7% ,L0 2 5 4H1 0 3在动情期检测不到有表达 ,提示它们的表达受卵巢类固醇激素的调控 ;G0 1 0 1C0 3 3基因主要在子宫的腔上皮与腺上皮中表达 ,可能与子宫细胞的程序性死亡有关 ;而L0 2 5 4H1 0 3基因则主要位于基质细胞中     

小鼠卵细胞质对供体核DNA甲基化和U2afbp-rs基因表达的调控

利用细胞核移植技术将NIH3T3细胞核和孤雌桑椹胚单个卵裂球,分别移植到去核MⅡ期受体卵母细胞中,通过免疫荧光染色后比较体外受精胚、孤雌胚、NIH3T3核移植重组胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎DNA甲基化水平的变化,以探明克隆胚细胞核去分化与DNA甲基化的相互关系.利用Real-timePCR技术检测体外受精胚、孤雌胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎中,印记基因U2afbp-rs基因以及非印记基因eIF-4C基因表达量的变化,以探明小鼠卵细胞质对克隆胚细胞核中印记基因表达的调控.结果表明,克隆胚供体核基因组DNA在核移植后并没有发生主动去甲基化.孤雌桑椹胚核移植后重组胚中U2afbp-rs基因和eIF-4C基因的表达水平要显著低于对照孤雌胚,但其表达量变化规律与对照孤雌胚相同,说明了卵细胞质对供体核印记基因的表达具有一定的调控作用.     

GTL2基因在体细胞核移植牛中的印记状态分析

体细胞核移植技术（SCNT）在医学研究、畜牧业生产和拯救濒危动物方面有重要的应用价值,而核移植效率低是制约其应用的主要因素．印记基因在哺乳动物胚胎发育和出生后的正常生长中都具有十分重要的作用,GTL2基因是在人和鼠中已被鉴定的印记基因,它作为一种RNA调解分子调控目的mRNA的转录．为了研究GTL2基因在自然繁殖牛和体细胞核移植牛中的印记状态,首先应用PCR-SSCP方法对GTL2基因多态性进行检测,鉴定自然繁殖牛和体细胞核移植牛中的杂合子,进而利用RT-PCR-SSCP技术对GTL2基因在杂合子牛的心、肝、脾、肺、肾、大脑中的表达状态进行分析．研究结果表明：GTL2基因在自然繁殖牛的被检测的6个组织中均表现为单等位基因表达,在体细胞核移植牛的心和肝中表现为单等位基因表达,而在大脑、脾、肺、肾中为双等位基因表达,GTL2基因在体细胞核移植牛的部分组织中表达紊乱有可能是造成体细胞核移植牛器官发育异常和核移植效率低下的原因之一．     

长链非编码RNA KCNQ1OT1影响脂多糖诱导的血管内皮细胞凋亡及其炎性因子表达的机制

该研究探讨了长链非编码RNA KCNQ1OT1对脂多糖(LPS)诱导的血管内皮细胞(VEC)凋亡和炎性因子表达的影响以及其可能机制.通过体外培养VEC,分别转染KCNQ1OT1过表达载体、miR-223抑制剂或共转染KCNQ1OT1过表达载体与miR-223模拟物后,用1.0mg/mLLPS干预24h,然后采用RT-q...     

牛DLK1基因的生物信息学分析

DLK1基因是位于DLK1-DIO3印记区域内一个父源表达的印记基因。本研究利用生物信息学方法对牛DLK1基因进行了分子进化分析、基因和蛋白质结构分析并预测了其启动子和CpG岛区域。对7种动物DLK1基因mR NA序列的分子进化分析结果显示,牛与羊的遗传距离最小,亲缘关系最近。蛋白质在线分析软件表明,DLK1蛋白由信号肽、EGF结构域以及跨膜区组成。牛DLK1基因包含5个外显子,且存在多种可变剪切体。启动子在线软件预测,牛DLK1核心启动子可能位于该基因起始密码子上游1 790~1 840 bp处。预测结果表明,人、小鼠和牛三个物种DLK1潜在的核心启动子区所处的位置具有一致性,并且三个物种的启动子区DNA序列具有高度保守性。以上研究结果为进一步阐明牛DLK1基因的生物学功能及其印记调控机理提供了参考依据。     

类固醇5-α还原酶样基因Srd5α2l2的克隆及表达分析

采用表达序列标签（EST）介导的基因克隆和表达谱分析,从小鼠心脏克隆了一个cDNA为2 348 bp,主要在心脏表达的新基因Srd5α2l2（GenBank Acc No.AF548365）.该基因由12个外显子组成,3′非翻译区富含ATTTA序列,最大开放阅读框编码一个由361个氨基酸组成的假定蛋白,该蛋白质C端含有类固醇5-α还原酶的保守结构域（3-oxo-5-alpha-steroid 4-dehydrogenase,STEROID_DH）.生物信息学分析表明,人cDNA 克隆DKFZp313D0829（AL833108）是Srd5α2l2的人同源基因.经同源性检索,支持Srd5α2l2的全部41条EST中25条来自小鼠心脏组织.RT-PCR检测初步证实,该基因主要在心脏中表达,而在其他组织中不表达或弱表达.综合考虑Srd5α2l2的序列特征和表达谱,Srd5α2l2可能在心脏组织中发挥重要作用.     

牦牛MEF2C基因克隆、生物信息学及表达谱分析

本试验旨在分析牦牛(Bos grunniens)肌细胞增强因子2C(myocyte enhancer factor 2C,MEF2C)基因的分子特征和表达规律,探索其影响牦牛肌肉发育的作用机制.试验以大通牦牛肌肉组织cDNA为模板,采用PCR扩增技术扩增牦牛MEF2C基因,用DNAStar,ExPASy,ABCpred等生物信息学软件分析MEF2C基因序列和其编码的蛋白质结构,利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)检测了 MEF2C基因的表达情况.试验克隆获得的牦牛MEF2C基因编码区全长1 302 bp,编码433个氨基酸;蛋白质结构预测结果显示,MEF2C蛋白具有30h的半衰期,为亲水性碱性蛋白,没有信号肽但拥有跨膜结构.系统关系中牦牛与普通牛的亲缘关系最为接近,与小鼠亲缘关系较远.组织表达谱结果显示,MEF2C基因在牦牛7个组织中都有表达且在臀二头肌组织中表达量最高;不同时期MEF2C基因表达情况为胎牛＞成年牛＞6月龄牛.研究结果将为进一步探讨MEF2C基因在牦牛肌肉发育中的作用提供科学依据,同时也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供数据支撑.     

关岭牛MyoD玉基因启动子报告质粒的构建及活性验证

为了克隆关岭牛MyoD玉基因启动子并验证其启动活性,根据GenBank中牛的MyoD玉基因序列设计PCR引物,用PCR技术扩增牛MyoD玉基因的启动子,构建重组克隆载体pUCmT-MyoD玉;并通过PCR扩增、限制性酶切、测序及生物信息学分析对阳性克隆进行鉴定;构建报告质粒pGL3-MyoD玉,并将其转染小鼠C2C12、3T3-L1细胞系,检测其24 h后的双荧光素酶活性。实验结果获得了关岭牛MyoD玉基因启动子,其序列长度为993 bp,并成功构建了MyoD玉启动子报告质粒;双荧光素酶活性检测表明pGL3-MyoD玉在小鼠C2C12细胞中的表达是pGL3空载体40.65倍,在小鼠3T3-L1细胞中的表达是空载体的1.13倍,MyoD玉启动子在小鼠C2C12细胞中的表达高于3T3-L1细胞(**p<0.01)。结果表明关岭牛MyoD玉基因启动子具有启动活性,在小鼠骨骼肌细胞中特异性表达。     

2型糖尿病心肌病患者血清LncRNA KCNQ1OT1、miR-181a-5p表达及其与左心功能的相关性研究

目的：探讨2型糖尿病心肌病（T2DCM）患者血清长链非编码核糖核酸KCNQ1OT1(LncRNA KCNQ1OT1)、微小核糖核酸-181a-5p(miR-181a-5p)表达水平及其与左心功能的相关性。方法：选择2021年6月至2023年6月华中科技大学同济医学院附属同济医院收治的T2DCM患者80例作为T2DCM组,单纯2型糖尿病（T2DM）患者80例作为T2DM组,另选取同期体检健康者80例作为健康对照组。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测并比较三组血清LncRNA KCNQ1OT1、miR-181a-5p表达水平。Pearson相关性分析法分析血清LncRNA KCNQ1OT1、miR-181a-5p表达与左心功能相关指标[二尖瓣早期血流速度峰值/左侧壁二尖瓣环早期峰值速度均值（E/e’）、左心室舒张末期内径（LVEDD）、左室射血分数（LVEF）、Tei指数、左心室收缩末期内径（LVESD）、二尖瓣早期血流速度峰值/晚期血流速度峰值（E/A）]的相关性。结果：T2DCM组体质指数（BMI）、空腹血糖（FBG）、空腹胰岛素（FINS）、B型脑肽钠（BNP）、肌...     

1型糖尿病小鼠肝脏的口服葡萄糖代谢及差异表达基因

目的：观察口服葡萄糖在1型糖尿病小鼠肝脏的代谢,比较1型糖尿病小鼠与正常小鼠口服葡萄糖后肝组织基因表达的差异。方法：链脲霉素（STZ）诱导C57雄性小鼠1型糖尿病模型为实验组（n=8）,正常C57雄性小鼠为对照组（n=8）。每组随机取2只,按50ml／kg给予4％葡萄糖生理盐水溶液灌胃,2h取肝组织检测基因表达谱（Mouse Genome 430 2．0Array）。每组另6只．同样剂量给予含14C标记葡萄糖。结果：糖尿病小鼠口服14C标记葡萄糖2h后,肝组织同位素水平是正常对照组的4倍。以正常对照组为参比,共有舛条基因的表达变化差异在2倍以上,其中上调基因61个,下调基因33个。根据功能基因组分析,11条差异表达基因与脂代谢、胆固醇代谢相关,其中7条上调基因与脂、胆固醇合成相关,1条下调基因与脂肪酸分解相关。结论：SIZ诱导的1型糖尿病小鼠口服葡糖后2h,肝脏脂、胆固醇合成相关基因表达增高。     

哺乳动物印记域DLK1-DIO3的研究进展

DLK1-DIO3印记域定位于人14号染色体、小鼠12号染色体及绵羊18号染色体远端, 在真哺乳亚纲动物中印记保守。该印记域包含3个编码蛋白的父系表达基因Dlk1、Rtl1和Dio3以及若干大小不同的母系表达印记非编码RNA, 如miRNAs、snoRNAs 和大型非编码RNA Gtl2等。人和小鼠该印记域内印记基因剂量的改变将导致严重的表型异常甚至胚胎致死, 暗示正常的发育需要域内印记基因的正常表达。文章重点论述了哺乳动物DLK1-DIO3印记域的印记调控机制和域内印记基因及其功能的研究进展。     

哺乳动物印记域DLK1-DI03的研究进展

DLK1-D103印记域定位于人14号染色体、小鼠12号染色体及绵羊18号染色体远端,在真哺乳亚纲动物中印记保守.该印记域包含3个编码蛋白的父系表达基因DIk1、Rt11和Di03以及若干大小不同的母系表达印记非编码RNA,如miRNAs、snoRNAs和大型非编码RNA Gtl2等.人和小鼠该印记域内印记基因剂量的改变将导致严重的表型异常甚至胚胎致死,暗示正常的发育需要域内印记基因的正常表达.文章重点论述了哺乳动物DLK1-DI03印记域的印记调控机制和域内印记基因及其功能的研究进展.     

利用功能基因PCR芯片探讨过表达Slit2基因与老年小鼠淀粉样蛋白产生沉积的关系

目的通过对比老年Tg-Slit2小鼠与AD小鼠Tg-2567淀粉样蛋白产生和清除相关基因表达差异,初步探讨过表达Slit2基因与老年小鼠淀粉样蛋白产生沉积的关系。方法选取14月龄雄性C5BL/6小鼠、TgSlit2小鼠和Tg-2576小鼠作为实验研究对象,利用Aβ1-40和Aβ1-42抗体对小鼠脑组织进行免疫组化染色,同时通过脑总RNA提取、RNA质量鉴定、c DNA合成以及PCR芯片检测,获得功能基因表达情况,并对两种转基因小鼠与野生型小鼠AD基因表达进行差异化比较分析。结果 Tg-Slit2小鼠相比与同年龄的Tg-2576小鼠,脑组织中并未发现典型的Aβ沉积表型,脑组织功能基因芯片分析发现,与同年龄的C57BL/6小鼠相比,Tg-Slit2有16个基因显著上调,8个基因显著下调,而Tg-2576小鼠14个基因显著上调,17个基因显著下调。进一步对差异基因分析发现,三种小鼠鼠源的淀粉样蛋白前体基因APP表达无差异,而与Aβ产生相关的Psen2基因在Tg-2576小鼠中显著上调,与Aβ清除相关的LRP6和LRP8则发生显著下调,但这些基因在Tg-Slit2老年小鼠中并未发现显著改变。结论14月龄过表达Slit2小鼠未产生Aβ的沉积,Aβ相关基因也未显示出与Tg2576小鼠相似的改变。     

牛β-酪蛋白基因控制的人凝血Ⅸ因子基因在小鼠乳腺组织中的表达调控

构建牛β 酪蛋白基因控制的人凝血Ⅸ因子 (hFⅨ )乳腺组织特异性表达载体pCⅨm,pCiⅨ ,pCⅨ和报告基因 (LacZ)乳腺表达载体 pCiLacZ ,pCLacZ ,利用Stearylamine(SA)阳离子脂质体包埋 5种载体 ,通过尾静脉注射的方法直接转染哺乳期母鼠的活体组织 .在DNA ,mRNA以及蛋白质水平对实验小鼠的检测结果表明 :转染处理后hFⅨ基因和LacZ基因在小鼠乳腺获得表达 ,hFⅨ蛋白在乳汁中的最高分泌表达量为 80 .2 8ng/mL ,其中 85 %以上已经羧基化并具有生物学活性 ;对 5种载体表达调控的研究证实牛β_酪蛋白基因 5′端 2 .0kb的片段能够驱动人凝血Ⅸ因子基因在小鼠乳腺组织中分泌表达 ,β_酪蛋白基因内含子 1能够提高Ⅸ因子基因在乳腺组织中的表达水平 ,并能影响该基因表达的组织特异性 ;和hFⅨcDNA相比 ,hFⅨ基因自身的内含子 1能够提高该基因在活体乳腺组织中的表达水平 3倍以上     

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。