基因表达谱分析牛早期胚胎发育过程的调控机理

早期胚胎的死亡会给畜牧业的发展带来巨大的经济损失, 特别是对于母牛生产来说更是如此, 因此研究早期胚胎发育过程具有极为重要的价值。文章从公共数据库GEO中选取了关于牛早期胚胎发育过程的一套基因表达谱数据, 通过显著性分析及聚类分析来研究牛早期胚胎发育过程中不同时期的基因组表达模式。结果表明: 整个牛早期胚胎发育过程大致可划分为3组不同的基因组表达模式阶段; 同时, 差显基因在不同时期表达量的波动情况表明8-细胞期和16-细胞期在牛的整个早期胚胎发育过程的重要性。另外, 通过进一步的功能注释和通路分析表明在牛胚胎早期发育不同阶段时期存在着一些重要因子及相关通路。     

小鼠早期胚胎发育过程中细胞凋亡及凋亡基因表达的检测

小鼠早期胚胎发育过程中凋亡现象大量存在,细胞凋亡与凋亡基因表达有关。应用彗星电泳法检测小鼠早期胚胎凋亡情况;应用巢式RT-PCR、免疫组化的方法检测了Bcl-2家族成员(Bax、Bcl-2、Bak、Bcl-xl)的表达变化情况。结果显示:随着胚胎细胞数目的增加,凋亡比率逐渐增大;Bax表达量在整个过程中基本不变,Bcl-2表达量逐渐上调,Bak、Bcl-xl的表达量逐渐降低。对小鼠早期胚胎发育过程中的基因表达研究对于揭示早期胚胎发育的机制有重大的意义。     

整合分析多组学数据筛选疾病靶点的精准医学策略

随着高通量测序技术的不断发展与完善,对于不同层次和类型的生物组学数据的获取及分析方法也日趋成熟与完善。基于单组学数据的疾病研究已经发现了诸多新的疾病相关因子,而整合多组学数据研究疾病靶点的工作方兴未艾。生命体是一个复杂的调控系统,疾病的发生与发展涉及基因变异、表观遗传改变、基因表达异常以及信号通路紊乱等诸多层次的复杂调控机制,利用单一组学数据分析致病因子的局限性愈发显著。通过对多种层次和来源的高通量组学数据的整合分析,系统地研究临床发病机理、确定最佳疾病靶点已经成为精准医学研究的重要发展方向,将为疾病研究提供新的思路,并对疾病的早期诊断、个体化治疗和指导用药等提供新的理论依据。本文详细介绍了基因组、转录组和表观组等系统组学研究在疾病靶点筛选方面出现的新技术手段和研究进展,并对它们之间的整合分析新策略和优势进行了讨论。     

真核生物mRNA上的修饰核苷及在发育调控中的作用

信使RNA (Messenger RNA,mRNA)上的表观修饰对于转录本的稳定性和翻译活性有重要影响。在不同生物体的不同发育时期和不同组织器官中,特异转录本不同位点存在的核苷修饰影响mRNA的前体剪切、成熟mRNA的稳定性以及其翻译为蛋白质的效率。目前已知的170多种修饰核苷中在mRNA上发现的只占极少数,由于mRNA的丰度低、组织和发育特异性强等特点,研究mRNA特异位点的核苷修饰有很大的技术难度。近些年随着meRIP等技术的进步,mRNA核苷修饰功能的研究得到了长足的发展,特别是针对m6A、m5C等甲基化修饰的研究已经相当深入。文中简要回顾近年来mRNA核苷修饰领域的研究进展,对不同位点和不同类型的修饰核苷在不同物种生长发育中的调控作一总结,并对未来的研究热点和技术瓶颈展开讨论。     

综述与专论：表观遗传修饰调控阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种临床上常见的以进行性认知功能障碍和记忆减退为主要特征的神经退行性疾病。近些年研究发现，表观遗传修饰如DNA修饰、组蛋白修饰、RNA修饰及非编码RNA在Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经再生、突触可塑性和认知功能中发挥不同程度的调控作用，进而改善或加剧AD病理进程。临床数据表明表观遗传修饰的改变与AD风险呈显著相关性，运用药物、物理刺激、si RNA等干预手段在AD动物模型中改变表观遗传修饰水平可改善AD病理和认知能力。本文综述了不同的表观遗传修饰在AD中的调控作用，为进一步理解AD的表观遗传学机制及通过干预表观遗传修饰改善或治疗AD的可行性提供理论依据。     

三棱内酯B调控人冠状动脉内皮细胞基因表达谱的生物信息学分析

目的:分析三棱内酯B在人冠状动脉内皮细胞中的表达谱数据集,寻找三棱内酯B调控血管内皮功能的关键作用靶点。方法:基于GEO公共数据库,下载原始表达谱数据集(GSE44598),经过差异基因筛选,功能注释,通路富集,信号通路网络以及基因互作网络分析,找出三棱内酯B对人冠状动脉内皮细胞基因表达谱产生影响的关键基因和信号通路。结果:同对照组相比,三棱内酯B给药组共有5224个基因有显著性差异,包括2628个上调基因和2596个下调基因。基因功能注释和信号通路富集分析表明,差异基因主要参与了细胞周期过程。网络分析显示,MAPK信号通路、细胞周期通路以及PLCG2,PRKACA和ADCY4等为关键信号通路和基因。结论:三棱内酯B通过影响PLCG2,PRKACA,ADCY4等基因的表达,参与MAPK和细胞周期等信号通路,从而调节人冠状内皮细胞的功能。这些关键基因和信号通路是三棱内酯B在心血管疾病治疗应用中潜在的作用靶点。     

我多组学关联分析揭示表观等位基因在拟南芥环境适应性进化中的作用及机制

表观等位基因一般是指仅由DNA甲基化差异引起的表达量不同的等位基因,对植物形态结构和各种生理过程具有重要影响。但自然条件下环境因素对植物表观等位基因的影响还不清楚,同时表观等位基因在植物环境适应性进化中的作用和机制还亟待探究。为了在全基组水平鉴定拟南芥(Arabidopsis thaliana)中与特定环境因素相关的表观等位基因,并分析它们参与拟南芥环境适应性进化的可能机制,本研究利用623株拟南芥生态型的转录组、甲基化组和种源地气候数据进行多组学关联分析,并同时进行了蛋白互作网络和基因富集分析。以春季和夏季降水量为例,本研究最终鉴定到5个基因(AGL36、AT2G34100、AT4G09360、LSU4和AT5G56910)可能具有相应的表观等位基因,基因内部或附近特定区域不同甲基化水平对它们的表达可能具有调控作用。其中与种子发育有关的印记基因AGL36首次被发现可能作为表观等位基因参与拟南芥环境适应性进化,其他4个基因均与生物胁迫响应有关。自然条件下降水量能影响当地病虫害的严重程度,而DNA甲基化能通过影响这4个免疫基因的表达来影响拟南芥免疫能力。在长期演化过程中有利于个体适应当地降水模式的表观等位基因受到正向选择,这可能是这些表观等位基因参与拟南芥降水适应性进化的潜在机制。通过蛋白互作网络、GO功能分析和KEGG通路分析,本研究还首次发现LSU4可能与LSU基因家族其他成员一样参与硫代谢网络,并通过影响硫代葡萄糖苷代谢参与拟南芥生物胁迫响应。     

利用转录组测序筛选低切应力作用下人脐静脉内皮细胞的差异表达基因

目的:通过转录组测序分析获得不同切应力作用下人脐静脉内皮细胞的基因的表达谱,为进一步探索切应力影响内皮细胞形态和功能的机制提供依据。方法:以人脐静脉内皮细胞为材料,通过Streamer系统建立6通道可调控切应力的流体动力学细胞模型,以层流切应力(15 dynes/cm~2)为对照,以低切应力(0.1 dynes/cm~2)为实验组,分别加载细胞18 h。提取总RNA逆转录合成cDNA,建立文库,以二代测序平台Illumina HiSeq中进行扩增和测序。结果:序列比对结果显示,有19986个基因比对上,新转录本分析显示各组新转录本数约占总转录本数的50%。基因表达差异分析显示,较对照组,低切应力组表达上调基因983个,表达下调基因701个。GO分析显示,有18499个基因得到了归类注释,绝大多数基因富集到生物学过程。KEGG分析显示,富集Top20的信号通路与细胞周期、DNA复制和细胞分裂、细胞应激和凋亡等生物学过程相关。结论:低切应力作用不仅仅激活内皮细胞中细胞的增殖相关基因,同时也涉及到DNA损伤修复和凋亡相关基因。     

85例多系统萎缩患者预后影响因素的分析

目的:探讨多系统萎缩(multiple system atrophy,MSA)患者预后的影响因素。方法:连续收集2016年1月到2019年1月空军军医大学第一附属医院神经内科住院及门诊收治的85名临床确诊MSA患者的临床资料,每隔6月对患者进行随访记录,直至需辅助行走时间,研究时限3.5年,筛选10个可能影响MSA独立行走的危险因素,应用Cox比例风险回归模型进行单因素及多因素回归分析。结果:85例MSA患者中,很可能MSA38例(44.7%),可能MSA47例(55.3%),以帕金森表现(MSA-P)43例(50.6%),以小脑性共济失调表现(MSA-C)42例(49.4%),男性46例(54.1%),女性39例(45.9%),起病年龄54.7±8.8岁,首发运动症状30例(35.3%),首发非运动症状55例(64.7%)。起病至非运动症状合并运动症状中位时程27.9(11.5, 40.5)月。截至本研究终止,28例(32.9%)患者独立行走,57例(67.1%)患者不能独立行走,起病至辅助行走中位时程36.0(22.5, 54.0)月。Cox比例风险回归模型显示起病年龄大(HR=1.041, 95%CI 1.000-1.083, P=0.049)、HY高分期(HR=2.015,95%CI 1.031-3.938,P=0.040)、起病至非运动症状合并运动症状短时程(HR=0.980,95%CI 0.967-0.993, P=0.003)是MSA患者发展至辅助行走状态的危险因素。结论:起病年龄大、HY高分期、起病至非运动症状合并运动症状短时程是MSA患者辅助行走的不良预后因素。     

影响2型糖尿病患者血浆Aβ水平的多因素分析

摘要 目的：探讨影响2型糖尿病（T2DM）患者的血浆β-淀粉样蛋白（Aβ）水平的相关因素。方法：选取西安市第九医院内分泌科、老年病科住院的T2DM患者415例。另选取年龄、性别、受教育程度、大血管疾病史（心脏病史）相匹配,无糖尿病,并符合排除标准的患者176例为对照组（NC组）。使用ELISA检测血浆Aβ₄₀、Aβ₄₂水平,采用Pearson相关分析评估血糖与血浆Aβ₄₀和Aβ42水平的相关性,多元线性回归分析法评估Aβ₄₀和Aβ₄₂水平影响因素。结果：与NC组比较,T2DM组的患者空腹血糖（FBG）、糖化血红蛋白（HbA1c）、甘油三酯（TG）水平显著升高（P<0.05）,高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）水平显著降低（P＜0.05）;血浆Aβ₄₀水平明显升高（P=0.002）,但血浆Aβ₄₂水平明显降低（P<0.001）。与认知功能正常的T2DM患者相比,伴有认知功能异常的T2DM患者血浆Aβ₄₂水平显著降低（P=0.025）。T2DM患者FBG与血浆Aβ₄₂水平呈负相关（r =-0.099,P=0.016）;多元线性回归分析显示： HDL和TG水平是影响血浆Aβ₄₀含量的因素（P=0.002,P=0.027）,也影响血浆Aβ₄₂含量（P=0.004）。结论：T2DM患者血浆Aβ₄₀水平明显升高,而血浆Aβ₄₂水平明显降低,伴有认知功能异常的T2DM患者血浆Aβ₄₂水平明显降低。HDL和TG水平是影响血浆Aβ水平的因素。     

干扰素在哺乳动物早期胚胎发育中的作用研究进展

干扰素是由多种细胞产生的可溶性糖蛋白,具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用。但是越来越多的实验结果表明干扰素在哺乳动物胚胎植入子宫、怀孕的维持以及早期胚胎发育中发挥着重要作用。本文将结合本实验室的研究工作对干扰素的作用机制和近年来这一领域的研究进展做一综述。     

沼水蛙早期胚胎发育的初步研究

报道了沼水蛙的早期胚胎发育过程。根据胚胎发育过程中的形态变化规律将胚胎发育过程分为2 5个时期 ,在室温 (2 4± 1 )℃的条件下 ,胚胎发育历时 1 87h 5 4min ;在室外不控制温度 ,气温为 1 8～ 2 5℃的条件下 ,历时 2 1 5h 3 0min。本文还描述了各时期的形态特征 ,并讨论了发育中的一些现象。     

太行隆肛蛙的早期胚胎发育及生态适应性

报道了在自然条件下太行隆肛蛙(Feirana taihangnicus)早期胚胎发育的过程。根据胚胎外部形态变化、主要生理特征及行为的出现,其早期胚胎发育过程可划分为25个时期。在水温11.0～18.0℃下,从受精卵形成至蝌蚪两侧鳃盖完全闭合、出水管形成为止,共历时470.18 h。卵裂开始时集中在动物极顶端,直到囊胚早期植物极才出现分割线;胚体的出膜时间集中在右侧鳃盖闭合期,出膜后即具备主动取食的能力,属于晚出膜类型;隐蔽的产卵环境、特殊的卵群附着方式以及大卵径、高卵黄量,是太行隆肛蛙对低温条件下早期胚胎发育时程长的生态适应。     

基因转录调控与早期三维生命体模式的构建

从分子生物学的角度而言,胚胎发育就是基因的时空调控过程,从而构建动物的三维模式.顺式调控是发育基因的基本原理;转录调控因子的激活与抑制决定了细胞分化与结构形成.     

里氏木霉中纤维素酶的合成诱导及调控*

随着绿色化学的兴起,天然纤维素原料转化和利用的研究受到了高度重视和广泛应用。利用纤维素酶降解纤维素为燃料乙醇、生物柴油的生产铺设了道路。但纤维素酶的生产成本较高,限制了纤维素酶产业化应用。里氏木霉生产的纤维素酶组分丰富,是纤维素酶高产菌株,深入研究里氏木霉的纤维素酶诱导及表达调控机制,有助于提高其纤维素酶产率。近年来人们对里氏木霉的纤维素酶诱导过程和调控机制有了一定研究进展,综述了里氏木霉纤维素酶诱导和基因表达调控,首先介绍了纤维素、纤维二糖、槐糖、乳糖等几种诱导物及诱导物的转运蛋白,进一步综述了几种转录因子的调控作用,同时介绍了染色体调控、信号通路和光条件对纤维素酶诱导的影响。最后展望了未来里氏木霉纤维素酶诱导表达的研究方向,包括探明诱导物的本质及其具体过程、揭示转录因子之间的联系及转录调控网络、寻找信号转导关键功能蛋白及研究环境因素对纤维素酶的诱导作用等。     

斑马鱼胚胎发育过程中FGF3基因的表达

为了解斑马鱼胚胎发育过程中FGF3基因的时空性表达情况,并探讨其对胚胎发育的调控作用,该研究分别提取2,4,8,12,24,36,48,72hpf斑马鱼胚胎的总RNA,经逆转录成cDNA,实时荧光定量PcR检测FGF3基因mRNA表达量;扩增FGF3基因特异片段,构建pGEM-T／FGF3基因片段重组质粒,经克隆及测序验证后,合成地高辛标记的反义RNA探针,以整体原位杂交法检测斑马鱼胚胎FGF3基因的空间性表达。结果显示：FGF3P基因在2hp胚胎就有表达,并持续至胚胎孵化,12hpf胚胎FGF3表达量达到高峰（P〈0．01）;胚胎发育过程中心表达部位以头、尾、咽弓为主。由此得出结论,FGF3主要在胚胎发育早期表达,其表达可能与胚胎脑、眼、耳、咽弓及尾部器官的发育调控有关。     

Regulation of Gene Expression in Higher Plants

The study on regulation of gene expression in higher plants has attracted attention of many scientists and is also one of the major scientific research areas in modern biological studies. With advancement of the technology of genetic engineering, more and more details of gene regulation are revealed and it has been found that regulatory zones of most genes are located at the 5' upstream promoter regions. Now,the study on regulation of gene expression is mainly focused on light regulated genes, tissue specific genes, environmental stress induced genes, bormone-induced genes and so on. This article gives a more or less comprehensive review on the several aspects mentioned above.     

早期小鼠胚胎发育的基因表达

受精是新个体发育的时 -空点 ,从一个形态单纯的单细胞受精卵发育成能独立生活的个体动物 ,形态上出现一系列的变化 ,而更重要的是基因表达。基因组是机体内惟一确定的 ,为所有各类细胞共同拥有 ,但基因组内各个基因表达的选择性和程度随时间、位置和环境条件的不同而发生改变 (严云勤等 ,2 0 0 2 ;胡静等 ,2 0 0 1;范衡宇等 ,2 0 0 1)。个体的发育和分化、内环境的稳定性、对外界刺激的应答、细胞循环的调节、衰老和程序化细胞死亡等正常的发育过程以及疾病的病理学过程 ,包括癌症的病理学过程 ,无论是由一个基因的突变引起的或是由于多基…