丰富环境在孤独症谱系障碍动物模型中的作用及机制研究进展

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一种常见的高度遗传和异质性的神经发育障碍,临床特征包括社交障碍、兴趣狭窄、重复刻板行为、注意力缺陷、焦虑、抑郁和癫痫等,目前尚无治疗ASD核心症状的药物。基因-环境相互作用驱动大脑经验依赖性改变,从而改变认知、情感和行为等,通过新的环境体验与身体活动可以改善大脑功能。丰富环境(environmental enrichment, EE)是一种提供感觉、运动和社交刺激的非药物治疗方法,已应用于各类神经系统疾病的基础和临床研究中。研究显示丰富环境能够改善ASD儿童的自闭样行为,减轻ASD的核心症状,对ASD动物模型(包括基因遗传模型和调控环境因素模型)也能产生不同影响。本文综述了丰富环境影响大脑的潜在分子机制,并探讨其对不同ASD动物模型的突触结构功能及可塑性、树突棘发育和行为水平产生的影响及分子机制,为ASD相关疾病提供新的治疗策略和靶点。     

自闭症谱系障碍的分子遗传学研究进展

自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder, ASD)是一类常见神经发育疾病,以社会交往障碍、刻板重复行为与狭隘的兴趣为主要临床特征。在过去40年间,ASD患病率呈不断上升趋势,因而日益受到人们关注。近年来由于大规模外显子测序的应用,发现了许多新的ASD易感基因。这些易感基因富集在几个共同的遗传信号通路中,参与突触形成和染色质重构等。最新的动物模型研究表明,ASD的发病机制包括神经突触可塑性异常和神经回路兴奋性-抑制性平衡紊乱。本文从ASD遗传病因的高度异质性、众多致病基因突变影响的共同生物学过程以及遗传诊断方法和药物研发的进展等几个方面进行了综述,以期帮助人们深入了解ASD的遗传基础和转化研究现状。     

DNA甲基化及组蛋白修饰在精神分裂症中的改变

精神分裂症（schizophrellia）是一种严重的精神疾病,对双胞胎、家庭及认养的研究揭示,遗传与环境因素之间复杂的相互作用是精神分裂症的病因。表观遗传学（epigenetics）研究与基因序列变化无关的基因表达调控机制．为人们深入认识精神分裂症的病因提供了新的思路。表观遗传调控机制主要包括：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA三种方式。该文介绍前两种在精神分裂症发病机制中的作用。     

自噬在孤独症谱系障碍中的研究进展

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一种广泛性发育障碍,以社会交流障碍和刻板重复行为为主要临床表现。ASD的发生受到遗传和环境等因素的影响,但具体发病机制尚未明确,且目前尚无有效治疗方法。自噬(autophagy)是一种维持蛋白质和细胞稳态的庞大代谢系统,参与多种神经发育性疾病的遗传和分子发病机理,也参与调控ASD样行为和疾病发生。该文着重探讨自噬在ASD中的研究进展,分析自噬基因和通路蛋白等在ASD中的调控作用,为ASD的治疗干预提供潜在的靶标。     

慢性阻塞性肺疾病基因工程动物模型研究进展

慢性阻塞性肺疾病(COPD,简称慢阻肺)是我国常见的高发病率和死亡率的慢性气道炎症性疾病,造成沉重社会经济负担。其发病与遗传及环境因素息息相关。动物模型是研究其发病机制、预防、治疗方案并鉴定潜在治疗靶点及生物标志物的重要工具。随着基因工程技术的发展和慢阻肺相关靶点及基因的不断发现,基因修饰动物模型越来越多地用于慢阻肺的研究。通过检索PubMed中已发表论文,分析了慢阻肺相关动物模型的动物种类及造模方法。然后通过文献检索及数据库挖掘等方法,分析了主要的慢阻肺易感基因及在不同物种中的区别。最后总结了慢阻肺基因工程小鼠和大鼠模型的信息和研究进展,供科研和临床人员参考使用,以便更好地开展慢阻肺的发病机制和防治方法的研究。     

代谢病相关的遗传工程小鼠模型

糖尿病及肥胖症等代谢性疾病已成为影响人类健康的主要疾病,属于多基因所致的代谢综合征,遗传模式复杂多样,至今仍所知甚少。理想的实验动物模型是我们深入了解代谢病病因、遗传及环境因素的必要工具,并且可以用来研究验证新的治疗药物。近年来,已经获得了大量的遗传工程动物模型,包括转基因、基因敲除模型等遗传工程动物,对于代谢性疾病的研究意义重大。本文主要介绍近年来应用较多的糖尿病及肥胖相关的遗传工程小鼠模型遗传特征及应用。     

鼻咽癌的表观遗传学研究进展

表观遗传学是功能基因组学的重要组成部分,它实际上是研究理化、生物等环境因素以及饮食习惯等对遗传因素的作用,并由这一作用引起DNA序列以外的遗传物质改变.鼻咽癌是我国南方常见恶性肿瘤,具有明显的家族聚集倾向,存在基因组不稳定性,易受理化、生物等环境因素的影响,是多基因遗传性肿瘤.鼻咽癌这种独特病因体系提示:鼻咽癌是研究肿瘤表观遗传修饰的最佳模型之一.主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重构和非编码RNA的调控4方面对鼻咽癌表观遗传学研究进展进行综述并针对性地提出了一些新的建议,目的是为进一步探究鼻咽癌表观遗传学发病机制,更好地全面理解鼻咽癌的病因发病机制网络体系,寻找鼻咽癌高危易感人群的筛查、早期诊断、治疗、预后判断的表观遗传修饰分子标志物开辟新的前景.     

基因多态性与慢性阻塞性肺疾病易感性关系研究的新进展

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一组气流受限为特征的肺部疾病,气流受限不完全可逆,呈进行性发展。它受遗传因素,环境因素以及遗传-环境相互作用的影响。目前,虽然其确切的病因及发病机制不甚明了,但是近年来的研究表明COPD是一种多基因调控的疾病。本文综述了几个较为重要的遗传基因多态性与COPD易感性关系的近期研究进展。     

神经管畸形的表观遗传学研究进展

神经管畸形(neural tube defects,NTDs)是胚胎在早期发育过程中,由于神经管闭合不全或障碍引起的一组以脑和(或)脊髓发育异常为主的先天畸形。目前,对于神经管畸形的发病机制和病因没有明确的定论。很多因素参与神经管畸形的发生,主要涉及遗传、环境、以及二者的相互作用。遗传因素的研究主要着重于寻找神经管畸形的致病基因并进行基因功能缺陷研究,但是神经管畸形是多因素参与的结果,基因功能缺陷研究并不能完全解释其发病机制。基于目前的研究现状,近年来,环境因素通过调控表观遗传的修饰进而参与调节NTDs发生相关基因表达的研究逐渐受到重视。     

孤独症谱系障碍动物模型相关神经生物学研究进展

孤独症谱系障碍(austim spectrum disorder, ASD)是一种以社交和沟通障碍以及重复和限制性行为为特征的神经发育障碍。ASD的表型异质性使得确定核心症状涉及的确切病因和病理生理机制困难重重,且这些症状通常伴有注意缺陷多动障碍、癫痫发作和感觉运动异常等共患病。动物模型提供了阐明疾病的病因和发病机制的重要平台。越来越多的研究利用如环境暴露、母体免疫激活(maternal immune activation, MIA)等诱导的动物模型进行孤独症谱系障碍病因病机的探讨以及药物治疗靶点的筛选。该文综述常见动物模型的不同神经网络机制、脑组织及相关因子变化、症状表型等方面,为今后进行精准动物实验研究提供针对性的动物模型选择,也可为阐明疾病神经生物学、开发潜在的治疗药物提供参考。     

采样参数设置对小鼠心电图波形的影响

目的探讨采样参数设置对小鼠心电图波形的影响。方法选用C57小鼠,戊巴比妥钠麻醉,四肢皮下插针式电极,连接RM6240BD型多道生理信号采集处理系统,选择不同的采样参数设置,对心电图进行采样、记录和分析。结果采样速率、低通滤波、时间常数和陷波滤波等采样参数设置均对心电图波形有影响,部分参数会导致心电图不同形式的变形和失真。结论小鼠的心电图实验中应选择合适的采样参数设置,通过操作技术的改进来提高心电图的稳定性,尽量避免或减少滤波的使用,以获得准确的心电图实验结果。     

重组CC16蛋白对慢性阻塞性肺疾病小鼠肺组织结构及MMP-9和TIMP-1表达的影响

目的研究重组大鼠CC16(rCC16)蛋白质对减轻慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)小鼠模型肺组织损伤的作用,及对肺组织中基质金属蛋白酶(MMP)-9和基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP)-1表达的调节作用。方法将40只清洁级C57BL/6小鼠随机分为4组,分别为空白组、COPD模型组、rCC16剂量组1和剂量组2。除空白组外,其余小鼠均采用吸烟3月法制备COPD模型,从第3月开始空白组和模型组给予PBS滴鼻,rCC16剂量组1和剂量组2分别给予1μg/g体重和2.5μg/g体重的rCC16滴鼻干预。观察各组小鼠精神状态、饮食情况、体重变化及大小便情况等,H&E染色观察各组小鼠肺组织形态结构变化,荧光定量聚合酶链式反应、免疫组织化学法检测MMP-9和TIMP-1信使RMA(mRNA)和蛋白质的表达变化。结果空白组小鼠体重随饲养周期增大,COPD组小鼠体重较空白组明显减轻,rCC16干预组后,干预组2小鼠体重逐周增大,但干预组1小鼠体重增加较缓慢,差异均有统计学意义(P<0.05);COPD模型组小鼠肺组织结构明显破坏,肺泡间隔增宽,部分形成肺气肿,rCC16干预组后,小鼠肺部的肺泡结构趋于完整,肺大泡的形成也减少;COPD模型组小鼠肺组织MMP-9和TIMP-1的表达均明显高于空白组(P<0.05);rCC16干预后,均可降低MMP-9和TIMP-1的表达,差异均有统计学意义(P<0.05),rCC16对MMP-9的降低作用具有剂量依赖性,而对TIMP-1的调节不呈剂量依赖性。结论 rCC16滴鼻干预可以减轻COPD小鼠肺组织的损伤,降低肺组织中MMP-9和TIMP-1的表达,对COPD的治疗具有积极意义。     

基于转录组测序探索创伤弧菌MO6-24/O小RNA

目的:基于转录组测序注释,探索创伤弧菌MO6-24/O小RNA(sRNA)。方法:在海洋培养基2216E中培养创伤弧菌MO6-24/O,收集从对数生长期到静止期不同时间点的细菌,提取细菌RNA,通过富集sRNA以及去除核糖体RNA进行建库和测序,然后将读段匹配到创伤弧菌MO6-24/O基因组并进行注释,最后进行验证。结果:发现59个顺式编码sRNA、102个反式编码sRNA,并进行了部分验证。结论:鉴定出创伤弧菌MO6-24/OsRNA。     

利用正交试验优化建立大鼠条件恐惧记忆模型

目的 利用正交试验,优化建立大鼠条件恐惧记忆模型的最佳实验参数,寻找最佳试验条件。方法利用巴普洛夫条件恐惧原理,建立大鼠条件恐惧记忆模型;采用3因素3水平的正交试验设计,以模型建立24h后大鼠木僵反应时间为指标,观察不同参数条件下恐惧记忆的表达情况,确定最佳试验条件。以优选的实验条件建立条件恐惧记忆模型,并于24h、1周、2周、4周和8周后进行恐惧记忆保持检测。结果 直观分析结果表明,各因素影响能力依次为声音强度=循环次数>电击强度;方差分析结果表明,循环次数对实验结果有显著影响(P<0.05),声音强度和电击强度影响不显著(P>0.05)。确定最优实验条件为:声音75dB,电击0.8mA,循环15次。在模型建立24h和1周时,大鼠恐惧记忆保持良好,与对照组比较差异有显著性(P<0.001和P<0.05);第2周后恐惧记忆逐渐消退,与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。结论 本实验明确了大鼠条件恐惧记忆模型影响因素的主次,优化了实验条件,为模型的标准化、规范化及后续研究提供了可借鉴的实验的依据。     

Hartley豚鼠耳朵成纤维细胞分离培养与鉴定分析

本文旨在建立快速获取豚鼠耳朵成纤维细胞的方法,为豚鼠体细胞重编程技术提供起始细胞。首先采用0.05%Trypsin-EDTA和Collagenase IV两种消化酶对脱毛后的耳朵组织碎块进行消化;然后对获取的细胞进行体外培养和形态学观察,支原体检测,Vimentin蛋白免疫荧光鉴定,测定细胞生长曲线计算细胞倍增时间;用绿色荧光蛋白的逆转录病毒感染后用流式细胞仪检测感染效率,核型鉴定检测病毒对核型的影响。分离的豚鼠耳朵成纤维细胞为贴壁生长细胞,消化后2~3h即大部分贴壁并基本完全伸展,细胞呈梭形或多角形,胞浆饱满,立体感强,细胞核清晰形态良好,支原体检测阴性。细胞表达成纤维细胞特异性蛋白Vimentin。生长曲线为S形,符合体外培养细胞正常生长增殖规律,细胞倍增时间为24.85h。逆转录病毒感染效率达75.6%,病毒感染后染色体2n=64的细胞占90%,遗传稳定核型正常。本研究提供的体细胞获取方法操作简单,效率高,获取的细胞状态良好,细胞增殖速度快,细胞感染率高,是一种非常合适的豚鼠耳朵成纤维细胞分离手段,为后续进一步研究豚鼠体细胞重编程提供了技术基础。     

非人灵长类个性化麻醉方案的探讨

目的 比较氯胺酮、舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥钠等4种全身麻醉药或其组合对非人灵长类的麻醉效果,探寻能替代或者减少氯胺酮使用的个性化麻醉方案。方法 以单独使用氯胺酮麻醉的方案作为对照,另设单独使用舒泰、氯胺酮复合速眠新Ⅱ、舒泰复合速眠新Ⅱ和戊巴比妥钠复合速眠新Ⅱ等麻醉4个实验组,每组选取5只食蟹猴进行实验,记录麻醉后的心率、体温、血氧饱和度、以及麻醉诱导时间和维持时间,以比较各方案的麻醉效果。结果 与单独使用氯胺酮麻醉比较,其他四种麻醉方案在心率、体温、血氧饱和度和麻醉诱导时间上均无显著性差异,不同方案麻醉维持时间分布在30~200min之间。在非人灵长类的全身麻醉中,舒泰可以很好地替代氯胺酮;氯胺酮复合速眠新Ⅱ麻醉可取得较长的麻醉维持时间,并减少氯胺酮的使用量;舒泰与速眠新Ⅱ联用、戊巴比妥钠与速眠新Ⅱ联用的方案也可替代氯胺酮,且麻醉维持时间较长。结论 在一定的麻醉时间内,联合用药可以降低氯胺酮的使用量,不同麻醉方案灵活运用可满足不同实验对麻醉维持时间的需求。     

通过烟熏和间歇低氧构建大鼠COPD-OSAHS重叠综合征模型

目的构建大鼠COPD-OSAHS重叠综合征(OS)模型,为开展OS基础研究提供可行手段及实验平台。方法将14只SPF级雌性6周龄SD大鼠随机分为实验组和对照组,其中实验组(8只)予烟熏和间歇低氧暴露,对照组(6只)予假烟熏和正常氧暴露。8周后计算实验组大鼠的存活率,并对比两组大鼠的一般情况、血气分析、右心室肥厚指数、平均肺泡数、平均肺泡间隔、肺组织病理改变。结果间歇低氧箱氧浓度-时间变化曲线显示氧浓度均周期性降低及恢复正常,成功模拟出间歇低氧气体环境;实验组最终存活6只,存活率为75%,对照组6只大鼠全部存活。与对照组相比,实验组6只存活的SD大鼠一般情况较差,存在酸中毒、低氧血症、二氧化碳潴留、右心室肥厚、平均肺泡截距明显增大、平均肺泡数明显减少(P<0.05),差异有统计学意义;肺组织病理观察显示肺间质炎症浸润、支气管壁淋巴细胞增生、细支气管管壁平滑肌增生、管壁平滑肌部分断裂、杯状细胞增生及肺气肿。结论采用烟熏联合间歇低氧暴露方法成功建立了大鼠OS模型,更加有意义及客观的模型评价指标有待研究发现。     

Fancm基因敲除小鼠构建及其表型分析

目的构建范可尼贫血通路Fancm基因敲除小鼠,研究Fancm基因缺失对小鼠生理功能,特别是雄性生殖器官的影响。方法采用CRISPR/Cas9技术,获得Fancm基因敲除小鼠。分析FANCM蛋白在野生型和Fancm^-/-小鼠睾丸组织中的表达。统计Fancm^-/-小鼠的出生率、体重、性别比例及子代生育情况,分析血液常规指标。组织形态学研究雄性Fancm^-/-小鼠睾丸生理病理表型。结果敲除Fancm基因ATG区域,获得稳定遗传的C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠。Fancm^-/-小鼠睾丸中FANCM蛋白表达完全丢失。Fancm^-/-小鼠无明显的胚胎致死现象,但雌性Fancm-/-小鼠数目显著少于雄性Fancm^-/-小鼠。同窝Fancm^-/-小鼠比较野生型体重无明显区别,部分血常规指标有显著性差异。Fancm^-/-小鼠有明显的生殖能力缺陷。雄性Fancm^-/-小鼠睾丸有显著的发育缺陷,其生精细胞凋亡增加、细胞周期阻滞,影响睾丸发育与精子的生成。结论成功获得稳定遗传C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠,Fancm基因参与小鼠的生长发育,特别是雄性生殖器官功能的维持及调控。     

犬髋关节发育不良数量性状位点及致病基因研究进展

犬髋关节发育不良(canine hip dysplasia,CHD)是一种以髋关节松弛为主要特征的先天遗传性疾病,受环境和基因共同作用,发病率较高,但其发病机制尚未完全明了。近年来,在CHD基因组学研究方面取得了重要进展,譬如,发现数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)与CHD中髋关节Norberg角、背外侧半脱位评分及分离指数存在联系,FBN2、LRR1、COL6A3与FN1等基因也与CHD的发生相关。为进一步明确CHD的发病机制,本文就CHD相关的QTL及相关候选致病基因的研究进展,尤其对相关QTL在染色体中的位置与功能以及候选致病基因的功能进行综述。     

足底电击法诱导大鼠内脏高敏感模型的建立和评价

目的通过足底电击建立大鼠内脏高敏感动物模型,并评价其有效性和优势。方法将雌性SD大鼠随机分为正常对照(NC)组、足底电击(FSS)组和避水应激(WAS)组。NC组每天放入模拟应激箱中1 h不予刺激;FSS组每天置于电击箱中1 h,给予电击刺激,刺激电压为40 V,刺激频率为20次/min,每次1 s,共5 min;WAS组每天给予1 h避水应激;造模期为10 d。观察记录大鼠一般情况和排便情况,用腹壁回缩反射(AWR)检测内脏敏感性,用ELISA法检测血清CRF、ACTH、CORT、5-HT浓度和结肠组织5-HT浓度。结果 (1) FSS组大鼠的内脏敏感性明显高于WAS组和NC组(P<0.05),结肠黏膜无明显病理性损伤。(2) FSS组大鼠血清CRF、ACTH、CORT、5-HT浓度和结肠组织5-HT浓度均较WAS组和NC组明显升高(P<0.05)。(3) FSS组大鼠排便量明显高于WAS组和NC组(P<0.05),其粪便含水量明显高于NC组(P<0.05),而且其大鼠排便量和粪便含水量数值稳定。结论足底电击造模法可建立大鼠内脏高敏感模型且优于避水应激法。