叶酸与神经管畸形相关研究进展

神经管畸形(neural tube defects,NTDs)是胚胎发育过程中由于神经管闭合失败所导致的出生缺陷,也是新生儿最常见的先天畸形之一。神经管畸形的发生是一个多因素、多步骤的复杂过程。近年来,叶酸已逐渐成为NTDs研究中专注度最高的一个环境因素,但其在神经管闭合过程中的作用机制尚不完全清楚。本文就近年来叶酸在神经管发育中的作用机制作一综述,简要阐明叶酸转运机制、叶酸代谢、叶酸与DNA甲基化、叶酸与组蛋白修饰等方面在早期胚胎发育神经管形成过程中的作用。     

与神经管畸形相关的基因学研究进展

神经管畸形（neural tube defects,NTDs）是指由于在胚胎发育过程中,神经管闭合不全所引起的一组出生缺陷,包括无脑儿、脊柱裂、脑积水、脑或脑脊膜膨出等,其危害极大,严重影响患儿的生理发育和生活质量,给家庭和社会带来沉重的精神压力和经济负担。大多数研究认为神经管畸形是多因素多基因的遗传疾病,是遗传、环境、营养因素共同作用、交互影响的结果,目前还不能用一种单一原因解释该疾病的发生。本文主要从导致神经管畸形发生的叶酸代谢酶基因多态性、神经管形态学方面的相关基因研究等做一综述。     

DNMT1错义突变与神经管畸形易感性的相关性研究

DNMT1(DNA(cytosine-5)-methyltransferase 1)在神经管的闭合过程中发挥重要作用,已有研究表明,DNMT1敲除的小鼠会出现神经管畸形(neural tube defects,NTDs)的表型.为了进一步探索DNMT1基因错义突变与神经管畸形发生的相关性,本研究对来自中国汉族人群的10...     

PCP通路调节平面细胞极性的建立

平面细胞极性(planar cell polarity,PCP)的建立是胚胎发育过程中的一个关键环节。PCP通路在进化上高度保守,包括"核心"PCP通路和"Ds/Ft"PCP通路,两者共同调节平面细胞极性的建立,导致细胞发生汇聚延伸(convergent extension,CE)运动和定向的细胞分裂(oriented cell division,OCD)。PCP通路的正确激活以及正常的细胞结构需要PCP蛋白的不对称性分布,由Wnt蛋白和Ft-Ds-Fj系统提供极性信号,激活下游效应器而产生。本文综述了PCP通路在平面细胞极性建立过程中的作用及分子机制,旨在为胚胎发育相关疾病积累理论基础。     

Wnt信号分子在神经管缺陷（NTD）发生过程中的表达及其可能的作用机制

目的探讨Wnt信号分子在神经胚形成和神经管缺陷（NTD）发生过程中的作用及其可能的分子调控机制。方法用Western blot方法半定量检测正常及NTD小鼠胚胎的脑泡及脊髓神经组织中Wnt信号分子的变化。采用流式细胞技术检测正常和神经管缺陷（NTD）胚胎脑泡及脊髓神经组织神经上皮细胞周期动力学的变化。结果与正常胚胎的脑泡及脊髓神经组织比较,NTD胚胎的脑泡及脊髓神经组织的β-catenin蛋白表达量明显减弱;而GSK-3β蛋白表达量明显增强。流式细胞仪的检测结果显示：与正常E10.5d胚胎脑泡及脊髓神经组织的神经上皮相比,神经管缺陷模型胚胎的脑泡及脊髓神经组织的神经上皮细胞处于G0/G1期的细胞百分比明显增高,而神经上皮细胞处于S期的细胞百分比则明显降低。结论神经管缺陷的发生与Wnt信号途径的变化是密切相关的,Wnt信号分子的变化可能正是神经管缺陷形成中细胞增殖抑制的相关分子机制。神经管上皮细胞的增殖抑制及凋亡可能是NTD发生的重要细胞基础。     

纤毛、纤毛发生与Wnt/PCP信号通路

纤毛是以微管为核心组分、突出于细胞表面且高度保守的细胞器,具有运动、摄食、感知并传递外界信号等功能。纤毛发生是纤毛在细胞膜表面定位并装配的过程。多年来,对纤毛发生过程及其调控机制的探索始终是亚细胞结构与功能研究的热点之一。Wnt/PCP信号通路是参与胚胎及器官发育的主要信号转导途径之一。近年来大量研究显示,Wnt/PCP信号通路和纤毛发生密切相关。纤毛结构与功能的异常可造成Wnt/PCP信号通路异常,导致纤毛相关疾病的发生;同时,Wnt/PCP信号通路又决定着纤毛的形态和极性。因此,深入研究纤毛与Wnt/PCP信号通路的关系将有助于从细胞与分子生物学水平揭示纤毛发生的调控机制。     

中国人MTHFR基因多态性与神经管畸形遗传易感性

目的：应用分子生物学方法进行遗传流行病学研究, 探讨MTHFR基因多态性在神经管畸形的遗传易感性中的作用。方法：应用PCR?RFLP方法检测MTHFR热敏感性基因型;对18个NTD核心家庭进行以父母为对照的病例对照研究,计算TDT和HHRR;另外对31例NTD胎儿和62例正常成年人进行的成组病例对照研究,计算MTHFR纯合突变对NTD的比值比。结果：核心家庭分析结果：比值比OR=3.2,95％CI=1.120～11.169;TDT（χ2）=5.762,P<0.05,HHRR（成组χ2）=6.727,P<0.05;胎儿MTHFR纯合突变对NTD的相对危险度OR=3?21,P<0?05。结论：研究结果说明,突变等位基因在神经管畸形核心家庭中存在突变基因(T)的遗传失衡现象,胎儿MTHFR基因第677位核苷酸的多态性是中国人NTD遗传易感性因素之一。 Abstract：The objective of the study is to clarify the effect of MTHFR thermolabile polymorphism on genetic susceptibility of NTD in Chinese population.MTHFR genotypes were detected using PCR-RFLP analysis; 18 NTD nuclear families were analysed as case-parental control study,from which Transmitted Disequillibrium Test(TDT) and Haplotype-based Haplotype Relative Risk (HHRR) were calculated; 31 NTD fetuses and 62 adult controls were analysed for calculation of OR of homozygotic MTHFR.The results are as follow:Nuclear family analysis: OR=3.2( 95％CI=1.120～11.169);TDT（paired χ2）=5.762,P<0.05,HHRR（χ2）=6.727,P<0.05;homozygotic MTHFR of fetus vs adult control: OR=3.21,P<0.05. The 677th allele of MTHFR is abnormally transmitted in NTD nuclear families.Homozygotic MTHFR of the fetus may be a genetic factor of NTD in China.     

OVOL2在发育和肿瘤发生中作用机制的研究进展

OVOL2在神经管、心脏、胎盘和乳腺等的发育过程中发挥重要作用,近年来研究表明OVOL2参与调控肿瘤的发生发展。OVOL2通过抑制上皮–间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关基因(ZEB1、SLUG、TWIST1等)的表达和WNT、TGF-β信号通路,从而抑制癌细胞的侵袭和转移,其表达水平与癌症患者的总生存率呈正相关。研究发现,中等程度的EMT与癌细胞干性相关,OVOL2除了通过EMT调控癌细胞干性之外,可能还存在其他调控机制。因此,OVOL2是治疗恶性肿瘤的一个潜在靶点,恢复或提高OVOL2的表达水平可为治疗某些恶性肿瘤提供新策略。     

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。     

Rspo1调控斑马鱼胚胎汇聚延伸运动的研究

Rspo1 (R-spondin 1)是分泌型Rspos (R-spondins)蛋白家族的成员,在雌性发育、血管生成和癌症等多个方面具有调控作用。为了研究Rspo1在早期胚胎发育中的功能,以斑马鱼(Danio rerio)作为模式生物,利用反转录PCR及原位杂交技术检测rspo1基因的时空表达模式;通过显微注射rspo1 mRNA或rspo1反义寡核苷酸(Morpholino, MO)对rspo1进行过表达或敲降;通过形态观察及原位杂交技术检测胚胎汇聚延伸(Convergence and extension, CE)运动是否正常;利用荧光素酶活性检测实验测定Wnt/PCP信号通路活性水平;通过蛋白印迹法检测表征Wnt/PCP信号通路活性的磷酸化JNK (Jun N-terminal kinase)蛋白的水平。结果显示:rspo1为母源基因,在12hpf前胚胎中呈全身性表达, rspo1的过表达或敲降均影响胚胎的CE运动;过表达rspo1降低Wnt/PCP信号通路报告质粒的活性,而敲降rspo1则增加其活性,与之相一致, rspo1敲降的胚胎中磷酸化JNK的水平显著升高;此外, rsp...     

Hedgehog信号通路及其抑制剂在癌症中的研究进展

Hedgehog(HH)信号通路在胚胎发育和器官形成中发挥重要作用。当该通路中成员发生异常如patched(PTCH)发生缺失或突变,smoothened(SMO)发生突变,Gli异常扩增或者蛋白质稳定性增加等,都会导致该通路异常激活,并诱导如基底细胞癌、成神经管细胞瘤等癌症发生。因此阻断HH信号通路是应用于癌症治疗的一个有效手段。目前以HH信号通路不同成员为靶点已开发出多种HH信号通路小分子抑制剂,其中以HH信号通路上游成员为靶点的抑制剂最多。在今后的研究中,应该更加注重于以HH信号通路下游为靶点,开发更加有效的抗癌药物。     

棒瑚菌子实体不同发育时期的转录组分析

旨为研究棒瑚菌子实体幼菇期(CP-1)和成熟期(CP-2)基因表达的差异,探索棒瑚菌在生长发育过程中的关键基因和关键代谢通路。采用RNA-Seq测序技术对棒瑚菌子实体进行测序并进行生物信息学分析。测序结果显示,共获得8.78 G(CP-1)和8.28 G(CP-2)的分析数据(Clean reads)。KOG功能注释和GO富集分析显示新陈代谢过程、细胞和细胞组分以及氧化还原酶活性是棒瑚菌子实体发育过程中的关键基因门类。基因表达水平分析结果显示,多酚氧化酶、核糖体、糖苷水解酶家族等基因为棒瑚菌子实体幼菇期(CP-1)和成熟期(CP-2)的主要高表达基因,在蛋白质和细胞壁合成中起重要作用。差异表达基因分析结果显示氧化磷酸化和三羧酸循环是棒瑚菌子实体幼菇期(CP-1)生长发育的关键代谢途径,且环境含氧量对棒瑚菌的生长发育有重要影响;同时棒瑚菌成熟期(CP-2)调节一碳化合物浓度和应对各种环境胁迫的分子机制发生了改变。KEGG通路富集结果显示,MAPK信号通路是参与调节棒瑚菌子实体生长发育的关键信号通路,在调控菌丝的极性生长、细胞周期和真菌细胞形态转换中起重要作用。     

miR-29a靶基因预测及其相关生物信息学分析

目的:通过对miR-29a进行靶基因预测及相关生物信息学分析,为miR-29a靶基因的实验验证提供数据支持,以期为深入研究miR-29a的生物学功能和调控机制提供理论指导。方法:利用PubMed检索miR-29a相关文章,通过miRBase在线工具分析miR-29a序列。应用TargetScan及miRNAda两种计算方法预测miR-29a靶基因并取其交集作为分析的基因集合,分别进行基因本体(gene ontology,GO)中的分子功能和生物学过程以及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)生物通路富集分析。结果:(1)miR-29a序列在多物种间具有高度保守性。(2)两种方法预测miR-29a靶基因交集共191个。(3)miR-29a靶基因GO分子功能集中于转录因子活性、DNA结合和钙离子结合等(P0.05);miR-29a靶基因GO生物学过程集中于调控转录、细胞粘附、细胞增殖与凋亡等(P0.05);KEGG生物通路主要富集于PI3K-AKT信号通路、JAK-STAT信号通路、T细胞受体信号通路和胰岛素信号通路等信号转导通路,以及肺小细胞癌和子宫内膜癌等疾病通路(P0.05)。结论:miR-29a可能通过参与多个靶基因信号通路的调控,在机体的多种生理病理过程中发挥重要作用,是一个颇有研究价值的生物学靶标。     

敲减Wingless / Wnt1基因表达对赤拟谷盗发育中的影响

Wnt信号通路是进化中高度保守的一条信号转导途径,在调控动物的胚胎轴向正常发育、胚胎分化、决定细胞极性、维持成体动态平衡等方面发挥重要作用. 该信号通路的异常激活还与肿瘤的发生密切相关. 本实验将体外人工合成的Wingless(Wg)/Wnt1基因dsRNA显微注射入赤拟谷盗晚期幼虫体内,研究Wingless/Wnt1蛋白在赤拟谷盗发育过程中发挥的作用. 实验结果显示,注射 Wingless(wg)/Wnt1基因dsRNA后,赤拟谷盗发育形成的蛹,翅膀宽度减小,翅间距明显增大,且羽化过程也受到严重影响. 此外,qPCR结果表明,赤拟谷盗Wingless(Wg)/Wnt1基因被沉默后,Cadherin-like 和 Smoothened (Smo)基因的表达显著上调,Armadillo-2基因略上调. 这些结果揭示,Wnt-1 信号通路和赤拟谷盗翅膀发育以及成虫羽化过程密切相关. 蛹翅宽减小,翅间距增大,可能是由于调控细胞粘连及细胞形态的Cadherin-like 和Armadillo-2基因的上调所引起.更重要的是,Smo基因的上调,表明了Wnt信号通路和Hedgehog信号通路在赤拟谷盗发育过程中有交互作用.     

BDA1型短趾症中的IHH信号通路

正Hedgehog(HH)信号通路是动物发育的关键调控之一~([1]),在所有的两侧对称动物中都有表达~([2]).HH信号通路有3种同源蛋白:SHH,IHH和DHH.Indian Hedgehog(IHH)信号通路是一条重要的发育相关通路,在多种生理过程中起非常关键的调控作用~([3]).在IHH基因敲除的小鼠(Mus musculus)模型中,IHH信号的缺失导致小鼠软骨内骨化发育过程中肢干缩短及各种     

HES转录因子的研究现状

Hes属于bHLH(碱性螺旋-环-螺旋)转录因子,具有bHLH和Orange两个结构域、保守四肽WRPW.目前研究认为Hesl、Hes5、Hes7是Notch信号通路的下游靶基因,而Hes2、Hes3、Hes6似乎不依赖于Notch信号通路.Hes在发育决定(如神经发育、体节发育、骨骼发育、T淋巴细胞发育、癌症发生等过程)中起着很重要的作用.研究Hes所参与的发育调控网络及其作用机制,必将对我们更好的理解它们的生物学功能和应用于临床治疗提供指导作用.鉴于此,本文综述了Hes在发育决定过程中及在癌症发生过程中的作用及其研究进展.     

癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制

肺腺癌的发生涉及多个生物学功能通路的扰动,其遗传改变频繁地发生于MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路的基因中。解析癌相关通路间的共扰动机制对我们理解癌机制以及寻找诊断标记具有重要意义。因此,本文基于肺腺癌突变谱数据,研究上述癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制。结果发现:在肺腺癌发生的过程中,MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路同时被扰动。在不同的癌样本中,一对通路可能通过以下三种方式被共同扰动:(1)在两条通路中的不同基因间的共突变;(2)两条通路相互交叠基因的突变;(3)与两条通路同时具有频繁的互作关系的蛋白质的编码基因的突变。该结果提示,癌相关通路对在不同的样本中可能通过不同的方式被共扰动,这也可能是造成癌症异质性的重要原因之一。     

BMP信号通路在再生中的作用研究进展

再生是指生物体可以重新生长出损伤的组织和器官的生物学过程。对再生的研究过去主要集中于形态学观察及描述等方面,随着现代生物学的快速发展,对再生的分子机制有了更多的研究,发现多种信号通路参与了再生过程,如FGF信号通路、BMP信号通路、HEDGEHOG信号通路等。研究发现,BMP为转化生长因子β(TGF-β)家族的重要成员,BMP信号通路可以调节细胞的增殖和分化,在胚胎发育过程中具有重要的调控作用。但是目前对于BMP在再生过程中的作用研究相对较少,本文对BMP信号通路在几种模式生物再生过程中的作用进行了综合分析,以期为进一步研究BMP信号通路在再生中的作用提供理论借鉴。     

MiRNA在TLR信号通路中的负性调控作用

TLR信号是生物体重要的病原体模式识别信号,在免疫识别和炎症反应中具有重要作用,其信号异常会导致许多免疫和炎症相关疾病的发生,因此探讨和明确TLR信号通路的调控机制具有非常重要的意义。近年来研究发现,作为重要的基因表达调控的小分子RNA,微RNA(microRNA,miRNA)能与TLR信号通路中众多靶基因mRNA的3’UTR区结合,从而抑制翻译过程或降解mRNA来发挥负性调控作用。本文就miRNA对TLR信号通路中的一些受体、信号分子、调节因子和细胞因子的负性调控作用方面进行阐述。     

保幼激素在昆虫中的分子作用机理

随着分子生物学技术的快速发展,对生态环境中各类生物的研究,包括对生物某些特定基因结构和功能的研究等逐步拓展和加深。保幼激素(Juvenile Hormone,JH)是由咽侧体(Corpus Allatum,CA)分泌的,在昆虫发育、变态和生殖过程中起重要作用的激素。目前对JH信号传导途径的作用机理还不十分清楚。现有研究表明,Kruppel homolog-1(Kr-h1)是一种含C2H2锌指结构的转录因子,处于保幼激素信号途径下游,在保幼激素信号通路中起着重要作用。已报道的Kr-h1基因的功能主要包括:调控幼虫生长发育和变态,与蜜蜂的觅食行为密切相关,参与果蝇幼体神经细胞的形成等等。对就近十年来Kr-h1基因的特性和功能研究作一个综述以了解不同昆虫中保幼激素的分子作用机制,为开发生物农药奠定理论基础,也为维护良好的生态环境作出理论贡献。