检索结果-南通市图书馆

作者：李淑芬南方医科大学

学位级别：硕士

背景与目的构成人体的每一个细胞内都有全套基因的核苷酸序列,这些基因可以编码机体构成所必须的全部部件,然而这些基因的编码序列并不是都有活性,有活性的基因在整套基因中仅占少数,大部分处于表达失活状态。基因的表观遗传修饰有协助... 详细信息

背景与目的构成人体的每一个细胞内都有全套基因的核苷酸序列,这些基因可以编码机体构成所必须的全部部件,然而这些基因的编码序列并不是都有活性,有活性的基因在整套基因中仅占少数,大部分处于表达失活状态。基因的表观遗传修饰有协助控制基因表达活性的作用,以保证基因在准确的空间和时间发挥或抑制表达。DNA甲基化可引起基因组中相应区域染色质结构变化,使核酶、限制性内切酶失去识别位点而失去转录活性。DNA甲基化作为一种非常重要的表观遗传修饰方式,具有着双重作用：一方面,它能够保持基因组的稳定性;另一方面,它同时也可以保持基因表达在空间与时间上的特异性。DNA甲基化是甲基转移酶把甲基选择性地转移到胞嘧啶上构成5-甲基胞嘧啶的过程,一般发生在CpG二核苷酸的C上。DNA复制后,甲基化酶可基本稳定地将亲代DNA的甲基化状态复制到新形成的DNA中,把未甲基化位点进行甲基化,如此甲基化模式可以代代相传。DNA甲基化会因内外环境的变化而发生改变,把环境作用和机体反应联系在一起。DNA甲基化从发现之后,就被大量地列入研究日程。人们已经建立了许多DNA甲基化水平的检测方法。目前存在的检测方法,概括起来可分为三类,分别用于基因组总体水平的甲基化检测、基因特异位点甲基化的检测和新甲基化位点的探查。本研究的切入点在于单个CpG位点甲基化水平的检测。已存在的特异位点甲基化水平定量的方法比较常用的有焦磷酸测序、荧光素标记的探针检测技术、荧光能量共振转移技术和一种实时定量PCR甲基化检测技术,这些技术整体上给特异位点甲基化检测留下了操作复杂,仪器和设备成本高,定量结果偏差较大等缺陷,新技术的产生可为甲基化研究提供有利的工具。为此,本研究在亚硫酸氢钠转换和PCR扩增基础上,建立了名为甲基化特异的单核苷酸标记延伸技术(Bisulfite conversion-specific one-label extension, BS-OLE)的甲基化检测新方法。基于单核苷酸引物延伸的原理,BS-OLE技术使用BS-引物与目标位点上游紧临的序列结合,然后荧光标记的dCTP或dUTP通过单碱基延伸而分别掺入到引物下游的以甲基化形式(CpG)或非甲基化形式(TpG)存在的目标位点上,以产物的荧光偏振值(Fluorescence polarization, FP)高低来确定待测DNA目标序列中CpG位点的甲基化水平。人类基因组大约有一半来源于转座子,它们也被称为跳跃基因,可以从基因组中任何一个位置转移到另一个位置,这种转移可以发生在染色体内,也可以发生在染色体间。转座子的活动,会影响基因组的稳定性,产生突变或积累成新基因,进而促进人类基因组的遗传革新。LINE1和Alu-Y均是人类基因组中最常见、最丰富、最活跃的转座子。LINE1大约有50万个拷贝,Alu-Y大约有100万个拷贝,在这数量庞大的转座子中,仅有少数序列完整的有转位活性,大部分处于失活状态,然而因为它们在DNA中所占比例很高,LINE占17%,Alu-Y占11%,所以在基因组里具有非常重要的位置。LINE1和Alu-Y甲基化已被用作全基因组甲基化水平的生物标志物,分析它们与一些疾病的相关性,如肺癌、结肠癌、局部缺血性心脏病(Ischemic Heart Disease, IHD)、肾细胞癌等。精神分裂症和双相情感障碍是两种常见的精神病,由于高发率和极低的治愈率,给社会和家庭带来沉重的负担。精神分裂症患者表现出一系列临床症状,如偏激、妄想、幻想、认知损伤、情感障碍、意志行为障碍等。双相情感障碍是一种兼有躁狂状态和抑郁状态的精神病,这两种状态可在同一病患身上反复交替发作,仅在间歇期病人才是正常的。虽然遗传性在发病因素占很重要的位置,但是同卵双生子的发病一致性远远没有达到100%,这表明非遗传因素在病因学中也占据着非常重要的位置。本项研究以LINE1元件的甲基化为示例,建立基于荧光偏振检测的甲基化特异的单核苷酸标记延伸技术(BS-OLE),检测单个CpG位点甲基化的方法。利用此BS-OLE方法,检测精神病包括精神分裂症和双相情感障碍外周血样本中LINE1和Alu-Y亚家族的甲基化修饰的变化情况,筛选与疾病相关的DNA甲基化位点,从表观遗传角度阐述这两种精神病的发病机制。材料与方法1.实验材料(1) BS-OLE甲基化检测方法的建立所用材料用外周血细胞全基因组DNA、重组质粒DNA、5-aza-dCTP处理过的HEK293T细胞DNA分别对BS-OLE甲基化检测方法实行稳定性、准确性验证。这些材料都用试剂盒提取,溶解在TE溶解液中,保存于-20±。重组质粒构建所用载体为pMD18T载体,感受态细胞为DH-5α。常规培养的M059K人神经胶质瘤细胞、人骨肉瘤细胞U20S、人胶质母细胞瘤T98G细胞、A172胶质母细胞瘤细胞、U87人脑星形

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DNA变异和修饰调控精神分裂症易感基因GABRB2的研究——一种耐药结核菌分子诊断方法的建立

DNA变异和修饰调控精神分裂症易感基因GABRB2的研究——一种耐药...

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作者：周林南方医科大学

学位级别：硕士

背景与目的精神分裂症是以思维、情感及行为的分裂,精神活动与环境不协调为主要特征的一类重型慢性精神病,多青壮年发病,该病的人群发病率大概为1%,同时它也是一种遗传度为0.70-0.85的复杂多基因遗传病。虽然该病为遗传相关性疾病,但... 详细信息

背景与目的精神分裂症是以思维、情感及行为的分裂,精神活动与环境不协调为主要特征的一类重型慢性精神病,多青壮年发病,该病的人群发病率大概为1%,同时它也是一种遗传度为0.70-0.85的复杂多基因遗传病。虽然该病为遗传相关性疾病,但是和其他遗传病相比,如乳腺癌、阿尔茨海默病等,其并没有呈现出典型的孟德尔遗传方式。遗传与环境之间复杂的相互作用是精神分裂症的主要病因,但该病的确切发病机制现在仍不明确。通过多种研究发现多巴胺、谷氮酸和5-羟色胺等多种神经递质的异常与精神分裂症的发病相关,且找出了与精神分裂症相关的多个易感基因,比如GAD1、RELN, COMT, NR3Cl和本课题所研究的GABRB2基因等。GABRB2基因位于染色体5q34,由11个外显子组成,长度约为250-kb,编码γ-氨基丁酸A型受体β2亚基受体。该受体为中枢神经系统内的一种抑制性神经受体,在人类脑部广泛表达,尤其在小脑区域。其中γ.氨基丁酸(GABA)类神经递质和精神分裂症发病的相关性首次在1970年初被报道,随后有诸多的关于γ一氨基丁酸能系统异常与精神分裂症发病相关的研究。γ,一氨基丁酸A型受体(GABAA)是中枢神经系统中主要的抑制性神经能受体,该受体是一种多亚基氯化物通道,在中枢神经系统中介导快速突触抑制作用。在哺乳动物脑部有关GABA不同的亚型组合中,α1、β2、γ2受体为占主导地位的亚型受体。与GABRB2基因相关的研究中,位于该基因内的内含子7和内含子8的5个SNP位点首次被报道与精神分裂症相关。随后的研究进一步证明了该基因与精神分裂症的相关性。已有多个研究分别在多个人种中发现GABRB2的多态性与精神分裂症相关。同时研究发现GABRB2的内含子10的多态性与精神分裂症和双向情感障碍有关。在RNA水平,研究发现在精神分裂症患者尸检脑中GABRB2基因RNA异构体表达及选择性剪接相对于对照组有显著基因型依赖性的降低。在蛋白水平,GABRB2基因内外显子10上的DNA序列变异引发ATP依赖性的受体蛋白的电生理功能改变。任意的GABRB交叉结合型亚基的表达将会提高电生理特性对发病的影响,从而对精神分裂症的发病机制产生重要影响。另外,研究发现GABRB2在对照组中观察到的基因印记现象,在疾病组弱化了,进一步证实了精神分裂症易感基因GABRB2表观遗传调控的异常。在对精神分裂症同卵双生子的研究发现,其发病的不一致性、性别差异以及亲缘效应等现象一致说明了环境因素尤其是表观遗传因素在精神分裂症发病过程中起着重要的作用。且随着分子生物学的发展,表观遗传学在精神分裂症病因学研究中受到越来越多的重视。现有的研究中已有相关精神分裂症易感基因的表观遗传学研究,但主要体现在基因内甲基化水平,有关与DNA主动去甲基化过程相关的羟甲基化水平在2012年才初见报道。在表观遗传学中,甲基化体现为5mC,羟甲基化体现为5hmC,5hmC是DNA甲基化与去甲基化动态过程中的一个重要中间体,该动态过程的异常可导致多种疾病的发生,因此5hmC异常更表明表观遗传因素在精神分裂症病因学中的重要作用。现有的关于GABRB2基因的研究均是从传统的DNA变异和RNA表达变化的层次上去说明其与精神分裂症的相关性,但对同卵双生子精神分裂症患者的研究发现环境的因素对发病也起着重要的作用。因此从表观遗传学的角度去阐明其因环境的变化而发生的DNA表观修饰的改变与精神分裂症发病的相关性。将精神分裂症易感基因的甲基化研究同全基因组水平的甲基化结合起来,将有助于揭示DNA甲基化的调控机制,为临床的诊断和治疗提供靶点,从而能够更好地了解精神分裂症的发病及病情发展的过程,为精神分裂症的治疗提供更多的科学依据。本研究应用本课题组已建立的全基因组和特定位点5hmC及5mC的新检测技术,以中国汉族人群为对象,分析外周血基因组总水平、GABRB2的疾病易感区Alu-Yi6元件及启动子区5hmC及5mC修饰与精神分裂症的相关性,以及GABRB2基因启动子区变异的贡献率;并在细胞水平进一步揭示5hmC和5mC修饰调控GABRB2表达的机制,阐明DNA基因型、羟甲基化及甲基化修饰的相互作用机制及其在精神分裂症病因学中的重要作用,将为精神分裂症发病机制的研究开辟新思路和新途径。材料与方法 1.实验材料：临床样本相关性分析：共收集172例偏执型精神分裂症外周血样本和167例正常人对照外周血样本。以标准的酚-氯仿方法抽提基因组DNA后溶于pH为8.0的TE溶液,测定浓度后-20℃保存备用。用于全基因组和特定位点的甲基化、羟甲基化检测以及启动子区SNP分析。启动子活性调控机制研究：采用HEK293(Human Embryonic Kidney293cell)细胞为转染细胞,PGL4为表达载体,双荧光报告基因检测系统检测启动子

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LncRNA表达差异介导同卵双生子单发重型精神病的研究

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作者：欧海燕南方医科大学

学位级别：硕士

精神分裂症(schizophrenia)和双相情感障碍(bipolar disorder)是在病因学上有共同发病基础的重型精神病(major psychoses),也是遗传与环境因素相互作用所致的复杂性遗传病。表观遗传学修饰被认为是介导遗传与环境因素相互作用的重要机制... 详细信息

精神分裂症(schizophrenia)和双相情感障碍(bipolar disorder)是在病因学上有共同发病基础的重型精神病(major psychoses),也是遗传与环境因素相互作用所致的复杂性遗传病。表观遗传学修饰被认为是介导遗传与环境因素相互作用的重要机制,并在发育过程中起着重要作用。表观遗传学修饰包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质构象变化以及非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)等,可介导环境因素影响基因的表达。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是表观遗传学调控的重要手段之一,并在精神分裂症和双相情感障碍发病中有着重要作用,但其具体调控机制有待进一步研究阐明。本研究通过对16对同卵双生子(4对异患精神分裂症,5对异患双相情感障碍,3对同患双相情感障碍和4对健康双生子)外周血RNA的全转录组测序和生物信息学分析,发现了 1103个lncRNA(586个新的lncRNA和517个已知的lncRNA)和11919个mRNA。差异表达分析结果发现124个DE-lncRNA(differentially expressed-lncRNA)和 421个 DE-mRNA。通过对 DE-lncRNA 和与其表达相关的mRNA(Pearson |R|>0.7&P<0.05)进行共表达网络(WGCNA)分析,发现了一个在精神分裂症特有的lncRNA表达模块(涉及的7个lncRNA中有2个处于核心位置)和一个在双相情感障碍特有的lncRNA表达模块(涉及的16个lncRNA中有2个处于核心位置)。精神分裂症表达模块核心位置的两个lncRNA潜在的483个基因中,有14个基因存在于我们样本中发现的DE-mRNA中,同时存在于已报道的精神分裂症相关基因中;同时,有5个基因存在于脑组织样本中发现的DE-mRNA中和已报道的精神分裂症相关基因中。双相情感障碍表达模块核心位置的两个lncRNA潜在的44个靶基因,有1个基因存在于脑组织样本中发现的DE-mRNA和已报道的双相情感障碍数据库中;有1个基因存在于脑组织样本中发现的DE-mRNA和我们样本中发现的DE-mRNA中;还有2个靶基因存在于已报道的双相情感障碍数据库中。KEGG通路富集结果显示精神分裂症核心lncRNA的潜在靶基因显著富集于细胞周期相关通路,双相情感障碍核心lncRNA的潜在靶基因显著富集于氧化磷酸化通路。精神分裂症特有表达模块和双相情感障碍特有表达模块lncRNA靶向通路的差异为探索监测精神分裂症和双相情感障碍发生、发展的在体生物学标记提供新的科学证据。

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重性精神疾病中等位基因特异性DNA羟甲基化偏移的研究

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作者：叶俊平南方医科大学

学位级别：硕士

精神分裂症(schizophrenia,SCZ)和双相情感障碍(bipolardisorder,BPD)是典型的重性精神疾病。精神分裂症遗传度可达80%,同卵双生子共病率为50%[1]。同卵双生子的遗传物质基本相同,而其中一个发病另一个不发病的差异可认为是遗传和环境... 详细信息

精神分裂症(schizophrenia,SCZ)和双相情感障碍(bipolardisorder,BPD)是典型的重性精神疾病。精神分裂症遗传度可达80%,同卵双生子共病率为50%[1]。同卵双生子的遗传物质基本相同,而其中一个发病另一个不发病的差异可认为是遗传和环境共同造成的。表观遗传学是介导环境和遗传因素的重要机制,包括DNA甲基化、DNA羟甲基化、组蛋白修饰等。DNA甲基化是指在DNMT酶作用下在胞嘧啶的五号碳原子上添加甲基的过程。5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)是DNA甲基化过程中TET酶氧化5mC的主要产物。5hmC是一种稳定的修饰方式,在脑中水平最高,在神经发育和记忆形成起重要作用[2-5]。本研究基于14对同卵双生子(6对单患精神病、4对双患精神病和4对健康)的外周血样本DNA,进行羟甲基化DNA免疫共沉淀测序(hMeDIP-Seq),通过Varscan工具对SNP位点进行SNP基因分型和羟甲基化水平的检测以筛选与疾病相关的等位基因特异性羟甲基化偏移(psy-AShM)位点。我们在14对样本中共发现了117012个等位基因特异性羟甲基化位点(AShM),在单患精神病组共发现了 53425个AShM位点,其中,我们发现有22个位点的alternative allele羟甲基化变化方向在3个分组内都一致,因此将22个AShM位点定义为普遍存在的AShM位点,发现这22个AShM位点在染色体位置上聚集性地出现。基于Bayes的疾病嵌套模型,发现了 807个潜在与疾病相关的psy-AShM位点(注释基因878个),其中200个psy-AShM位点(注释基因235个)为证据更强的疾病相关位点。通过对807个psy-AShM位点的878个注释基因进行富集分析,我们发现其可以富集到精神分裂症和双相情感障碍的易感基因集、精神疾病相关的脆性X智力低下蛋白靶点FMRP基因集和突触后密度蛋白PSD基因集,揭示本研究中潜在风险位点与精神疾病的确相关。8544个AShM位点的注释基因主要富集在细胞活化、活性调节、免疫炎症相关的通路,807个潜在疾病相关AShM位点的注释基因更多富集于细胞分泌、细胞导出、分泌体、胞吞胞吐、膜融合等生物过程,200个psy-AShM位点的注释基因更多富集于有机酸、羧酸、有机离子的运输,揭示了 psy-AShM位点可能参与了溶酶体的生物过程。基于SNP位点对调控性标记物进行分析,我们发现了 AShM位点高羟甲基化修饰可增加DHS、H3K4me3等转录激活相关修饰的可能性,也可以减小H3K9me3等转录抑制相关的标记物修饰的可能性。本研究还发现了 9个对结合区域羟甲基水平比较敏感的转录因子。利用eQTL、GWAS数据库,结合9个对结合区域羟甲基化水平比较敏感的TF,从200个psy-AShM筛选了4个候选的疾病相关的风险位点。

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DNA甲基化对斑马鱼gabrb2基因表达的调控：正常发育调控及在MET诱导构建的精神分裂症模型中的失调现象

DNA甲基化对斑马鱼gabrb2基因表达的调控：正常发育调控及在MET诱...

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作者：王丽娟南方医科大学

学位级别：硕士

背景与目的精神分裂症(Schizophrenia)是一种影响思维、感觉、心境和社会性的复杂而严重的精神疾病,多在青壮年缓慢或亚急性起病,全球发病率接近1%。临床症状上由譬如幻觉、妄想、怪异行为的阳性症状,以及情感低落、快感缺乏、刻板思维... 详细信息

背景与目的精神分裂症(Schizophrenia)是一种影响思维、感觉、心境和社会性的复杂而严重的精神疾病,多在青壮年缓慢或亚急性起病,全球发病率接近1%。临床症状上由譬如幻觉、妄想、怪异行为的阳性症状,以及情感低落、快感缺乏、刻板思维、社交退缩等阴性症状构成,并可伴有认知功能损害症状。这些精神症状表现和神经系统功能往往是难以分开的,比如γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid, GABA)能系统假说就认为,精神分裂症患者存在GABA能低下,精神分裂症恶化可能是GABA递质逐步缺乏的表现,且与精神分裂症阴性症状和认知损害症状相关。GABA是脊椎动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质,由谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase, GAD)催化谷氨酸脱羧而合成,再经囊泡释放,激活突触后神经元细胞膜上的受体发挥作用,此外释放于细胞间的递质还需要由GABA运载体(GABA Transporter, GAT)及时再摄取,这整个过程称为GABA能的传递。突触后神经元细胞膜上的GABA受体有A、B两型,A型GABA受体属于离子通道型受体,是由α1-α6、β1-β3、γ1-γ3、ρ1-ρ3、π、ε、δ和0多个亚基组成的五聚体复合物,其中α1、β2、γ2亚基是构成功能性受体的主要组分;介导GABA能快速突触反应。B型GABA受体属于G-蛋白耦合受体,是由GABBR1和GABBR2组成的二聚体复合物;介导GABA能缓慢突触反应。在此GABA能的传递通路中,我们最关注的是编码GABA (A)受体β2亚基的GABRB2基因,并已经通过病例对照研究、细胞实验,及小鼠实验发现了其DNA多态性、mRNA表达异常、蛋白受体功能受损以及表观修饰异常都可能与精神分裂症有关;该通路中的GAD1, GAD2基因同样有着充足的精神分裂症易感性证据,三者均被收录于SZgene论坛数据库中;而GAT1基因作为编码脑内转运GABA的GAT蛋白最主要的基因,也有部分与精神分裂症相关的报道。精神分裂症致病是由遗传和环境因素共同起作用,并由表观调控介导的。上述基因中,对GAD1基因的表观调控研究相对较多,有小鼠实验发现表观药物甲硫氨酸(L-Methionine, MET)暴露可诱导产生精神分裂症类似行为,并伴随着RELN和GADl基因启动子区高甲基化改变,且通过组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸钠(Valproate acid, VPA)干预,在逆转异常行为的同时降低了RELN的甲基化。而我们对GABRB2基因的前期实验结果也显示,在临床精神分裂症患者中,GABRB2基因内含子8和9上的疾病相关SNP存在基因印迹现象,是精神分裂症患者中出现基因型依赖性RNA表达降低的表观调控机制;此外我们还发现精神分裂症患者GABRB2基因启动子区存在显著的高甲基化现象。斑马鱼是一种近年发展迅速的模式生物,与人类基因组高度同源,体型小、易养殖、易操作、易观察,还具有类似人类的脑组织形态划分,并存在着保守的精神行为调控机制,非常适合用于神经精神疾病的研究。具体到GABA能系统,斑马鱼作为脊椎动物,亦以GABA作为抑制性神经递质,此外,有针对小脑的研究证实斑马鱼GABA能系统,包括GAD蛋白和GABA受体的分布均与哺乳动物一致,且GABA A受体同样也可介导快速抑制性突触传递。目前利用斑马鱼研究精神疾病最成功的例子是抑郁症,已经实现了多种方法建模及相对完整的行为学检测体系,主要是新鱼缸实验,黑白箱实验加上其他实验;并可通过检查压力应激轴(HPA轴)和5-HT系统通路的改变(即检查皮质醇和5-HT含量的改变)进行生物学验证;下一步便可以应用该斑马鱼模型进行抗抑郁药物筛选工作了。而对于斑马鱼精神分裂症建模,据我们了解,现有为数不多的研究都是应用地卓西平马来酸盐(+MK-801)拮抗谷氨酸受体NMDA来进行的。综上所述,我们希望通过本研究揭示模式生物斑马鱼中gabrb2基因的发育生物学信息,尤其是甲基化调控信息;再利用表观药物MET暴露构建斑马鱼精神分裂症行为学模型,并系统检测gabrb2基因(GABRB2同源基因)和其他联系紧密的GABA能传递通路基因(gad1b, GAD1同源基因;gad2, GAD2同源基因;slc6a1b, GAT1同源基因)的甲基化及表达改变,以期对模型背后机制进行解释,并进一步为精神分裂症发生或发展的监测、治疗药物的开发提供靶点。材料与方法1.实验动物：本课题所用野生型AB系斑马鱼,全部由南方医科大学发育生物学教研室提供;其中,6-18月龄的成鱼用于普通交配产卵;6-11月龄的成鱼用于药物处理及后续试验,并使雌雄比例均衡。2.实验方法：(1)斑马鱼的饲养：斑马鱼饲养在专门的鱼房中,参照Westerfield的方法进行。重要参数如下：鱼房昼夜光照

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一个rSNP通过调控LYAR介导的去甲基化而重新激活珠蛋白基因表达的研究

一个rSNP通过调控LYAR介导的去甲基化而重新激活珠蛋白基因表达的...

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作者：陈狄禹南方医科大学

学位级别：硕士

背景与目的β-地中海贫血是由一系列不同的遗传变异引起的,根据其临床表型可以分为轻型地中海贫血、中间型地中海贫血和重型地中海贫血。重型地中海贫血是一种临床表型非常严重的β-地中海贫血,主要表现为α链和非α链比例的严重失衡、... 详细信息

背景与目的β-地中海贫血是由一系列不同的遗传变异引起的,根据其临床表型可以分为轻型地中海贫血、中间型地中海贫血和重型地中海贫血。重型地中海贫血是一种临床表型非常严重的β-地中海贫血,主要表现为α链和非α链比例的严重失衡、严重的无效红细胞造血以及依赖红细胞输血来维持生存。平均每月一次的输血使这些病人出现铁超载,这些铁沉积在他们的内脏里,需要铁螯合剂进行除铁治疗来免除这种威胁1。β-地中海贫血异常造血主要表现在早期红系祖细胞(原红细胞和更早阶段)的膨胀增殖和无效造血2。β-地中海贫血患者骨髓的红系前体细胞数量是正常人的五到六倍,他们主要增加早幼红细胞和中幼红细胞数量,降低晚幼红细胞数量3,4。另外,β-地中海贫血骨髓红细胞由早期的中幼红细胞开始就含有电子密度高度的α珠蛋白聚合物,并且随着红细胞的成熟这种聚合物体积增大和出现的频率增多5。这些聚合物能富集在红细胞膜上,并对红细胞膜造成损伤。而胎儿珠蛋白基因的表达能一定程度缓解α链和非α链比例的失衡,从而缓解β-地中海贫血患者严重的贫血症状。胎儿血红蛋白简称HbF,它是由两条γ肽链和两条α肽链组合而成。γ-珠蛋白肽链由11号染色体上的HBH1和HBG2基因编码。HbF主要在胎儿时期表达,它是胎儿时期运输氧气的主要血红蛋白。HbF的表达在胎儿出生前后逐渐降低,而这时逐渐开始表达成人血红蛋白(HbA),出生后1到2岁达到最高峰并维持终生。有一部分人在β-珠蛋白基因簇调控区上发生的基因突变抑制了γ到β开关,结果导致他们终生HbF升高,这类人被称为患有良性的遗传性持续性胎儿血红蛋白增高症(HPFH)。有趣的是,个体复合HPFH和β-地中海贫血突变表现出较轻的疾病严重性,在少数病例中甚至是无症状的6,7。这些临床观察提示通过基因编辑手段或者药物诱导逆转γ到β珠蛋白开关可能是治疗β-地中海贫血一个有效的途径。另外,个体仅仅有HPFH突变是无症状的,证明成人持续高表达HbF没有不良后果。一组无输血史地中海贫血患者体内的HbF水平是与疾病的临床严重程度成负相关的7。因此,诱导HbF表达对缓解β-地中海贫血患者严重的临床症状具有重要意义。HbF表达水平存在个体差异性,它受到很多基因元素的调节。根据前人研究,HbF相关的三个重要数量性状位点已经被确定。在llp15染色体上HBG2基因5’端上游158bp上的C/T单核苷酸多态性8,6q23染色体上HBSIL-MYB基因间区多态性9以及2p16染色体BCLlla基因上的多态性10,它们可以调控HbF进而影响β-地中海贫血疾病的严重性11。进一步研究表明BCLlla是γ-珠蛋白基因一个重要的抑制性转录因子,它可以抑制HbF表达。在镰刀形细胞贫血转基因小鼠模型中失活BCLlla使该模型小鼠持续高水平表达全细胞型HbF,纠正了镰刀形细胞贫血小鼠血液和病理上的缺陷12。BCLlla可能通过结合其它转录因子介导沉默γ珠蛋白基因,例如结合在染色体上γ珠蛋白启动子的SOX6,或是通过直接与β珠蛋白基因簇不同区域结合来作用的13。确实,在β-珠蛋白基因簇上的一些HPFH突变提升γ珠蛋白基因转录,其原因是突变阻止了 BCLlla的结合14。利用CRISPR/Cas9靶向删除小鼠同源BCLlla上的+62增强子,小鼠神经细胞和B淋巴细胞BCLlla表达水平正常,小鼠健康出生且没有伴随B细胞成熟障碍,但是在红系祖细胞中BCLlla水平大幅度降低15。最近报道,红系转录因子KLF1是γ珠蛋白基因到β珠蛋白基因开关的一个关键的调节因子16。在人类和小鼠红系祖细胞中敲降KLF1可以显著性的减少BCLlla表达水平以及增加γ珠蛋白基因表达水平与β珠蛋白基因表达水平比率,提示KLF1是通过直接激活β珠蛋白基因表达的和间接抑制Y珠蛋白基因表达来调控珠蛋白基因开关的17。还有一些常见的转录因子调控HbF表达水平。MYB是一个转录因子,它能在造血过程中发挥多功能角色。可以减少MYB基因表达的常见DNA多态性和稀有突变都表现出提高红系祖细胞中的HbF水平18。HBS1L-MYB基因间区的突变与BCL11a位点上的突变对HbF的升高具有累加效应,这两个基因一起可以产生比其它通路更大的作用19。最新报道,由ZBTB7A基因编码的白血病淋巴瘤相关因子LRF是一个ZBTB转录因子,它是通过C末端C2H2类型的锌指结构结合到DNA上的,而且它还可能通过它的N端BTB结构域招募转录抑制蛋白复合物20。LRF是一个γ珠蛋白基因的抑制性转录因子,在成人阶段它结合到γ珠蛋白基因上使染色体保持致密的核小体结构进而使沉默Y珠蛋白基因的表达。LRF的沉默机制是独立于BCL11a沉默胎儿珠蛋白基因的另一种途径,它可以通过NURD抑制复合物发挥这种抑制作用的21。这些研究都为后续的HbF重新激活提供了一定的理论基础。表观遗传

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异常表达的lncRNA参与同卵双生子单发精神分裂症的发病机制的研究

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作者：姜伟南方医科大学

学位级别：硕士

精神分裂症(Schizophrenia)是人类最常见的精神类疾病之一,也是一种由遗传与环境共同作用所致的复杂精神疾病。表观遗传学修饰被认为是介导遗传与环境相互作用的重要调控机制。长非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是表观遗传学调控... 详细信息

精神分裂症(Schizophrenia)是人类最常见的精神类疾病之一,也是一种由遗传与环境共同作用所致的复杂精神疾病。表观遗传学修饰被认为是介导遗传与环境相互作用的重要调控机制。长非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是表观遗传学调控的重要手段之一,有研究报道精神类疾病中存在lncRNA的表达异常,并参与神经发育和神经突触可塑性调节,但是在精神分裂症中发病过程中起到的分子机制研究还不清楚。本研究以4对单发精神分裂症和4对健康对照同卵双生子为研究对象,通过对其外周血RNA的全转录组测序和生物信息学统计分析,发现了双生子对个体间差异表达的2个lncRNA。通过对这2个lncRNA及其表达相关(|R|>0.7)的877个mRNA的共表达网络分析,我们发现了 2个lncRNA(AC006129.1和RP5-998N21.4)都处于共表达网络的关键结点。为筛选上述2个lncRNA的靶基因,我们对这2个lncRNA表达相关的877个mRNA分析发现有9个mRNA为已报道的精神分裂症相关基因;另外我们又将表达差异的1873个mRNA和上述877个mRNA交集的120个mRNA中与这2个lncRNA相关性最高和表达差异最大的4个mRNA也作为其候选靶基因,进行接下来的细胞水平的相关性验证。通过HEK293T和N2a细胞中过表达这两个lncRNA,对其潜在的13个靶基因mRNA的表达定量分析发现,在两种细胞系中,lncRNAAC006129.1的过表达均可显著增加内源性SOCS3和CXCL5基因的mRNA表达。我们从生物信息学预测和Westerm blot实验进一步证实了该lncRNA无编码蛋白质的潜能。我们对散发病例对照外周血样本的lncRNAAC006129.1的表达定量结果显示,该lncRNA在病例样本中显著增加。我们采用腺相关病毒(AAV)包装lncRNA AC006129.1表达载体并定位注射小鼠脑部的腹侧海马区(vHip)、内侧前额叶皮层(mPFC)和黑质(Snr),行为学检测显示小鼠vHip区过表达lncRNAAC006129.1后社交趋避、Y迷宫和PPI结果有显著性改变;而mPFC区过表达该lncRNA出现社交趋避和PPI显著改变,但在Snr区均未见显著改变。本项研究发现疾病相关lncRNAAC006129.1过表达的小鼠出现不同程度的学习记忆、社交障碍和门控系统障碍,表明lncRNA介导的基因表达异常参与了精神分裂症发生和发展。

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