分子遗传学综述范文

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第1篇

关键词：动物遗传学 动物科学 遗传检测 细胞遗传学 分子遗传学

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.23.150

动物遗传学是动物科学专业的重要专业基础课程。遗传学具有基础理论抽象、逻辑思维强、知识面涵盖广等特点，是动物育种的理论基础。遗传学的基本概念和原理来自于生产、生活和科学研究的实践，遗传学实验是遗传学教学中重要的环节，是理论教学的深化和补充。近些年，随着遗传学的不断发展，取得了很多的进展，特别是随着分子生物学的发展，遗传学进入了全新的分子遗传学时代，较之之前的形态遗传学、细胞遗传学而言，分子遗传学更为抽象，因此，长期沿用下来的经典遗传学实验显然已经不能满足遗传学快速发展的需求，从而对遗传学相关实验课提出了更高的要求。

针对以上情况，结合我校动物科学专业设置的实际情况，经过长期的摸索和创新，我校动物科学学院近年来开始开设了实用遗传检测技术课程，学时120学时。主要通过实验制备和观察，使学生从细胞、分子及群体水平上掌握遗传学的实验操作方法；学会基本仪器设备的使用技巧；了解遗传学研究方法和手段，进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力，独立操作和创新能力及培养学生的动手能力。同时注意培养学生实事求是，严肃认真的科学操作和良好的实验习惯，为今后的工作和研究打下良好基础。本文将就本课程的设置进行综述，旨在为相关学科今后在遗传学相关实验课程的开设方面提供借鉴。

1 细胞遗传学篇

细胞遗传学是研究细胞中染色体遗传规律的学科。 同时也是在细胞层次上进行遗传学研究的遗传学分支学科。着重研究细胞中染色体的起源、组成、变化、行为和传递等机制及其生物学效应。

围绕细胞遗传学，设立了如下实验项目：①细胞培养。主要讲解细胞的体外培养原理、条件、技巧和注意事项。主要通过采集动物外周血培养2个周期，用以观察培养细胞在体外分裂情况；②培养细胞的同步化处理。主要讲解在体外培养条件下同步化处理的原理、条件、技巧和注意事项。处理培养细胞分裂中期同步化；③外周血淋巴细胞染色体标本制作。主要包括以下过程：收集细胞低渗处理固定涂片染色观察；④骨髓细胞染色体标本的制备。主要包括以下过程：秋水仙素处理取管状骨冲取骨髓细胞低渗处理固定涂片染色观察；⑤果蝇唾液腺染色体标本的制备。主要包括以下过程：培养果蝇三龄幼虫解剖分离唾液腺水解处理染色压片观察；⑥染色体显G带。主要包括以下过程：制备染色体标本片胰蛋白酶处理染色观察；⑦各种显微镜的调试实用实践。主要包括熟悉普通研究显微镜，相差显微镜，暗场显微镜，荧光显微镜的光路合轴、聚光器调焦、滤镜选用等操作；⑧染色体标本的观察照相。主要包括以下过程：显微镜下观察制备好的染色体标本片统计分裂相的比例数细胞染色体数选形态良好数目占众数的分裂相拍照；⑨染色体核型分析。主要包括以下过程：染色体照片photoshop软件裁剪整理同源染色体配对排序测染色体臂长计算相对长度和臂比。

2 分子遗传学篇

随着遗传学的迅猛发展，分子遗传学已经渗透到了遗传学的各个角度，分子遗传学也因此在教学中已经占有了相当大的比重。分子遗传学实验技术也成为研究者使用得最多的分析手段，这就进一步要求我们的实验教学也要适应遗传学的发展。

围绕分子遗传学，设立了如下实验项目：①动物组织（肌肉）中DNA的提取。主要包括以下过程：采集动物组织材料破坏细胞膜和核膜白和DNA分离抽提纯化DNA乙醇沉淀DNA检测DNA纯度和量；②动物性别鉴定。主要包括以下过程：提取动物组织DNAsry特异引物PCR扩增电泳判断；③DNA酶切电泳。主要包括以下过程：λDNA限制性内切酶酶切琼脂糖凝胶电泳检测；④动物来源物种鉴定。主要包括以下过程：样品采集基因组DNA提取PCR-RFLP琼脂糖凝胶电泳检测判断；⑤动物组织总RNA的提取。主要包括以下过程：样品采集RNA提取琼脂糖凝胶电泳检测；⑥Total RNA质量的检测及cDNA的制备。主要包括以下过程：紫外分光光度计检测Total RNA质量反转录cDNA检测；⑦microRNA指纹图谱技术（MTFP）在肉品质检测中的应用。主要包括以下过程：样品采集总RNA提取及检测cDNA的制备及检测PCR反应及检测PAGE电泳检测和分析；⑧PCR-RFLP鉴定ABO基因型。主要包括以下过程：毛囊（毛发）中总DNA的提取及电泳检测糖基转移酶基因片段扩增及电泳检测扩增片段限制性酶切及电泳检测。

遗传学是研究生物遗传和变异的科学。随着现代生物科学技术的发展，遗传学已成为生命科学领域中发展最为迅速的基础学科之一，而实验实践教学环节为培养学生的科学思维、探索思维和实践创新能力提供重要途径，并且可以提高学生的实际动手能力和分析问题、解决问题的能力。遗传学实验技术和方法是遗传学建立和发展的基础，如今现代的遗传学实验技术已广泛渗透到生命科学的各个分支领域，并正在发挥其独特的作用。本文通过数名长期工作在遗传学本科教学一线的教师多年的教学实践经验，结合动物科学专业设置的特色，摸索了一套适合动物科学专业本科生实际的实验课教学体系，旨在为培养理论与实践兼备的高素质动物科学方向的本科生做出一定的贡献，也期望为国内同行遗传学教学相关实验课的开设提供一定的借鉴作用。

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作者简介：苏蕊，内蒙古农业大学动科院，内蒙古呼和浩特 010018

张燕军，内蒙古农业大学动科院，内蒙古呼和浩特 010018

第2篇

[关键词]林麝；分子遗传学；分子标记；人工繁育；泌香

林麝Moschusberezovskii又名麝鹿、香獐，属偶蹄目Artiodactyla、麝科Moschidae、麝属Moschus，是目前养殖规模较大、数量最多的麝科动物之一。雄麝香腺分泌的外激素――麝香在传统中药领域发挥着重要的作用[1-2]。由于国际香料市场和医疗行业对麝香需求量的大增，人类“杀麝取香”和对其栖息地的严重破坏，已使该物种野生种群数量急剧减少，现存麝类已面临濒危。目前，林麝已被列人CITES附录Ⅰ中，《中国濒危动物红皮书》将麝列为濒危或易危动物[3]。我国1988年颁布的野生动物保护法将林麝列为国家二级保护动物，2002年又将其提升为一级保护动物。麝的珍贵引起了许多生物学工作者的浓厚兴趣，在林麝的生态学[4]、行为学[5]、分类学[6]、生理学[7]以及麝香的药理学与临床应用[8]等方面开展了积极的探索。

近年来，随着现代生物技术的不断发展，细胞生物学、分子生物学等新兴生物技术开始被不断地运用到林麝遗传育种工作中，为林麝的育种保护工作注入新的活力。其中，以新兴发展起来的分子遗传标记技术最引人注目，分子遗传标记的出现使基于此类标记的选择育种技术有了实现的可行性，显现出了巨大的应用潜力。当前，分子遗传标记在林麝遗传育种中的应用主要体现在遗传分类、人工繁育、泌香、疾病等方面。本文就分子遗传学在林麝研究中的应用现状做一综述，并对后期研究进行了展望，以期为提高林麝的生产性能提供参考。

1林麝分子遗传标记

分子遗传标记是基于DNA差异进行个体或群体遗传多样性分析的有力工具。常用于林麝遗传多样性分析的分子标记方法有AFLP，mtDNA，微卫星DNA等。

AFLP技术在种群结构和差异的调查中起着非常重要作用[9]。陈轩[10]根据AFLP分子标记的特点，以四川养麝研究所白沙养麝场21只林麝样品和金凤山养麝场14只林麝样品为材料，对2个种群的遗传多样性进行了比较分析，结果发现四川养麝研究所白沙养麝场圈养的2个林麝种群均具有较高水平的遗传多样性，但金凤山种群具有相对较高的遗传多样性。赵莎莎[11]利用相同的原材料进一步检测了22对选择性引物组合，共获得了908个AFLP多态片段，结果证明了麝香高产组在多态位点比率（PPL）上极显著高于参照组和低产组，在遗传多样性水平上也有更高的整体竞争优势。

mtDNA是核外遗传物质，由于mtDNA的控制区富含A，T碱基，属于遗传高变区，进化速度比其他区域快，多态性丰富，常被应用到野生动物群体遗传多样性检测中。彭红元等[12]通过分析四川省3个本地种群中林麝mtDNA控制区域582bp片段，发现94个变异位点，在109个个体中检测出27个单倍型，表明3个群体间很少进行遗传交流，建议建立系谱以增加群体间基因的交流。2014年，冯慧等[13]调查了陕西省林麝1个圈养种群3个野生种群mtDNAD-Loop632bp片段的遗传多样性和种群结构，结果表明，陕西省林麝群体mtDNAD-loop区序列存在着较丰富的变异和遗传多样性，凤县野生群体和凤县养殖场群体的核苷酸多样性和单倍型多样较高，养殖场种群没有出现近亲繁殖及遗传多样性下降的情况。凤县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化较小，存在着较高的基因流水平。

微卫星DNA广泛分布与真核生物基因组中，具有多态性高、共显性遗传、选择中性、易于操作等特点，是一种极具应用价值的分子遗传标记，由于微卫星重复序列在群体间和不同的个体间通常表现出很高的序列变异性，并且这种变异呈共显遗传，因而在微卫星重复序列广泛应用于物种遗传多样分析。2004年，邹方东[14]运用微卫星标记法构建了3个林麝基因组微卫星富集文库，每个文库含有上万个转化子。2005年，Zou等[15]又运用了改进的富集文库方式来分离微卫星位点，获得了野生林麝的多态位点，结果发现70%的基因组文库为（AC）_n文库，8个微卫星位点呈现高度多态性，可作为研究林麝的分子遗传标记。2006年，夏珊[16]对构建林麝的微卫星文库筛选了6个多态性好的座位，并对林麝的遗传多样性进行初步的分析，6个微卫星座位的多态信息含量（PIC）最低为0.6214，最高为0.7984，说明这6个林麝微卫星座位具有高度多态性，进一步证明了微卫星DNA是很好的分子遗传标记。

2林麝遗传分类研究

目前，对林麝的遗传分类有3种研究手段，分别为形态解剖学、细胞遗传学和分子生物学。一种是根据外形、头骨和距骨的形态特点以及生态习性、分布等认为麝确是一个独立物种[17]。陈服官等[18]根据林麝生物标本，再一次肯定了这种分类方法。林麝作为麝科动物一个亚种除了在形态解剖学上得到了明确的肯定外，从细胞遗传学特征来看，也得到了有力的支持。细胞的染色体组型和染色体带型都代表着种的特性，它为不同物种在分类研究和确定其在进化过程中的位置提供了一个重要的依据。2004年，邹方东等[19]以林麝外周血淋巴细胞为实验材料，首先建立了适合林麝淋巴细胞增殖的培养体系，并用培养出的细胞制备染色体，确定林麝核型是2N=58，且全都是端着丝粒染色体，还首次应用染色体G-带技术，对林麝染色体的G-带带型进行了研究，确定了林麝染色体是2N=58，且全都是端着丝粒染色体，这与其他鹿科动物存在较大差异。结果表明，从细胞遗传学角度将麝分为单独一科也是比较合理的。

随着分子生物学的发展，麝作为独立的科在分子水平上相继得到了印证。Kuznetsova等[20]对鹿科家族成员和其他偶蹄动物的线粒体基因12S和16SrRNA（2445bp）的序列和核β-spectrin基因（828bp）的区域进行分析，发现鹿科和麝存在几个分子共源性特征。刘学东等[21]则利用测得梅花鹿、坡鹿、原麝和林麝的线粒体12SrRNA基因全序列，与GenBank中检索到的鼷鹿、长颈鹿和牛12SrRNA基因全序列进行对比，分别应用ME，ML，MP方法重建系统树，发现3种树拓扑结构一致，结果显示麝、鹿、牛、长颈鹿均各自为单系群，且麝作为一个单系进化。此外，采用PCR技术和序列测定方法从线粒体DNA上得到367bp的细胞色素b基因片段序列，分析其序列可得出在麝、獐、麂和鹿的系统进化中，麝约在600万年前与鹿科分歧，而鹿科的3个亚科是在350～500万年前开始分歧，表明麝可单独作为麝科[22]。张亮则采用克隆SRY基因的CDS区的方法，得到林麝和马麝的SRY基因，对其进行分析显示，支持麝作为独立一科的观点[23]。2009年，彭红元等[12]测定了林麝全线粒体序列，分别运用MP，Baryes方法与其他22种反刍亚目的动物相关基因序列进行系统进化分析，表明林麝与鹿科动物的亲缘关系最为接近，并单独形成一支，在牛科和鹿科之前分化出来，为鹿科、牛科互为姐妹群。2012年，冯慧等[13]从秦岭林麝的毛发样品中提取得到线粒体DNACytb基因的部分序列，并对其进行序列分析，发现林麝、原麝、马麝、喜马拉雅麝、黑麝是5种独立的种，林麝与原麝的亲缘关系最近，进一步弥补了现有形态分类研究的不足，得到更有说服力的分析结果。截至目前，运用各种克隆方法得到的林麝DNA序列，对其分析后发现其遗传学分类与形态解剖学、细胞遗传学得到的结果是相同，对麝作为单独一个物种的结果进行了充分的肯定。

3林麝分子遗传学在人工繁育上的应用

经过50多年的发展，我国在林麝的人工繁育方面取得了不少优秀成果。但是，由于基础研究及资金等方面的问题，我国的圈养林麝规模一直徘徊在6000只左右[24]，并且在林麝养殖过程中出现的种群退化、后代抗病力下降等问题也不断凸显，因此，加大对林麝的人工繁育研究，特别是基础研究工作力度显得尤为重要。2004年，邹方东等[25]首次成功克隆了与林麝生殖相关的核β-A亚基成熟肽序列，为林麝的人工繁育和麝资源的保护利用提供了相关基础资料。也有人对俄罗斯西伯利亚地区、远东地区和萨哈林岛的麝进行遗传多样性分析，发现随着栖息地的分裂，麝的近亲繁殖遗传多样性在不断上升，进而出现种群隔离现象[26]。此外，岳碧松研究团队对四川省米亚罗、金凤、马尔康3个养殖场的林麝进行微卫星分析，表明都是有效的群体规模，其遗传结构具有重要的保护意义，并建议在林麝人工育种时应当充分考虑这种遗传结构[27]，这为林麝的选育工作提供了新的认识。2013年，岳碧松研究团队再次对四川米亚罗地区人工繁育林麝的多态性进行微卫星分析，发现由于引入新的血缘，林麝的杂合程度和遗传多样性在不断增加[28]，为林麝的人工繁殖管理提供了一种新的方法。

4分子遗传学与林麝泌香的关系

获取麝香是保护林麝遗传资源的本质因素，提高麝香的产量，对林麝泌香相关的研究已经从组织解剖水平深入到泌香分子机制的研究。陈轩[10]分析了林麝AFLP的多态性与产香量的关系，筛选出34个在高产组和低产组间等位基因频率分布有显著（P参照组>低产组（P

白康[29]采用PCR-SSCP、测序分析等生物技术手段对雄性激素受体（AR）基因外显子1，4，8进行研究，结果显示，AR基因外显子1，4，8在所做样本中不存在多态性，说明雄性林麝AR基因外显子（1，4，8）在林麝中具有高度保守性。王勤等[30]克隆了调控林麝的繁殖和泌香的重要垂体激素FSH-β和LH-β基因，这为开展林麝泌香过程中基因表达的关联分析提供了一定的理论依据。

5分子遗传学与林麝疾病相关分析

麝类疾病是长期阻碍林麝人工养殖发展的关键因素。随着分子生物学的发展，分子遗传标记技术已经运用到林麝的疾病诊治过程中，这为寻找麝类疾病起因，制定相应抗体提供了一种新的借鉴方法。罗燕等[31]对林麝肺源致病性Escherichiacoli毒力基因进行了检测及鉴定，为进一步研究林麝肺源致病性E.coli的致病机制奠定了基础，同时为防治林麝E.coli性肺炎提供了依据。2013年，邹丹丹等[32]克隆和表达了林麝IL-1β基因，为其用于林麝疾病的防治奠定基础。李灵等[33]以四川养麝研究所的115只林麝个体为对象，通过对MHCⅡ类经典的DR和DQ座位的分离、遗传变异分析和化脓性疾病相关性的分析，揭示了林麝MHCⅡ基因多态性的维持机制及其与化脓性疾病的密切关系。周鑫等[34]为调查林麝肺源致病性大肠杆菌O因子血清型以及相关耐药基因的流行状况，采用玻板凝集反应法进行O因子血清型鉴定，同时用PCR方法检测耐药基因，发现29株菌皆携带多种耐药基因，这对林麝临床科学合理用药有重要指导意义。

6问题及展望

6.1存在的问题

6.1.1林麝驯化程度低，对分子遗传工作的开展带来极大不便从1958年以来，全国陆陆续续开展了林麝的驯化研究，并取得了一定的成果，其中包括陕西镇坪、四川马尔康、重庆南川等养殖基地[35-37]。但由于科研经费有限及林麝养殖效益等问题，驯化研究并没有持续，这造成了林麝的驯化程度很低。这给林麝分子遗传研究过程中的样品采集、生产性能测定等工作带来极大不便，也给林麝带来强烈的应激反应。强烈的应激反应不仅给实验数据的可靠性与稳定性造成一定程度的影响，还对林麝自身的健康造成不利影响。

6.1.2林麝为一级保护动物且价格昂贵，限制了某些分子遗传相关工作的开展林麝为国家一级珍稀濒危药用动物，不允许因为科学研究而对林麝有任何伤害，因此无法及时地采集林麝内脏进行深入的分子生物学相关研究，只能采集林麝毛发、血液或因疾病死亡林麝的内脏，这给林麝分子遗传学相关研究带来了不便。同时，由于林麝资源量有限，存在非常严重的炒种情况，目前每对林麝的价格被炒到7万元，昂贵的种源成本大大降低了林麝产香的盈利能力，也大大提高了林麝研究的成本，这种现象不仅严重阻碍了林麝分子遗传相关研究，而且不利于整个林麝养殖产业的健康发展。

6.1.3相关科研人员稀缺，发展缓慢目前，相对与其他常见动物，从事林麝相关工作的人员极少，主要分布在四川养麝研究所、重庆市药物种植研究所、四川大学、华东师范大学、浙江大学、陕西动物研究所等科研院所，几乎没有进行过林麝养殖行业的专题研讨及技术交流会。因此先进的分子生物学技术在林麝上应用的时间相对靠后，这也大大地降低了林麝遗传学相关研究的进展。

6.2展望

6.2.1麝香资源奇缺是林麝分子遗传学研究开展的内在动力麝香具有极高的药用价值，但由于麝香的产量极低，远远不能满足市场需求，这使得麝香的价格长期维持在黄金的3倍左右，因此，提高麝香产量就成为了林麝养殖行业的最重要目标。但由于林麝资源量极少且驯化程度低，传统遗传育种方法很难在林麝上得到顺利开展，因此通过分子遗传学方法筛选麝香高产分子标记越来越成为关注的焦点。

6.2.2新技术新方法的应用将大大加快林麝分子遗传学研究进展林麝分子遗传学研究随着分子生物技术的不断进步已经取得了长足发展，DNA条形码鉴定物种技术[38]、DNA分子性别鉴定技术[39]已成功运用在林麝遗传资源保护与与繁育工作中。然而，相对于林麝如此丰富的遗传背景，仅靠分子生物学技术远远不够，而且相关的研究成果得不到充分应用，因此有必要进一步了解林麝的遗传结构，将传统研究方法和分子生物技术相结合，了解其遗传结构差异和特征，进行针对性保护和利用。另外，为了促进人工养麝事业的发展，提高林麝种群增长率和麝香产量，须继续加强对林麝的泌香性状、疾病抗性等表型的标记研究，为实现标记辅助选择（MAS），加速良种培育打下基础。

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第3篇

关键词：弥漫性大B细胞淋巴瘤；形态学；分子遗传学；免疫表型；预后

弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse largeB-cell lymphoma，DLBCL）占非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin's lympho-mas，NHL）的31%～34%，在亚洲国家一般大于40%，是NHL中最常见的一个亚型。2008年WHO将DLBCL定义为一类弥漫生长的B细胞性淋巴瘤，瘤细胞核大于或等于正常吞噬细胞核，或大于正常淋巴细胞的2倍[1]。DLBCL在临床特征、侵袭部位、组织形态学、分子遗传学、免疫表型等方面，均表现出明显的异质性。本研究着重从临床、免疫、分子遗传学等方面，对近年来的国内外研究工作及进展进行综述。

1病因学

DLBCL的病因尚不清楚，大多数为原发，也可从慢性B淋巴细胞白血病/小淋巴细胞淋巴瘤、滤泡淋巴瘤、淋巴浆细胞性淋巴瘤、某些霍奇金淋巴瘤等发展和转化而来，这种转化可能与一些染色体结构改变有关。

DLBCL的发生可能与病毒感染、免疫缺陷以及自身免疫有关。EB病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）、人类疱疹病毒8型（HHV-8）等感染与DLBCL的发生有着较为密切的关系。2011年5月第十二届全国淋巴瘤学术大会肯定了我国近年来恶性淋巴瘤发病率逐年上升与环境污染和食品添加剂之间具有密切关系[2]。

2流行性病学与临床特征

DLBCL是成人淋巴瘤中发病最多的一型，多见于60岁以上的老年人，也可见于儿童，男性比女性稍多。DLBCL临床上以迅速增大的无痛性肿块为典型表现，部分患者可有发热、体重减轻等症状。DLBCL的临床过程呈侵袭性，多为单个淋巴结或结外病灶出现迅速长大的局限性肿块，约1/3的患者有全身症状[3]。肿瘤主要原发于淋巴结内，但有约30%～40%的患者首发于淋巴结外，一般呈局限性病灶。结外发生部位常见于胃肠道、皮肤、中枢神经系统、肺、肝、纵隔、骨骼、生殖器、及韦氏环，骨髓和血液的原发或累及少见，最常见的部位是胃肠道（胃和回盲部）[4]。

3分子遗传学

DLBCL具有多种特征性的细胞分子遗传学改变，许多病例往往具有复合性基因异常[5]。DLBCL常见的分子遗传学改变包括1号染色体q2～23、6号染色体q21～25、14号染色体q11～12等区域出现缺失，12号染色体q12～14增多，非整倍体核型（+5，+6，+7，+18）及6q缺失，bcl-1、bcl-2、bcl-6、bcl-10、c-myc基因易位[5]，等等。

20%～30%的DLBCL中可发生bcl-2基因和IgH基因易位，有研究表明多数bcl-2基因易位的DLBCL是由滤泡性淋巴瘤转化而来。DLBCL中常涉及3 q27区域的改变，包括bcl-6基因易位、5'-非编码区高频突变及bcl-6基因内部缺失等，导致原癌基因bcl-6异常。在约30%～40%的DLBCL中可以检测到bcl-6的t（3；14）（q27；q32）易位，该易位与预后不良有关，并且是一个独立的危险因素；40%～70%的DLBCL发生bcl-6突变；此外，MU M-1基因易位到第14号染色体I g H增强位点，即t（6；14）（p25；q32）染色体易位，导致MUM-1蛋白过表达，从而促进DLBCL形成。少数DLBCL中还可检出染色体易位t（1；14）导致的bcl-10基因易位，t（11；14）导致的bcl-1基因易位，8号染色体t（8；14）（q24；q32）导致的c-myc基因易位，等等。

在DLBCL中发现少数的p53基因的失活，p53抑癌基因在细胞增殖和存活的调控中起着重要的作用[6]。在DLBCL病例中因P16基因沉默表达或者表达量减少，从而诱发细胞周期调节失控，发生癌变。有研究发现DLBCL的发病还与原癌基因扩增有关，相关的原癌基因包括：rel、myc、bcl-2、rel基因编码NF-rB信号途径中的转录因子REL蛋白，REL蛋白对于恶性B细胞的增殖与生存十分重要[7]。

4免疫表型特征

DLBCL免疫分型方法有Hans分型、Choi分型、Tally分型[8]，目前国内大多数医院采用Hans的方法，通过免疫组织化学技术检测CD10、BCL-6和MUM-1三种蛋白的表达，从而将DLBCL分为GCB亚型和非GCB亚型，后者包括ABC亚型和少数未分类者，其与基因表达谱分型的符合率可达80%～86%。有研究显示两个亚型间在化疗反应性和预后上与基因表达谱分型相似[8]。

DLBCL分类采用免疫表型、组织学及临床资料相结合，对指导临床治疗和判断预后有重要意义。

第4篇

【关键词】胃癌；分型；进展

胃癌是消化系统的常见恶性肿瘤，为全世界范围内发病率最高的癌症之一，根据世界卫生组织癌症研究中心2002年的统计，我国胃癌发病率仅次于日本，位于全球第2位。2007年中国肿瘤登记提示：我国胃癌的发病居第二位，仅次于肺癌，死亡据第三位，仅次于肺癌、肝癌。胃癌在演进过程中随着附加的基因突变会产生不同的亚克隆，使其不断异质化导致其侵袭和转移能力不断加强，而这是胃癌治疗困难和致死的主要原因。国内外学者都在寻求能指导临床方案选择及判断预后的胃癌分型，传统的癌症诊断对病理学依赖性较大，有时会因为肿瘤的不典型或临床信息的不完整而造成诊断困难。应用基因分析技术所产生的信息，特别是应用高通量芯片技术所产生的信息可以为胃癌分型提供更多的参考，因此对目前胃癌相关的分型予以综述。

1 胃癌的传统分型

胃癌病理分型是以组织形态结构和细胞生物学特性为基础，不同类型的胃癌，其形态结构和生物学行为各异，流行病学和分子机制亦不同，以致现有的胃癌分型系统众多。目前，常用的是WHO型、Lauren分型，大体分型主要使用Borrmann分型。

1.1 WHO胃癌包括以下常见组织学类型

状腺癌、管状腺癌、黏液腺癌、印戒细胞癌、腺鳞癌、鳞癌、小细胞癌、未分化癌。此外，胃内还可以发生类癌。WHO分型将Lauren分型的肠型、弥漫型纳入腺癌之下。其管状腺癌还可进一步分成高分化、中分化与低分化腺癌。少见类型或特殊类型胃癌有：实体型变异、肉瘤样变异等。

1.2 1923年德国病理学家Borrmann提出的一种胃癌大体形态分型方法，此分型主要根据癌瘤在黏膜面的形态特征和在胃壁内的浸润方式进行分类，将胃癌分为4型：Ⅰ型（结节型），II型（溃疡局限型），III型（浸润溃疡型），是最常见的类型，约占50%。Ⅳ型（弥漫浸润型），由于癌细胞弥漫浸润及纤维组织增生，胃壁呈广泛增厚变硬，称“革囊胃”。Borrmann分型是胃癌经典的分型方法，既能反映胃癌的生物学行为，又简洁实用，国际上广泛采用。

1.3 Lauren分型将胃癌分成两大主要类型，即肠型与弥漫型，当肿瘤内两种类型成分相当时就称为混合型。胃癌发生是一个多步骤的过程，弥漫型和肠型在肿瘤发生各个阶段会产生多种基因及表观遗传学方面的变异。常见的包括抑癌基因的点突变和杂合性丢失，常见的表观遗传学异常包括CPG岛的甲基化引起的肿瘤抑制基因沉默和肿瘤促进基因转录水平的增高。

2 胃癌分型与分子病理学

胃癌分型研究的意义在于探索其是否对判断预后有价值或者对于今后的治疗有指导意义。当前，国内张树华采用组织病理与组织化学和免疫组织化学技术相结合的方法，兼顾宿主的免疫防御反应，把胃癌分为两型：限制生长型和促进生长型。限制生长型预后较促进生长型好。

根据黏蛋白标记的差异，胃癌组织被分为4型：1）胃型：胃型黏蛋白标记的胃癌细胞>10%；2）胃肠型：胃型黏蛋白标记的胃癌细胞> 10%且肠型黏蛋白标记的胃癌细胞>10%；3）肠型：肠型黏蛋白标记的胃癌细胞>10%；4）未分类：胃肠黏蛋白标记的细胃癌细胞

Solcia等对对294例平均随访时间长达150个月的胃癌进行研究显示，如果将胃癌的组织学结构、细胞异型性程度、p53基因突变、18q杂合性缺失、微卫星不稳定性以及有无脉管神经浸润等因素与预后综合分析，可以将胃癌恶性程度分成三级。胃癌I级（预后良好型）包括：大量肿瘤内/旁淋巴样细胞反应型、高分化管状腺癌、黏液结节型和促纤维结缔组织增生性弥漫型胃癌，I级胃癌约占全部胃癌病例的37%。胃癌III级（预后不良型）包括：高度异型性胃癌、浸润型黏液腺癌、肿瘤细胞异型性中等但具有p53基因的第7或第8外显子突变、伴有血管淋巴管浸润以及神经浸润者，III级胃癌占全部胃癌病例的19%。其他胃癌则归属于预后中等的胃癌Ⅱ级，占全部胃癌的44%。这一关于胃癌恶性程度评价体系虽然是不依赖于临床分期的胃癌预后判断新标准，但实际操作中涉及到微卫星不稳定性的分子遗传学检测、p53基因突变检测以及EB病毒原位杂交检测等实验技术，在临床普及以及操作流程标准化控制等方面均有待统一。

3 微卫星不稳定性与胃癌分型

微卫星不稳定性[MSI]是胃癌发生过程中的一个常见事件，反应了肿瘤潜在DNA错配修复缺陷，常常由Hmlh1启动子区甲基化引起，胃癌合并MSI者其临床病理因素特别，预后相对良好，胃肠道肿瘤中MSI的测定是最先被广泛利用的预后分子检测之一。MSI的检测常采用荧光定量多重PCR进行，费用相对低，适用性广。以往的很多观察表明，胃癌中MSI的存在不仅仅是与已知的与组织病理特征强关联的分子分型标志，同时MSI能能区分预后良好好亚组。因此Simpson等建议将MSI作为一个有效的分子分型工具。葡萄牙的一项研究表明，胃癌患者并低度MSI五年生产率为30%相比，而高度MSI者则为70%。韩国的一项大型研究也表明在胃癌分期为II、III期的患者MSI与预后良好有关。

4 胃癌的分子分型

以分子特征为基础的新型分类体系即分子分型。高通量的基因分析可以是DNA水平的基因多态性分析、DNA甲基化分析和基因拷贝数分析.也可以是RNA水平的基因表达谱分析、微小RNA表达谱分析和蛋白表达水平的蛋白芯片分析等。

肿瘤分子分型的基础：目前可以在DNA、RNA和蛋白质水平上进行肿瘤分子分型的研究。在DNA水平，可以依据基因突变、基因组的细胞遗传学改变或甲基化差异进行分型。根据基因表达谱（RNA水平）的差异实施分型，是目前分子分型的研究主体，以表达谱芯片为基础的分子分型研究数据处理分二类：一是，unsupervised analysis；二是，supervised analysis。在蛋白质水平，可以根据蛋白质表达谱的差异，亚细胞结构蛋白组成的不同或蛋白质翻译后修饰的改变来进行分型。

分子分型的研究方法主要有：基因表达谱芯片技术：它可以同时观察成千上万个基因在不同个体、不同组织、不同发育阶段的表达状况。它的原理是在已建立的cDNA或寡核苷酸组成的芯片或微陈列上，用不同颜色荧光标记的cDNA制备的探针与之杂交，扫描及计算机处理所得的信号就代表了样品中基因的转录表达情况。基因芯片技术在肿瘤的分子分型、基因功能、信号通路及代谢与调控途径研究等方面有显著的优势；比较基因组杂交（CGH）技术：是在染色体荧光原位杂交基础上发展起来的一种新的分子细胞遗传学研究技术。它主要是用不同的荧光体系来标记肿瘤组织DNA和正常对照DNA，与正常中期分裂象染色体进行竞争性抑制杂交，荧光信号摄取及软件分析所得的比值可判断染色体区段的扩增、缺失还是正常。它仅需少量肿瘤组织DNA即可在整个基因组水平研究不同基因组间DNA拷贝数差异，并将这些异常定位在染色体上。CGH与微芯片技术结合的芯片CGH，以cDNA作为杂交靶，可使得基因组水平遗传物质异常的分辨率达到几十个kb，并可对关键基因改变进行精细定位；蛋白芯片技术：基因突变和基因表达差异不一定导致相应的蛋白表达，而且蛋白质还存在磷酸化，乙酰化等复杂的翻译后修饰过程，这些改变在转录水平上是无法检测的。以高通量结合生物信息学为特点的蛋白质组学分析技术可以从细胞整体水平上检测到这种变化，为肿瘤分子分型以及治疗标志物的筛选带来巨大的便利与可能。蛋白芯片技术主要包括双向凝胶电泳技术、质谱技术以及生物信息学技术。

第5篇

关键词：抑郁；遗传；环境；性别差异

分类号：B845

1 引言

抑郁通常用来指一系列范围较广的情绪问题，包括轻微的消极情绪到严重的情绪障碍。主要表现为悲伤、苦恼等消极情绪，伴随着退缩、注意力涣散等行为特征，重性抑郁患者还表现出失眠、厌食等躯体症状（cassano&Fava，2002；Compas，Ey，&Grant，1993）。抑郁是个体主要的情绪障碍和心理健康问题之一。在世界范围内，抑郁也是造成伤残和疾病负担的5种主要原因之一（Caspi et al.，2003）。

20世纪60年代以来，伴随着行为遗传学的兴起，愈来愈多的研究者开始关注遗传因素在抑郁发生发展中的作用。早期双生子研究显示，儿童青少年抑郁的遗传力约为0.24-0.55（Happonen etal。，2002；Rice，Harold，&Thapar，2002a）。近年来，继Caspi等人（2003）里程碑式的研究之后，采用分子遗传学范式探究抑郁的遗传基础及其与环境的相互作用机制成为抑郁研究领域的前沿课题之一。随着研究的深入，对于抑郁遗传基础的研究不断获得新的发现和突破，其中，较为引人注目的就是遗传因素（Aslund et al.，2009；Eley et al.，2004；Jacobson&Rowe，1999；Jansson et alJ，2004）及其与环境的交互作用（Hammen，Brennan，Keenan-Miller，Hazel，&Najman，2010；sj8berg etal.，2006；Vaske，Beaver，Wright，Boisvert，&Makarios，2009）对抑郁的影响存在显著性别差异。

考察抑郁遗传基础性别差异的表现及其原因，有助于推进抑郁产生机制的研究，对于解释抑郁的发生特点亦具有重要启示。鉴于此，本文对既有抑郁遗传基础的性别差异的相关研究进行综述，进而从性激素、环境敏感性及中间表型3个方面分析性别差异的原因，并在此基础上展望了未来研究的方向。

2 抑郁遗传基础的性别差异

通过对该领域相关文献的梳理，我们发现定量行为遗传学研究主要比较抑郁遗传率的性别差异，较早期的分子行为遗传学研究考察基因与抑郁简单关联的性别差异，随着研究深入，研究者开始探讨抑郁基因一环境交互作用（GxE）的性别差异。鉴于此，本文按照其发展沿革将抑郁遗传基础的性别差异归纳为两个方面：一是基因对抑郁的直接效应，二是基因与环境的交互效应（详见表1）。

2.1 遗传直接效应的性别差异

早期研究大多采用数量遗传学中的双生子范式考察抑郁遗传基础的性别差异。双生子研究通过比较同卵双生子和异卵双生子在心理发展特征上的相似程度来了解遗传和环境对表型变异的相对贡献，以遗传率作为衡量遗传效应大小的指标，即在某一群体的表型变异中，遗传效应所占的比例（曹丛，王美萍，张文新，陈光辉，2012；Plomin，DeFries，McCleam，&McGuffin，2001）。采用这种范式，Jacobson和Rowe（1999）以自我报告的方式对美国青少年健康追踪研究中的2302名青少年（平均年龄16岁）双生子进行了调查，结果显示女性抑郁情绪的遗传率大于男性。之后，Jansson等人（2004）以1918名瑞典老年双生子为被试的研究也发现女性抑郁的遗传率高于男性，而且这种性别差异不受抑郁测评方式（二分法或连续记分法）的影响。此外，Scourfield等人（2003）以儿童青少年（5-17岁）为被试，以母亲报告的被试抑郁症状为指标，考察了抑郁遗传率的性别差异问题，其研究结果亦表明女孩的抑郁遗传率高于男孩。

近年来，随着分子遗传学的兴起与发展，越来越多的研究者采用分子遗传学的方法对抑郁遗传基础的性别差异进行了考察。目前，大多数抑郁研究考察了5一羟色胺系统基因、多巴胺系统基因与抑郁的关联，例如5-HTTLPR（serotonin.transporter-linked promoter region，5-羟色胺转运体）基因、MAOA（monoamine oxidase A，单胺氧化酶A）基因、COMT（catechol-O-methyltransferase，儿茶酚胺氧位甲基转移酶）基因和DRD2 （D2dopamine receptor，多巴胺D2型受体）基因等。相关候选基因可以通过降解（如MAOA、COMT）和转运（如5-HTTLPR）功能调节突触间隙中5一羟色胺或多巴胺的水平，也可以改变脑内受体数量（如DRD2基因）调节信号传导，进而影响个体抑郁水平。

该领域的研究为抑郁遗传基因，特别是5-HTTLPR基因对抑郁影响的性别差异提供了进一步的证据，并且诸多研究一致表明5-HTTLPR基因与女性抑郁存在密切关联。譬如，Eley（2004）等人以377名10-20岁青少年为被试的研究发现，携带5-HTTLPR S等位基因（SS和SL基因型，研究者按照5-HTTLPR区域上重复序列的数量将基因型划分为由14个重复序列组成的短等位基因S和由16个重复序列组成的长等位基因L1的女性抑郁水平较低，但是5-HTTLPR基因与男性抑郁无关。Aslund（2009）等人以1482名17-18岁瑞典青少年为被试进行研究，结果亦发现5-HTTLPR基因多态性仅对女性的抑郁存在直接效应，携带ss基因型的女性其患抑郁的风险较低，但该基因多态性与男性抑郁无关。Uddin及其同事的一系列研究也表明5-HTTLPR基因仅对女性抑郁存在直接效应，具体表现为携带SL基因型的女性抑郁水平较低（Uddin et al.，2010；Uddin。De losSantos，Bakshis，Cheng，&Aiello，2011）。由此可见。5-HTTLPR基因与抑郁的关联存在显著的性别差异，但与此同时我们也注意到这些研究结果在具体基因型上仍然存在分歧，这或许与对5-HTTLPR基因rs25531多态性位点功能的划分有关，需要未来研究进一步进行探讨。

需要指出的是，有小部分研究发现某些遗传基因的直接效应只存在于男性群体中。如Nyman等人（2011）采用北芬兰出生序列（Northem FinlandBirth Cohort）追踪研究中的5225名成人为被试。探索多种候选基因与环境风险因素在抑郁发展中的作用，研究结果发现，DRD2基因仅与男性抑郁症状显著相关（Nyman et al.，201 1）。此外，Baekken等人以北特伦德拉格健康研究fNord-TrondelagHealth Study）中的5531名成人为被试，研究COMT基因与焦虑抑郁的关系，结果表明在男性群体中，携带Met/Met基因型的个体患抑郁的可能性显著低于Val/Val基因型携带者，但在女性中没有发现该趋势（Baekken，Skorpen，Stordal。Zwart，&Hagen，2008）。

综上所述，双生子和分子遗传学研究均表明遗传因素对抑郁的直接效应存在性别差异.而且分子遗传学研究资料进一步显示，不同遗传基因对男女个体抑郁的影响是不同的，5-HTTLPR可能是女性抑郁的风险基因，而对男性抑郁来说，COMT和DRD2基因的影响可能更大。

2.2 遗传与环境交互作用的性别差异

采用基因一环境设计考察抑郁的遗传基础是当前行为遗传学研究领域的前沿课题之一，诸多研究表明抑郁的GxE效应存在显著的性别差异。如Barr等人（2004）选择与人类直系同源的恒河猴为研究对象（恒河猴与人类在5-HTTLPR上具有相同的基因多态性），考察了5-HTTLPR基因与早期不利事件（early adversity）对压力刺激时的促。肾上腺皮质激素和皮质醇分泌的影响，结果发现由同伴养育（即早期不利处境）的雌性恒河猴中，携带5-HTTLPR S等位基因的个体促肾上腺皮质激素分泌增加，总体皮质醇水平下降（通常这一激素的反应模式被认为与压力导致的神经障碍有关），但在雄性中没有出现该反应模式。

除动物研究外，以人类为被试的研究也发现了同样的性别差异模式。例如，Eley等（2004）和Aslund等人（2009）的研究一致表明5-HTTLPR基因与负性生活事件（失业、重病、丧亲等）或虐待对抑郁的交互作用存在性别差异，携带S等位基因的女性在遭遇负性生活事件或虐待时，更容易出现抑郁症状。Hammen等人（2010）以346名青年为被试的研究发现携带5-HTTLPR S等位基因的个体，在15岁时经历的慢性家庭压力（父母关系质量、亲子关系质量等）越多，其成年后的抑郁水平越高，但这一交互效应只存在于女性群体中。Vaske等人以2023名青少年为被试，考察了DRD2基因TaqlA多态性与压力性生活事件对抑郁的交互效应，结果仅在非裔美国女性中发现了GxE效应（Vaske et al.，2009）。

然而，也有小部分研究获得了不同的研究结果。sjoberg等人（2006）以200名青少年（16.19岁）为被试，考察了5-HTTLPR与心理社会压力f创伤性家庭冲突、父母离异、居住地环境）对抑郁的影响，发现在男性和女性群体中GxE交互作用模式截然相反，在女性中，携带s等位基因的个体在经历了创伤性家庭冲突后其抑郁水平显著高于未经历家庭冲突的女性，然而在男性中，当携带L等位基因的个体处于风险环境（父母离异或居住条件不良等）中时，其患抑郁的风险较高。与此类似，Brummett等（2008）分别以288名和142名成人为被试进行了两项研究，结果均发现携带5-HTTLPR S等位基因的女性在面临压力性生活事件（亲属重病、社经地位）时，更容易出现抑郁症状，而携带5-HTTLPR L等位基因的男性在面临压力性生活事件时抑郁水平较高。最近，Priess-Grobe和Hyde（2013）以309名青少年为被试，考察了5-HTTLPR基因与负性生活事件（亲属死亡、父母离异等）对抑郁的影响以及MAOA基因与性别的调节作用（5-HTTLPR×负性生活事件×MAOA×性别），也发现在携带低活性MAOA基因型的个体中，5-HTTLPR基因与负性生活事件对抑郁的交互作用存在性别差异，携带S等位基因的女性经历的负性生活事件越多其抑郁水平越高，而在经历了负性生活事件的男性中，只有携带L等位基因的个体才表现出抑郁症状。以上3项研究似乎表明，面临压力时携带s等位基因的女孩容易患抑郁，而同样情况下携带L基因的男性患抑郁的风险较高。此外，Nyman等人（2011）的研究结果表明COMT基因rs4680多态性与环境的交互效应仅在男性中显著，携带G等位基因的男性在经历了环境压力后抑郁水平较高（Nyman et al.，2011）。

通过分析上述研究可以发现，抑郁的GxE效应存在显著的性别差异，并且在女性群体中的研究结果基本一致，如在压力环境下，携带5-HTTLPR S等位基因的女性的抑郁水平较高。但是，在男性群体中所获得的结论仍存在分歧。

导致男性群体中既有研究结论存在分歧的原因可能有以下几个方面：（1）多数研究采用的是单基因一环境交互作用的研究范式，而没有考察多基因的交互效应。人类行为具有复杂的遗传基础，多数人类行为并不像单基因遗传疾病（如亨廷顿舞蹈病）那样具有清晰简洁的模式，而是会依赖于环境因素和多种基因的交互作用（McGuffin，Riley，&Plomin，2001）。事实上，已有研究证实了多种基因间存在交互效应，并且提供了与单基因研究不同的结果，如上述Priess-Groben和Hyde（20131的研究结果显示，同时携带低活性MAOA和5-HTTLPR L等位基因的男性在经历了负性生活事件后抑郁水平较高，这与Aslund等人（2009）的单基因研究结果不一致。（2）研究者所选择的环境指标不同。多数研究只考察了压力性生活事件等直接对个体产生影响的近端风险因素（proximalrisk factors，指直接对个体产生影响的社会和身体经验，如负性生活事件、虐待等），如Eley等（2004）、Aslund等（2009）和Vaske（2009）等人以不利生活事件、虐待等为环境指标，均发现仅在女性群体中存在GxE效应，而少数不一致的研究则选择了远端风险因素（distal risk factors，指间接对个体产生影响的历史、文化、人口及地理特征等因素，如地区贫困水平等），如Uddin等（2010）选择了地区贫困水平等远端环境指标，发现仅在男性群体中存在G×E效应，而Moffitt等人指出远端环境的效应受到近端环境的调节（Moffitt，Caspi，&Rutter，2006），因而近端和远端风险因素的选择可能对研究结果具有重要影响。（3）研究对象的年龄不同。Moffitt等人（2006）指出在研究基因与不利环境对抑郁的作用时，年龄可能是导致大部分研究结果不一致的重要因素。如Eley等（2004）、Aslund（2009）等人选择青少年为被试的研究发现仅在女性群体中存在GxE效应，但是Brummett等（2008）以中老年人为被试的研究却发现5-HTTLPR基因与压力的交互作用在男性和女性群体中呈相反的作用模式。

3 抑郁遗传基础性别差异的原因

虽然尚未有研究对抑郁遗传基础性别差异的原因进行系统的分析总结，但综述既有文献资料可以发现，抑郁遗传基础的性别差异可能与性激素、个体对不同类型环境的敏感性以及中间表型有关。

3.1 性激素

性激素可能通过以下几个途径影响抑郁遗传基础的性别差异。首先，性激素直接调节基因与抑郁相关生理反应间的关系。Josephs等（2012、以成人为被试通过3种压力反应实验（研究1：通过社会排斥诱发地位威胁，研究2：认知失败，研究3：身体胜任力）考察了5-HTTLPR基因与素对皮质醇水平的交互作用，研究结果均发现在素水平较高时，携带5-HTTLPR S等位基因的个体的皮质醇水平较高，而携带LL基因型的个体皮质醇水平较低，但当素水平较低时，两种基因型的个体皮质醇水平相差不大甚至携带LL基因型的个体皮质醇水平更高，这一结果表明5-HTTLPR基因与皮质醇反应的关系受到素的调节，而已有研究显示重性抑郁患者的皮质醇水平较高（Maes，Jacobs，Suy，Minner，&Raus，1989），这提示我们性激素可能通过调节遗传基因与抑郁间的关联，进而影响抑郁遗传基础的性别差异，因此有必要进一步探索性激素对基因～抑郁关联的影响。

其次，性激素影响抑郁相关基因的表达。研究发现雌激素可以改变对5-羟色胺（serotonin，5-HT）神经递质有重要作用的基因的表达，这种改变会增加5-HT的合成，减少5-HT的自我阻断（Pecins-Thompson&Bethea，1998；Pecins-Thompson，Brown，&Bethea，1998）。Gundlah等人通过对切除卵巢的恒河猴进行雌性激素治疗（注射雌激素）发现。雌激素的增加会降低中缝核及下丘脑中MAOA基因的表达（Gundlah，Lu，&Bethea，2002），而有研究指出5-HT水平较低的人群更容易产生抑郁（Priess-Groben&Hyde，2013），因而，受雌激素调节的MAOA基因转录减少，会增加突触间隙中5-HT水平，进而影响个体抑郁的发生与发展。

第三，雌激素直接影响5.羟色胺系统的功能。研究者从不同的方面考察了雌激素对5-羟色胺系统功能的影响。首先，雌激素可以影响中脑和下丘脑5-羟色胺受体水平（Beyer et al.，2003；Zhou，Cunningham，&Thomas，2002）。与此一致，Chakravorty和Halbreich（1997）的研究也发现雌激素可以调节5-HT1受体和5-HT2受体，减少单胺氧化酶（monoamine oxidase，MAO）活性。其次，雌激素可以增加5-HT的合成（Dickinson&Curzon，1986）。简言之，雌激素和其他性激素一样作用于细胞内的雌激素受体（Rubinow&Schmidt，2003），当荷尔蒙与受体相结合时，调节编码基因的转录，制造大量蛋白，而这些蛋白对合成五羟色胺来说恰恰是必不可少的。最后，雌激素还能增强5-HT的活性。如Halbreich等人（1995）发现处于绝经期的女性5-HT的活性显著降低，而且更易产生情绪障碍，研究同时指出使用雌激素替代疗法（注射雌激素）可以显著减少抑郁的易感性并且增加了5-HT抗抑郁药物的功效。换言之，雌激素在5-HT功能上的累积效应就如同这一系统的激动剂（agonist）（Halbreich，1997）。

值得指出的是，抑郁的性别差异通常出现在青春期，表现为青春期女孩的抑郁水平高于男孩（Uddin et al.，2011；Piccinelli&Wilknson，2000），但是这一时期女孩的雌激素是升高的，这与上述研究中提到的“低雌激素水平与抑郁有关”相矛盾。对此，一种可能的解释是由于女性在青春期时雌激素迅速升高，导致雌激素内稳态（estrogenhomeostasis）紊乱，而这一紊乱会扰乱五羟色胺的合成过程并引绪障碍（Halbreich&Kahn，2001）。还有一种可能的解释是性激素与抑郁的关系可能是非线性的。如一项男性研究指出素水平与抑郁症的关系呈u型曲线，即素水平过高或者过低，个体的抑郁水平较高（Booth，Johnson，&Granger，1999）。

3.2 环境敏感性的性别差异

众所周知，环境因素（如压力性事件）是抑郁的重要预测源。如前所述，遗传和环境对抑郁的交互作用存在性别差异，这既与特定遗传基因对两性存在不同影响有关，也可能与男女对环境的敏感性不同有关。一项对346名青年人的研究发现，携带5-HTTLPR S等位基因的女性，其经历的慢性家庭压力（如父母争吵等）越多，患抑郁的可能性越大，但这一GXE效应在男性中并不存在。换言之，相比男性，携带5-HTTLPR S等位基因的女性对家庭人际关系（如父母婚姻质量和亲子关系质量）更为敏感（Hammen et al.，2010）。然而，Uddin等人（2010）以1084名青少年为被试的研究则发现，当地区贫困水平（该地区接受公共救助家庭的比例）较高时，携带5-HTTLPR SL基因型的男性患抑郁的风险较低，而这一GXE交互作用在女性群体中并不显著，这与Hammen等人（2010）的研究结论截然相反。通过分析上述研究方法可以发现，两项研究选择的环境指标存在差异，前者选择的是家庭环境变量，而后者选择的为社会环境变量。这些研究结果提示，男女对不同类型的环境敏感性可能存在差异。Sjoberg等人（2006）的研究进一步证明了该假设的合理性。他们采用不同类型的环境指标（创伤性家庭冲突、父母离异、居住地环境）发现，携带5-HTTLPR L等位基因的男性更容易受到公共居住环境和父母离异的消极影响，而携带5-HTTLPR S等位基因的女性则更容易受到伤害性家庭冲突（与父母或兄弟姐妹的关系等）的影响。

结合上述研究可推知，在宏观社会环境水平（如社区环境）上，男性的敏感性要大于女性，但在人际关系及家庭水平的环境变量上，女性的敏感性要高于男性，但需要指出的是在离婚这一环境指标上，男性的敏感性更高。虽然既有研究表明男女对不同类型的环境敏感程度存在差异，但大多相关研究测量的是女性较为敏感的环境变量。此外，多数研究只考察了消极环境变量的作用，忽略了积极环境对个体抑郁性别差异的贡献：而已有研究发现在社会支持水平较高的环境下.携带5-HTTLPR S等位基因的个体患抑郁的风险较低（Kaufman et al.，2004）。因而，有必要进一步探究不同类型和不同性质的环境指标对抑郁遗传基础性别差异的作用。

3.3 中间表型（intermediate phenotype）

中间表型（intermediate phenotype）是内在的、可遗传的、稳定的个人特质，如神经生理结构、生物化学成分、认知等，与心理障碍、精神疾病等密切相关（Meyer-Lindenberg&Weinberger，2006）。正如心理学家Uher和McGuffin（2008）所言，中间表型比外在的心理症状更具有遗传性，对中间表型的研究将会扩展和深化已知的基因一环境交互作用。近期，已有研究表明基因对抑郁的效应可能受到注意偏好、消极推理风格等中间表型的调节。如Gibb Uhrlass，Grassia，McGeary和Benas（2009）的一项研究发现，5-HTTLPR基因、儿童推理风格和母亲情绪性批评三者存在交互作用，具体表现为在具有消极推理风格的儿童中，携带5-HTTLPR SS基因型的个体经历的母亲情绪性批评越多，其抑郁水平越高。Gibb，Benas和Grassia（2009）的另一项研究还检验了5-HTTLPR基因、母亲抑郁病史与儿童注意偏好之间的联系，结果也发现母亲抑郁水平越高，携带5-HTTLPR S等位基因且同时表现出对悲伤面孔注意回避的儿童患抑郁的可能性更大。伴随着功能性磁共振成像（fMRI）等神经成像技术的广泛应用，研究者开始考察脑功能、脑结构等中间表型与抑郁遗传基础的关联。由于杏仁核活性与个体抑郁有关（Lonsdorf et al.，2009），因此通过考察5-HTTLPR基因与杏仁核活性关联的研究可以推知中间表型对遗传效应的调节作用。Lemogne等人（2011）的研究发现在不同的认知评估任务中，5-HTTLPR基因与生活压力对杏仁核活性的作用模式相反，具体表现为，在自我指向的认知评估任务中，随着生活压力的增加，S等位基因携带者的杏仁核活性降低，而LL基因型携带者的杏仁核活性增强；但在情绪标签的认知评估任务中，随着生活压力的增加，s等位基因携带者的杏仁核活性增强，LL基因型携带者的杏仁核活性则降低。此外，情绪系统中其他脑结构与基因的关联也备受关注（Cole et al.，2011；Andms et al.，2012；Drabant et al.，2012），如Drabant等人（2012）考察了大脑边缘系统与5。HTTLPR基因的关联，结果发现，与携带5-HTTLPR L等位基因的女性相比，携带sS基因型的女性在面临压力情境时表现出杏仁核、海马、前脑岛、丘脑、丘脑后结节、尾状核、楔前叶、前扣带回和内侧前额叶等脑区活性的显著增强，而这些脑区活性的增强与焦虑抑郁密切相关。

上述研究表明遗传效应可能受到中间表型的调节，并且既有研究发现中间表型存在显著的性别差异。如在青少年阶段具有消极归因风格的女性要显著多于男性（Hankin&Abramson，2002；Nolen-Hoeksema&Girgus，1994），并且在女性群体中消极归因风格与抑郁的联系比在男性中更为密切（Gladstone，Kaslow，Seeley，&Lewinsohn，1997）。除了消极归因风格外，反思（rumination）倾向也是抑郁的特征之一（Nolen-Hoeksema，2000），一项关于成人的追踪研究发现反思倾向存在显著的性别差异，女性的反思倾向显著高于男性（Nolen-Hoeksema，Larson，&Grayson，1999），这些研究结果提示，抑郁遗传基础的性别差异可能部分归因于中间表型的性别差异。

4 小结与展望

抑郁具有复杂的遗传基础，不论是遗传直接效应还是遗传一环境的交互作用均存在显著的性别差异，尽管一些具体结论还存在分歧。本文通过综述已有文献，从性激素、环境敏感性及个体中间表型三方面讨论了抑郁遗传基础性别差异的可能原因。基于以上分析，我们认为未来研究应该更加关注如下问题：

（1）采用多基因一环境设计考察抑郁遗传基础的性别差异。

由前可知，多数研究采用的是单基因一环境交互作用的研究范式，即使有的研究（Eley et al.，2004；Nyman et al.，201 1）同时考察了多种基因，也仅仅是分析单个基因与环境对抑郁的影响，并没有考察多种基因的交互效应。然而，神经递质之间的功能关系十分复杂，一种递质功能紊乱可能引起另外一种或几种递质的功能失衡，从而导致一定的病理生理现象（王美萍，张文新，2010）。不同基因间存在交互效应，如Kaufman等人（2006）的一项研究就发现BDNF（brain derived neurophicfactor，脑源性神机更营养因子）和5-HTTLPR基因对个体抑郁存在交互效应。如前所述多基因研究与单基因研究的结果也往往不同，因此未来研究应尽可能采用多基因一环境设计更深入地考察抑郁的遗传基础及其性别差异。

（2）考察不同类型和性质的环境与遗传基因交互影响抑郁的性别差异。

如前所述，抑郁遗传基础的性别差异可能是个体对不同类型的环境的敏感性存在差异造成的，多数研究并没有给男性敏感的环境变量以足够的重视，因此未来研究应同时采用男性和女性的敏感环境因素，考察其在抑郁遗传基础中的效应。此外，现有抑郁的分子遗传学研究的理论基础多是“素质一压力模型”（diathesis-stress model），由于该模型认为，当个体处于应激或高压状态时，具有某种不良遗传素质的个体更容易发生心理与行为问题，因而以该模型为理论基础的研究多以压力性生活事件等消极环境为指标来考察抑郁的GxE效应（Aslund et al.，2009；Caspi et al.，2003；Beach et al.，2010）。然而，新近兴起的理论模型——“不同易感性模型”（differential susceptibilitymodel）明确提出并证明，某些基因型的个体也更容易受到积极成长环境的影响而表现良好或优秀（Belsky&Pluess，2009；Ellis，Boyce，Belsky，Bakermans-Kranenburg，&van Ijzendoom，2011）。因此，现有以“素质一压力模型”为理论基础的研究未能揭示GxE交互作用的多种可能方式，携带不同基因型个体对积极环境的敏感性是否存在性别差异也是未来研究需要进一步重点考察的内容。

（3）抑郁遗传基础的性别差异的发展变化。

第6篇

由于遗传学在生命科学中具有不可替代的重要作用，其教学方法、教学模式的探索和研究近些年倍受关注。近年来,研究性教学在各高等院校不断地被提出，黑龙江八一农垦大学生命科学学院也把研究性教学改革不断地深入到各学科教学中去。作为遗传学教师,笔者在教学过程中不断地进行着研究性教学的实践和思考。

研究性教学是在‘‘发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”的理论基础上发展起来的，其认为学生学习的过程与科学家研究的过程在本质上是一致的，强调将教学与研究结合作为大学教学的基本思想，注重提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，对培养创新型人才非常重要。研究性教学模式的核心理念是以实践中的真实问题为基础,将学生置于真实的情境中学习，培养学生的学习能力、创新能力和实践中的动手能力，增强学生对工作的适应能力，使教学与研究相统一m。研究性教学是以学生为主体,以问题为核心（PBL)去获取知识和应用知识的教学模式。研究性教学的内涵主要包括:教师把研究的思想、方法和取得的新进展引入教学活动；教师以研究的形式组织教学活动,打破原有的完整的学科逻辑和机械的顺序；学生积极参与研究之中，在研究中学习、成长，养成独立思考的气质和批判。

笔者根据研究性教学的规律及遗传学学科的特点,在教学过程中对以下几方面的问题进行了探索和实践。

1发挥学生的主动性和创造性，培养学生的思辨能力和独立思考能力

党的十指出，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色的自主创新道路,以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力，更加注重协同创新。这一论述充分体现了科技创新在经济和社会发展中的重要地位,也为高等教育提出了未来人才培养的方向。大学作为本科生培养基地，肩负着培养有创新精神和实践能力的高素质人才的重大历史使命。高校毕业生的质量直接关系到一个国家科技人才的整体实力和水平,高校教师如何改革现有的教学方法和模式,培养具有学习能力、自我创新能力的大学生，是目前教育教学过程中亟待解决的问题。

研究性教学模式具有极强的实践性。研究性教学模式特别注重教学与研究相结合，理论与实际相统一。研究性教学模式不只强调背诵、理解复述和模拟,而是注重培养学生的科学思维、自主意识、团队协作精神和工作责任心,强调培养学生获取与归纳整理信息的能力、分析解决问题的能力、展示成果与表述观点的能力。创新能力的培养不可能仅依靠获得知识,很大程度上还依赖于学生的直接经验的积累，因此切实加强研究性实践教学,对提高学生的实践能力是至关重要的。创新型人才的培养目标要求学生既要学会动手又要学会动脑；因此，教师在教学过程中要树立研究性教学为主的教学观,运用正确的教学法,积极探讨、推动教学研究和改革,培养学生主动探求知识的主体精神,动手、动脑的能力和创造性思维及创造精神。研究性教学过程从讨论问题开始,需要涉猎大量的资料,课程学习本身不仅在于学习知识，还在于掌握学习知识的方法。研究性教学以学生为主体的教学模式强调了学生在学习过程中的核心地位,教师只起引导、示范、鼓励、辅导和监控的作用，这种模式可以最大限度地调动学生学习的主动性和积极性,培养学生自主学习及独立分析和解决问题的能力。在遗传学的教学过程中可以采用问题式、讨论式、互动式课堂教学,从而达到更好的教学效果，在客观上具有一定的可行性。以学生为主体的教学模式关键在于课前的认真准备和教师在课堂上的灵活调控。

2专业知识教学和实验技术教学相结合

遗传学是一门在实验基础上发展起来的学科,尤其是现代遗传学技术的突飞猛进发展和遗传学知识的大量增加,都给学生的学习带来了一定的难度。因此,遗传学采用什么样的授课方法才能使学生掌握基本知识,提高学生的创新能力一直倍受教育工作者的关注。一些遗传学教师的教学经验表明，在遗传学授课过程中，适当地讲授遗传学研究的基本实验技术和遗传学研究材料的获得方法对帮助学生理解遗传学知识是非常重要的。例如，在介绍分子标记选择辅助育种的研究进展时,对分子标记的定义、类型、发展和每种标记的用途进行讲解,对遗传学研究材料如重组自交系和近等基因系群体的构建方法及其在基因定位和育种研究中的应用等知识进行回顾,大大增强了学生对专业知识的理解。在实验技术的教学方面,应不断地给学生介绍最新技术在遗传学研究中的作用以及不同技术在某一研究领域的时效性3。在内容上,尽量安排生动丰富且易于操作的实验项目，增加一些设计性和综合性的实验项目，尤其是近期，随着表观遗传学研究的日渐深入,适当地增加该方面的实验课程对帮助学生理解基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等表观遗传学对生物性状的改变所起的作用，可以开展表观遗传抑制剂对细胞周期调控的分析及RNA干扰基因沉默的遗传分析等实验。

3为学生提供具有时效性、权威性和新颖性的阅读材料

随着遗传学科的快速发展,研究领域不断拓宽,新技术、新成果不断涌现,任何一部教材都难以跟上遗传学快速发展的步伐，因此必须借助网络等媒体实现知识的不断更新。在教学过程中，教师可适当地借鉴〈(Science〉〉、《Nature》以及分子细胞生物学领域的一些国际权威杂志上的综述性文章作为教学中的补充内容,使学生在学习经典遗传学理论的同时，对分子遗传学和现代遗传学的发展有更深入的理解。如在研究癌症的遗传学基础时发现,一半以上癌症的发生过程中伴有p53突变。p53在正常细胞中寿命短、含量低，与细胞周期控制、DNA修复、衰老、血管生成和细胞凋亡密切相关。当p53发生突变时,细胞逃脱正常细胞生长的限制,使突变从一代细胞传到下一代细胞,这为癌症的发育创造了条件。在给学生授课的过程中，跟踪遗传学的最新研究动态，如引入p53等遗传学研究进展，可大大激发学生学习的积极性?。表观遗传学目前也是遗传学重要的补充,如乙酰化酶家族和染色体易位、转录调控、基因沉默、细胞周期、细胞分化与增殖以及细胞凋亡相关,从而对生物体的性状产生了影响。而非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节,也可对单个基因活性进行调节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。在教学过程中，适量增加表观遗传学的知识,可以极大地丰富学生的知识量及对科技前沿知识的认识,为提高学生的科技创新能力奠定基础。

4案例式和情境式教学相结合，激发学生内在的学习动力

案例教学法（Casemedthodteaching,CMT)是根据教学目标和培养目标的要求,在学生掌握了有关的基础知识和基本理论的基础上,教师在教学过程中选择典型案例并以恰当的形式给学生展示,把学生带入一个特定情境中，在教师的指引下由学生自己依靠其知识结构和背景,在这种案例情境中发现、分析和解决问题，培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法5。案例教学法最大的特点就是模拟实践经验,增强学生实践的能力。遗传学教师在注重理论知识讲授的同时,要穿插与实际生活密切相关的大量案例,培养学生分析问题和动手实践等能力。

在遗传学教学过程中，注重教学内容与人类生活及人类疾病相结合,加强学生对教学内容的认识和遗传知识的深化。在讲授单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病时,可与临床中真实的遗传病相联系,如常见的单基因遗传性疾病一白化病、苯丙酮尿症、黑尿症、先天性聋哑、高度近视，多基因遗传性疾病一原发性高血压、支气管哮喘、冠心病、青少年型糖尿病、类风湿性关节炎、精神分裂症、癫痫、先天性心脏病，染色体遗传性疾病一“21三体”综合征、猫叫综合征等。针对这些疾病，巧妙设计引导式问题,囊括大纲要求的知识点，突出遗传学的课程特色。在该模式下的教学过程中，学生不是被动地学、记忆和理解教师所教授的知识,而是在教师的指导下,将学生置于可以从不同角度看待事物的环境，问题情境便能够吸引并维持他们的兴趣，使他们积 极寻找解决问题的方法，创造性地得出结论,从而激发学生学习的内在动力。

5加强遗传学教师师资队伍建设，为研究性教学提供人才保障

过去,很多高校过于注重结果性评价而忽视过程评价,无法对教师的研究性教学能力和学生的实践能力作出公正而又科学的评价H。目前，黑龙江八一农垦大学已经非常重视研究性教学的实施,并为此做出很多努力和尝试。遗传学作为生命科学的重要课程,其教师队伍的整体水平是制约教学效果的一个重要因素。没有一支高水平的教师队伍一切将成为空谈。为了提高研究性教学水平,学校组织教师到优秀研究性教学能手的课堂上听课,通过学习其他课程的课堂教学方法、教学模式，为遗传学更好地进行研究性教学提供了教学案例。此外,学校年轻的遗传学教师可以通过培训、进修等形式提高专业水平。最后，如果想成功地进行研究性教学，授课教师必须进行学科专业的科学研究。授课教师要随时关注遗传学领域的最新发展动向，将权威杂志中介绍这门学科研究的新概念、新发现、新思路和新方法的文献综述引入课堂。这些参考文献学术水平高、内容新、难度适中，开阔了学生的视野，对他们很有吸引力。教师只有通过科研,才能真正理解本学科教材的内在联系，把握住本学科的发展趋势,及时吸纳学科内最新科研学术成果,适时地把学生引入本学科知识和科研的前沿,引导学生在科研实践中增长才智、得到锻炼，激发学生的创造欲望，通过科研、实验等手段培养学生的创新能力。

第7篇

随着对白血病发病机制的深入研究及其治疗方案的改进,白血病的完全缓解率也有明显的提高,但仍有一部分患者最终会复发。近年来的研究发现, 白血病的复发与微小残留病密切相关。微小残留病(minimal residual disease, MRD )是指经过诱导治疗达临床缓解时，白血病患者体内残留的少量白血病细胞。对患者进行微小残留病监测对白血病的治疗和预后判断具有非常重要的意义。检测MRD的关键是寻找分子基因标志。细胞免疫表型及遗传学的异常改变在急性白血病MRD 检测中占有重要地位。令人遗憾的是，这些方法只适用于少数患者，大多数患者并不具备遗传学的预后指标。随着对急性白血病分子生物学发病机制研究的进步，人们把急性白血病的发生归结为抑癌基因和原癌基因通过遗传学和表观遗传学机制的发生异常改变［1］。DNA甲基化作为一种重要的表观遗传调控机制，其与肿瘤发生、发展以及检测相关机制的研究逐步成为研究的热点。表观遗传学生物标记（Epigenetic biomarkers），特别是DNA 甲基化相关标记检测拥有遗传学标记、抗体等标志不具备的优势。本文就MRD细胞分子遗传学的检测方法及DNA甲基化检测MRD的临床应用进行综述。

1 常用白血病MRD检测方法的研究进展

1.1 分子生物学方法：遗传学的改变，包括染色体易位/缺失、基因突变等是白血病发生的基础，其所导致的正常基因表达调控紊乱和功能异常是白血病发生的主要原因。异常的遗传学改变，已成为急性白血病临床检验资料的重要组成部分。

实时定量聚合酶链反应( RQ-PCR ) 方法结合了PCR和荧光探针两种技术，通过定量检测白血病细胞中标志性基因实时观测MRD，是目前检测MRD最为敏感的方法，灵敏度可达10-4-10-5，已成为临床实验室建立MRD检测方法的首选。其检测的基因标志包括：（1）染色体异位形成的融合基因。如t(9:22), t(15;17),inv(16), and t(8;21)，T 细胞受体（T-cell receptor ，TCR）重排等，常见的融合基因包括: TEL /AML1、BCR /ABL、E2A /PBX1、MLL /AF4等。（2）在白血病中表达增高的肿瘤基因(如PRAME、 WTI 、PRAME、NPM1、STC- 1 等基因。（3）发生突变的基因(如FLT3 /ITD)。融合基因直接反映了白血病的病理特征,他在疾病发展过程中比较稳定,以其作为PCR检测MRD的分子标志具有特异性强、敏感度高的优点［2］。但是这些检查不仅价格昂贵，其检测的标本为RNA，存在不易保存，结果不稳定的缺点。更令人遗憾的是,由于白血病是一组异质性很大的恶性血液病，各亚型之间遗传背景不同，这些遗传学基因标志只能覆盖1/3的白血病类型，还有2/3类型的白血病不具备遗传学基因标志，无法在临床上进行MRD的检测。即使联合应用多种基因仍有40%～50%的患者无法找到适当的基因标志检测MRD，使其疾病状态缺乏准确的判断依据。

1.2流式细胞术( FCM)：FCM是通过检测在正常细胞上不表达或低表达而在白血病细胞上表达或高表达的白血病相关免疫表型来定量检测MRD，能够准确定量残留白血病细胞数，并且还能了解残留白血病细胞的凋亡情况［3］。其优势是每秒可检测5 000～10 000个细胞,并能用计算机记录处理,快速地对各个细胞进行多参数定量分析,灵敏度达到10- 4。但应用此法必须要对患者初发时的免疫表型特征有详尽了解,以便选择适当的标志检测MRD。因为白血病细胞与正常细胞相比, 通常低达10- 5～10- 6, 可能低于FCM检测范围而使这种方法缺乏特异性; 而且随着病程发展, 细胞表面的抗原发生改变, 会导致假阴性结果。

2 异常DNA甲基化检测白血病MRD的临床研究进展

DNA甲基化是指在DNA序列不变的情况下，通过影响基因转录活性以调控基因的表达。DNA甲基化作为一种表观遗传学改变与白血病的发生密切相关，在不改变遗传信息的前提下导致细胞遗传特性改变，作为肿瘤性疾病"二次打击"经典假说的重要补充，已成为白血病研究的新热点。DNA异常高甲基化导致抑癌基因的失活在白血病发生发展、诊断、监测微小残留病、预测病情以及指导治疗方面都有重要作用，这些表观遗传学标志作为MRD监测标志物的临床研究逐渐引起大家的关注。

P15基因甲基化与白血病的关系目前研究最为深入。73%～93%的急性髓系白血病(AML)和57%的急性淋巴细胞白血病(ALL)患者发生p15基因高甲基化，且持续p15基因高甲基化预示疾病复发。与p15基因甲基化患者相比，p15基因非甲基化患者5年DFS明显延长（15% v 62.5%；p＝0.02）［4］。

Au等［5］检测了l7例t-MDS/AMI 患者，l5例存在pl5甲基化。其中5例在发展为治疗相关的t-MDS/AML前即已存在pl5甲基化，最早为两年前。提示pl5甲基化发生在t-MDS/AMI 早期，检测p15甲基化有助于判断预后、指导治疗。在一组65例急性早幼粒细胞白血病的研究中，31例存在p15甲基化的患者5年无病生存率仅为29．64％ ，显著低于34例无甲基化的患者79%。p15基因甲基化与预后不良相关。

Id4和zo-1是我室新发现的两个血液系统相关候选基因，并对其在白血病发生、复发中的作用及应用于MRD检测进行了系列基础与临床研究。

采用MS-PCR的方法对完全缓解期白血病患者骨髓标本检测id4基因甲基化状态，结果发现：（1）58例完全缓解的急性白血病人MRD的检出率为41%，MRD阳性的患者12个月内复发率为62.5%，而非甲基化的患者12个月内复发率仅为10%。（2）16例异基因外周血干细胞移植后的白血病患者中，5例检测到MRD的患者中有4例在1年的随访期出现复发，而11例移植后MRD持续阴性的患者无一例复发。

研究对26例完全缓解的急性白血病患者进行zo-1基因甲基化检测，MRD检出率为34.6%，MRD阳性的患者12个月内复发率为57.1%，而非甲基化的患者12个月内复发率仅为15.4%，MRD阳性病人复发率明显高于阴性者。Id4和zo-1基因甲基化检测可能成为急性白血病新的生物标记用于预测疾病的预后以及复发。

随着PCR 技术的进步，将实时定量PCR（real-time PCR）与MSP 结合提高了甲基化分析检测的特异性和敏感性。高敏感性的甲基化定量PCR为MRD检测开辟了另一种解决方法。甲基化定量水平的变化对于细胞修复、肿瘤预后、肿瘤化疗后的耐药等提供了新的研究指标，可以从另一个层面上揭示其发生机制。因此，甲基化定量PCR技术被应用与临床各领域的研究。

Shuchi等［6］以启动子区高甲基化状态的雌激素受体α（estrogen receptor α;ER-α）和 p15INT4B 基因做为MRD标志，采用定量甲基化特异性PCR对180例急性白血病患者骨髓标本进行检测，结果发现：（1）临床缓解期的AML患者中, ER-α和p15INT4B基因启动子区呈现高甲基化状态的患者较低甲基化状态的患者有更高的复发风险，而且ER-α和p15INT4B基因启动子区甲基化水平的增高与患者无病生存期（disease free survival,DFS）缩短有明显相关性。（2）对5名儿童ALL患者ER-α基因启动子区甲基化程度进行了自诱导缓解后的追踪检测，结果提示疾病复发状态较缓解状态ER-α基因启动子甲基化水平增加。其结果与目前常用的MRD监测标志TCR/免疫球蛋白重排水平结果基本一致。

另一研究以启动子区高甲基化状态的p73、p15、p57KIP2基因为MRD标志，通过对199例Ph染色体和MLL阴性的处于完全缓解状态（complete remission,CR）的成人ALL标本进行定量甲基化特异性PCR检测，研究结果提示p73基因启动子区甲基化水平与第一次CR持续时间及无病生存期（DFS）及总生存期（overall survival, OS）缩短间有显著相关性［7］。因此，特定基因的定量甲基化PCR检测有可能成为一种评估急性白血病复发风险及MRD检测的有效手段。

结语

白血病作为一种恶性肿瘤，复发是影响其患者生存的主要问题。患者体内白血病微量残留病是复发的主要根源，对患者进行微量残留病监测在白血病的治疗和预后判断中具有非常重要的意义。遗憾的是，由于绝大多数患者缺乏明确的遗传标记作为早期检测和准确评估MRD的标志，在临床上常因治疗不足导致疾病复发或治疗过度引起严重并发症，绝大多数患者在发病后1~3年内死亡。因此，要在白血病MRD早期检测和指导治疗上有所突破，就必须寻找能够早期诊断白血病MRD的特异性强、通用性好的分子标志物。DNA 甲基化作为肿瘤相关标记，与遗传学标记、细胞表面抗体等标志具有更多的优势。首先，临床常规的肿瘤标记检测以蛋白或者RNA为对象，必须采集新鲜样本以确定检测结果的准确性。而甲基化检测则以DNA 为样本，很容易从各种体液中，甚至石蜡包埋组织中得到，极大地扩展了研究资源。其次，甲基化以DNA作为研究对象，较RNA 和蛋白更稳定，更容易保存。进而保证了检测结果的可靠性。因此，DNA甲基化定量水平的变化对于肿瘤预后、肿瘤化疗后的耐药等提供了新的研究指标，可以从另一个层面上揭示其发生机制。

参考文献

［1］ KrugU, GanserA, KoefflerHP. Tumor suppressor genes nnormal and m alignant hematopoiesis. Oncogene 2002; 21: 3475-95.

［2］ Mitelman F, Johansson B, Mertens F. The impact of translocations and gene fusions on cancer causation. Nat Rev Cancer, 2007, 7:233-245.

［3］ Szczepaski T, van der Velden VH, van Dongen JJ. Flow-cytometric immunophenotyping of normal and m alignant lymphocytes. Clin Chem Lab Med, 2006, 44: 775-796.

［4］ Teofili L, Martini M, Luongo M, et al. Hypermethylation of CpG islands in the promoter region of p15(INK4b) in acute promyelocytic leukemia represses p15(INK4b) expression and correlates with poor prognosis. Leukemia 2003;17:919-24.

［5］ Christiansen DH, Andersen MK, Pedersen-Bjergaard J. Methylation ofp15INK4B is common, is associated with deletion of genes on chromosome arm 7q and predicts a poor prognosis in therapy-related myelodysplasiaandacute myeloid leukemia. Leukemia 2003;17: 1813-9.

［6］ Shuchi A, Matthias U, Steffen K, et al. DNA Methylation of TumorSuppressor Genes in Clinical Remission Predicts the Relapse Risk in Acute Myeloid Leukemia. Cancer Res 2007 ,Feb,671: 1370-1377.

第8篇

[关键词] 马方综合征；分子遗传学；基因检测；研究进展

[中图分类号] R596 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）04（c）-0015-04

Recent molecular genetics research progress in Marfan syndrome

LI Bao-zhu SHU Xiao-rong CHEN Ren-hua WANG Jing-feng

Department of Cardiology，Sun Yat-Sen Memorial Hospital of Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510120，China

[Abstract] Marfan syndrome（MFS） is an autosomal dominantly inherited connective tissue disorder characterized by ocular，skeletal manifestations and cardiovascular.The severe cardiovascular complications are the main lethal factors in patients with MFS.The study found that original fibrin（FBN） and transforming growth factor beta receptor（TGFBR） gene families are the main mutations in MFS.This paper reviews the main mutant genes，detection methods of mutation，correlation of genotype and phenotype，diagnosis and therapy of MFS in the future.

[Key words] Marfan syndrome；Molecular genetics；Gene detection；Research progress

马方综合征（Marfan syndrome，MFS）亦称为先天性中胚层发育不良、蜘蛛指征、肢体细长症、Marchesani综合征，是一种以结缔组织为基本缺陷的遗传性疾病，具有基因多态性和多种临床表征，发病率为0.2‰～0.3‰。MFS主要表现为周围结缔组织营养不良、内眼疾病、骨骼异常和心血管异常[1]，病变有时也累及皮肤、肺部及硬脑脊膜等器官[2-5]，症状主要有骨骼过长，晶状体异位，主动脉瓣反流和较严重的新生儿马方综合征等。现就MFS的突变基因家族、突变基因的检测方法、基因型与表型的相关性及后续展望作如下综述。

1 突变基因家族

现如今已发现8种涉及MFS的基因，共3843种基因突变体（表1）。目前，研究最多的和引起MFS发病的主要突变基因家族是原纤维蛋白（the original fibrin，FBN）基因家族和转化生长因子β受体（transforming growth factor beta receptor，TGFBR）基因家族。

1.1 FBN基因家族与MFS

1986年，Sakai等[6-7]发现一种作为微纤维蛋白重要组成部分的细胞外基质糖蛋白，将其命名为FBN。其在细胞外基质以聚合体形式形成微纤维蛋白，存在于骨骼、眼睛、血管壁等人体弹性和非弹性组织中。1990年，Hollister等[8]通过FBN单克隆抗体，发现了MFS患者微纤维蛋白系统的异常。1991年，Magenis等[9]应用原位杂交技术，成功定位并克隆了FBN基因，并首次检测到2例MFS患者的原纤维蛋白基因1（the original fibrin 1，FBN1）基因突变。

MFS患者常伴有弹性组织中无定形基质聚集和弹性纤维断裂现象，研究发现，基质原纤维蛋白-1（fibrillin-1，FBN-1）是参与这一发病机制的重要因素[6]，FBN1是最早发现、最常见且突变体最多的MFS致病基因。FBN1位于15号染色体长臂（15q15-q21.1），含有65个外显子，长230 kb，转录大小为10 kb的mRNA，翻译为2871个氨基酸的蛋白质（表2）[9]。

表2 FBN1基因的突变类型及数量

目前为止，已发现FBN1基因突变3077种，记录于FBN1 mutations databate（http：//umd.be/FBN1/）。FBN1突变可发生于基因的任何区域，无明显突变热点，只有约12%的突变基因有可重现性，由此给基因筛查突变增加了难度[10]。基因分为编码区和非编码区，FBN1基因编码区突变约占总突变的80%，非编码区突变约占总突变的20%。常见编码区突变有移码突变、错义突变和无义突变，移码突变和错义突变约占编码突变的80%，无义突变约占编码突变的20%。无义突变导致的终止密码子的提前出现，使得突变转录子被一种RNA监视机制所降解，进而导致翻译的蛋白量仅为正常的50%，且翻译所得异常蛋白单体干扰正常蛋白单体的聚合[11-12]。这些无义突变可以导致MASS症状，包括近视、二尖瓣脱垂、主动脉根部膨大、骨骼皮肤异常等[13]。非编码区突变主要发生在剪接位点，保守区剪接位点突变约占20%。剪接位点突变易引起内含子内假外显子的出现、内含子保留、隐蔽剪接位点激活和外显子跳跃等剪接错误，蛋白结构域的错误和缺失会导致严重的临床病症出现[14]。

FBN1突变虽然没有区域特异性，但外显子57和65发生突变较少，外显子13、26和27发生突变较多[15]。FBN1基因突变最常见的类型是点突变，约占所有突变的73%，其中，错义突变约占59%，无义突变约占14%。FBN1的突变可引起多组织器官的病变，如心血管、颅面部、中枢神经系统、肺部、眼部、骨骼和皮肤等。

1.2 TGFBR基因家族与MFS

转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）家族介导的信息传递控制着细胞繁殖、分化和凋亡等多种程序。2004年，一个具有与MFS部分相似临床症状的患者，在排除FBN1和FBN2基因变异后，发现其家系中编码转化生长因子β受体2（transforming growth factor β receptor 2，TGFBR2）的基因染色体发生断裂[16]。具有与MFS相似的骨骼和心血管表现，且TGFBR基因家族发生突变的综合征被称为MFS 2型[17]。此类MFS具有与细胞外基质TGF-β信息传递相关的结缔组织疾病，从而导致致命的主动脉并发症。通过新型药物对MFS患者TGF-β信息传递功能进行适当调整，也许可以维持患者的健康心血管状态或者延迟致命病变[18-19]。

2 突变基因的检测方法

MFS患者症状表现呈多样性，主要表现为晶状体异位、骨骼过长、主动脉瓣反流等。目前，MFS的临床诊断依然主要依据1996年制定的Ghent诊断标准，该诊断包括对骨骼、眼部和心血管三个主要系统的诊断以及皮肤、肺和硬脑脊膜等次要系统的诊断。由于MFS发病症状与年龄密切相关，有些患者婴儿和（或）儿童时期并未表现出症状，且很多患者并不符合诊断标准，因此，MFS基因诊断在辅助临床诊断方面起到至关重要的作用。MFS检出率主要受其临床诊断正确性、基因突变类型、临床基因检测方法和水平的影响。临床基因检测MFS时，通常检测FBN1基因序列的突变情况，MFS患者FBN1基因突变检出率占73%～90%。

目前，突变基因的常用检测方法有变性高效液相色谱分析（denaturing high performance liquid chromatograph，DHPLC）、变性梯度凝胶电泳（denaturing gradi-ent gel electrophoresis，DGGE）、限制性片段长度多态性分析（restriction fragment length polymorphism，RFLP）、构象敏感凝胶电泳（conformation sensitive gel electrophoresis，CSGE）、单链构象多态性分析（single-strand conformation polymorphism，SSCP）、高分辨率溶解曲线（high resolution melting cure，HRM）、多重连接探针扩增技术（multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA）和直接测序等。

DHPLC检测具有自动化、高通量、高灵敏度、高特异性、检测速度快和价格低廉等特点，适用于基因突变的大规模筛查，检测未知单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）可达到95%以上。DGGE法检测对各种突变特别是点突变较敏感，检测时无需标记，并且几乎可以检测出所有突变，但无法确定突变位置，DN段大小限制在100～500 bp，需要专门设备检测且需要计算机对序列进行分析。RFLP法可用于证实患者的突变位点，为产前诊断提供确切诊断依据。DGGE、RFLP、CSGE和SSCP等方法的基因突变检出率为60%～90%，且检测过程相对繁琐。HRM检测无需基因序列特异性探针，不受碱基位点的局限，可以同时检出已知或未知突变与SNP，灵敏度和精确度高达100%。但是HRM需专业仪器，技术要求高，反应条件摸索费时费力。MLPA法可以用于拷贝数异常的检测。直接测序法价格相对较贵，不适合大样本基因突变筛查，但可以确定突变基因位点和类型，是突变检测的金标准。

基因cDNA序列筛查突变基因，不仅可以检测整个编码区基因突变，还可以检测基因剪接位点的突变。cDNA筛查方法检测FBN1基因突变的检出率达90%。应用CSGE、DHPLC和直接测序等方法不仅可以检测基因组DNA（genomic DNA，gDNA）中的突变基因，还可以检测导致RNA快速降解的基因。gDNA筛查方法检测FBN1基因突变的检出率达70%～93%[15]。MFS基因突变体具有多样性，作为常规检测MFS的FBN1基因外显子多、基因大、没有突变热点，给突变筛查带来难度，且突变筛查可能存在假阳性[20-21]。

3 基因型与表型的相关性

由FBN1基因突变与心血管表型特征相关性可知，FBN1基因突变主要引起主动脉和二尖瓣病变，如主动脉扩张、主动脉夹层、主动脉闭锁不全、二尖瓣反流和二尖瓣脱垂等。而FBN1等位基因的完全缺失并不预示着温和表型的出现，且单倍基因剂量不足也可导致典型MFS表型[22]。研究表明，MFS患者的预后取决于疾病的临床表现和治疗，而不是简单地取决于TGFBR2突变的存在与否[23]。TGFBR2基因发生突变的MFS患者临床症状表现倾向于肢体细长和具有心血管疾病，但没有眼部病症[17]。MFS表现型复杂多变，即使同一家系同一等位基因的突变，也会出现严重程度不同的表型，因此，到目前为止，通过某一特定突变基因推测其表型还不可能。由此可见，除了突变基因，MFS患者的表型还可能受环境等其他因素的影响。

4 MFS的主要致死病变及新生儿MFS

患者的致死病变主要在心血管系统，且死亡年龄与心血管病变程度有关。MFS的心血管疾病病症主要表现为二尖瓣脱垂、二尖瓣反流、主动脉根部扩张和主动脉瓣反流等，主要危及生命的心血管并发症是主动脉和主动脉夹层动脉瘤，约1/3的MFS患者有二尖瓣脱垂和（或）主动脉根部扩张的并发症[24-26]。若不提前干预治疗，病程发展快且易危及生命。

新生儿MFS病症往往表现最严重，主要包括指细长、手指屈曲性痉挛、胸部畸形、早衰面容、心脏瓣膜反流和邻近主动脉扩张等，易导致新生儿因心力衰竭致死[27-28]。FBN1基因24～32外显子突变被认为是导致新生儿MFS的主要突变基因[29]。MFS患者有正常的生育能力，因此，对家族遗传性MFS患者及家系成员进行基因检测，确定突变基因位点，对于指导患者及其家属婚育和对其后代进行产前诊断具有十分重要的意义。

5 展望

MFS的发病机制尚未清晰，其基因型和表型之间的差异表明环境等因素可能影响其表型。基因组学、后基因组学、蛋白质组学和环境基因组学的研究表明，大多数疾病由基因突变和环境因素共同影响所致。因此，通过分子生物学、遗传学和生物信息学等技术的应用，从基因、蛋白、细胞、组织、器官、家系和环境等方面进行研究，利于进一步确定MFS的发病机制和遗传特征。对MFS先证者家属进行突变基因单倍型分析和基因检测，提前对MFS患者进行干预治疗，不仅可以进行提前诊断、减缓病程发展，还可以为后续基因治疗、药物靶点治疗和组织工程修复等奠定研究基础，为临床新药应用、生物疗法和基因疗法等提供科学依据。

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第9篇

先天性心脏病(congenital heart disease， CHD)是指胎儿时期心脏血管发育异常而致的心血管畸形，是小儿最常见的心脏病。在1000个出生存活的婴儿中，约有8名发生本病，因此产前诊断很受临床重视。目前，对先心病进行产前诊断的主要方法有超声心动图检查、遗传学分析及环境因素调查，本文就产前诊断胎儿CHD的研究进展予以综述。

1 胎儿超声心动图的新技术

1972年Winberg最早报告宫内胎儿心脏超声心动图。虽然多普勒超声最早应用于胎盘血流的检测，M型超声心动图对胎儿心脏的研究已有许多年，但是直到二维超声影像和彩色多普勒超声系统的出现，才使得胎儿心血管的检查进入一个崭新的领域，并有了突飞猛进的发展。目前更多的高新技术进入胎儿心血管检测，如组织多普勒显像、组织速度成像、组织谐波成像、能量多普勒成像、三维超声心动图等。

1.1 组织多普勒成像 1992年， McDicken等首先提出了组织多普勒成像(doppler tissue imaging， DTI)技术。2003年，Tutschek等[1]采用DTI技术对妊娠中晚期的正常胎儿心肌活动研究时发现，该技术能显示所有胎儿的心肌运动，对胎儿心律失常进行分型和定位，从而对心脏整体和局部功能起监测作用。然而，DTI技术还存在一些不足：如对胎儿运动非常敏感，以及受到角度的限制，它要求所检测区域的运动方向与声轴线尽可能平行。

1.2 组织速度成像 组织速度成像(tissue velocity imaging， TVI)是建立在扫描线上采集和分析原始组织速度数据的新技术。Rein等采用该技术对31例妊娠18～38周胎儿进行检查的研究表明，它在诊断各种室上性和室性心律失常方面有较大优势，尤其是那些传统技术难以诊断的心律失常。

1.3 谐波成像 Paladini等[2]进行了探讨组织谐波成像(tissue harmonic imaging， THI)在胎儿超声心动图检查中的作用研究，表明THI的图像质量明显优于常规二维超声心动图，尤其在肥胖孕妇和常规二维超声心动图不能提供诊断信息时应用最佳。

1.4 能量多普勒成像 能量多普勒成像(power doppler imaging， PDI)是彩色多普勒的一项新技术，在评估血流动力学时有着非常重要的作用，但是它也存在一些缺点，如不能显示血流的方向、性质和流速等。

1.5 三维成像 胎儿三维超声心动图经历了从静态、动态到实时的发展过程，大大缩短了图像采集时间，提高了图像质量和重复性，在胎儿先心病的诊断中也起着越来越重要的作用。Meyer等分别应用三维及二维胎儿超声心动图对先心病胎儿进行对比研究，发现大多数先心病胎儿的三维成像是可行的，且能显示二维超声无法获得的切面深部的心脏结构，从而为复杂的先心病提供了额外的诊断信息。Deng等研究证实，实时三维成像可实时显示心脏结构的立体形态以及动态变化，显示出各结构与病变的毗邻位置与空间关系，及早对胎儿先心病作出诊断。

上述技术的综合应用以及新电子技术、图像处理技术的高速进展，使胎儿心血管结构、血流和功能的确认得到清晰显示，并且可以同时获得胎儿心血管解剖形态和血流动力学改变的独特诊断信息，典型的心血管畸形多可依靠超声作出诊断[3，4]。并且，作为一种非侵入性的诊断技术，目前仍然是产前诊断胎儿CHD的主要手段[5，6]。然而，超声诊断受仪器档次和操作人员技术水平的影响比较敏感，病变较小或超声显示不满意时，容易漏诊。

2 遗传学分析

2.1 染色体异常 染色体数目和结构的畸变都能引起各类综合征，如21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征、5p-综合征等，多伴有CHD，约占CHD的5%。近年来的研究表明，CHD与22q11微缺失有关。杜玉荣等[7]对25例不同表型的CHD患者外周血标本进行22q11微缺失的检测，23例单纯性CHD患者发生缺失者为4例;其余2例法洛四联症伴心外多发畸形患者均存在22q11缺失，研究结果表明，CHD与22q11 微缺失有关，国外研究也有类似报道[8]。但22q11微缺失是否与单纯CHD的发生有关还需要进一步的研究，以便为今后产前诊断和遗传咨询提供更可靠的依据。

2.2 单基因遗传性疾病 由单基因突变引起的CHD约占3%，包括常染色体显性、隐性遗传性疾病和伴性遗传病。如Marfan综合征、Hurler综合征、Ellis-Van Creveld综合征、进行性肌营养不良Duchnne型等均常合并CHD。

2.3 多基因遗传 多数为单纯的心血管畸形而不伴有其他畸形，占CHD的90%。临床资料和流行病学研究表明，遗传因素在CHD 的发病过程中发挥重要作用，遗传率约为55%～65%。因此，从分子水平上研究控制心脏发育的相关基因，对于探讨心脏病变的机制及探索人类遗传性心脏病的治疗方案及手段具有重要意义。随着分子生物学的飞速发展，可能与CHD发病有关的基因逐渐被人们所认识。宫立国等[9]研究表明HOXC5基因3侧翼序列的SNP位点A17860G等位基因可能与单纯CHD发病有关，G17860基因型患CHD的危险明显高于A17860基因型。HOXC5基因3侧翼序列的SNP位点rs2071450与单纯性CHD也有明显的相关性，具有G等位基因的人发生CHD的危险性相对增高。MTHFR基因与心脏圆锥动脉干缺损有一定关系，其677TT基因型可能是引起先天性心脏畸形的危险因素之一。Shaw等[10]也报道，NPPA T2238C等位基因的突变可能是圆锥动脉干缺损的危险因素。

3 环境因素调查

3.1 宫内感染 胎儿的心脏胚胎发育的关键时期是在孕第3～8周，在此期间，如果母亲发生病毒感染，导致胎儿患CHD的危险性增加，说明早孕期孕妇的病毒感染与先心病的发病有密切的关系。国内一些研究表明，CHD与孕妇早期风疹病毒、巨细胞病毒、弓形体、微小病毒感染密切相关。目前，对柯萨奇病毒感染及孕早期流感还未得到肯定的答案，在一些研究中存在争议。

3.2 孕期用药 孕妇在妊娠早期服用某些药物可使胎儿患CHD的几率明显增高。近期国外一些研究提示，孕早期使用红霉素类药物、安非他明类药物、非甾体抗炎药物和治疗甲状腺疾病的药物可能增加发生心血管畸形的危险。在动物实验中发现，VEGF和Wortmannin可以造成胚胎心脏发育异常，但还缺乏在人群中的研究[11]。

3.3 理化因素 父母在孕前或母亲在孕早期接触染料、油漆、涂料、有机溶剂等均增加CHD发病的危险，高温可以导致子代患CHD 的危险性增加。近几年，由于视频显示终端工作人员大量增加，人们对电磁场暴露是否增加子代CHD患病的危险尤为关心，但目前绝大多数研究显示电磁场暴露对妊娠结局没有明显不利影响。

3.4 孕妇年龄 孕妇年龄过小，胎儿与发育中的母亲争夺营养，对母亲的健康和胎儿的发育均不利。而孕妇年龄偏大，特别是35岁以上的高龄产妇，卵子质量降低，发生CHD等胎儿畸形的可能性增大[12]，发生难产、剖宫产的几率也会增加。

3.5 个人行为 孕妇在孕期吸烟和饮酒会增加胎儿CHD的危险，国内外都有相关报道。Woods等结果显示吸烟与心血管畸形有关联，Carmichael等[13]的研究指出，孕期定期饮酒可以增加CHD的发生，且其危险程度随饮酒的次数和多少的增加而增加，存在剂量反应关系。

3.6 生活环境 研究还发现CHD的发生与生活环境有一定的关系。高原地区的CHD的发病率高于平原地区，尤其是动脉导管未闭的发生率明显升高。近期国外的一些研究显示，生活在危险的垃圾场周围和一些空气中含有有毒化学物质的区域，CHD的发病率明显增高[14]。

4 展望

综上所述，大多数CHD是各个危险因素综合作用的结果，需要多个学科不断深入探讨，只有进一步弄清病因才能深入研究发病机制，提出更有效的诊断方法和预防措施。就目前的临床诊断水平而言，CHD的产前检出率不高，Yoshio Shima等[15]报道产前检出率约20%。因此，对CHD进行更加广泛的流行病学研究，结合更为细化的遗传学分析和基因检测，将有望为各类CHD补充完备的遗传学资料，以便为胎儿CHD做出准确的分子遗传学及基因诊断，进一步提高产前诊断水平，达到早期治疗和预防的目的。

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3.3 理化因素 父母在孕前或母亲在孕早期接触染料、油漆、涂料、有机溶剂等均增加CHD发病的危险，高温可以导致子代患CHD 的危险性增加。近几年，由于视频显示终端工作人员大量增加，人们对电磁场暴露是否增加子代CHD患病的危险尤为关心，但目前绝大多数研究显示电磁场暴露对妊娠结局没有明显不利影响。

3.4 孕妇年龄 孕妇年龄过小，胎儿与发育中的母亲争夺营养，对母亲的健康和胎儿的发育均不利。而孕妇年龄偏大，特别是35岁以上的高龄产妇，卵子质量降低，发生CHD等胎儿畸形的可能性增大[12]，发生难产、剖宫产的几率也会增加。

3.5 个人行为 孕妇在孕期吸烟和饮酒会增加胎儿CHD的危险，国内外都有相关报道。Woods等结果显示吸烟与心血管畸形有关联，Carmichael等[13]的研究指出，孕期定期饮酒可以增加CHD的发生，且其危险程度随饮酒的次数和多少的增加而增加，存在剂量反应关系。

3.6 生活环境 研究还发现CHD的发生与生活环境有一定的关系。高原地区的CHD的发病率高于平原地区，尤其是动脉导管未闭的发生率明显升高。近期国外的一些研究显示，生活在危险的垃圾场周围和一些空气中含有有毒化学物质的区域，CHD的发病率明显增高[14]。

4 展望

综上所述，大多数CHD是各个危险因素综合作用的结果，需要多个学科不断深入探讨，只有进一步弄清病因才能深入研究发病机制，提出更有效的诊断方法和预防措施。就目前的临床诊断水平而言，CHD的产前检出率不高，Yoshio Shima等[15]报道产前检出率约20%。因此，对CHD进行更加广泛的流行病学研究，结合更为细化的遗传学分析和基因检测，将有望为各类CHD补充完备的遗传学资料，以便为胎儿CHD做出准确的分子遗传学及基因诊断，进一步提高产前诊断水平，达到早期治疗和预防的目的。

参考文献

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第10篇

关键词基因治疗;治疗方式;发展前景

中图分类号r459.9文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)01-0025-01

美国是世界上最早开展基因治疗的国家,也是目前开展基因治疗最多的国家。我国在1991年7月开始基因治疗的临床研究,最早的工作是对b型血友病的基因治疗及利用抑癌基因对癌症的基因治疗[1]。基因治疗目前主要用于治疗对人类健康威胁严重的疾病,包括遗传病、恶性肿瘤、心血管疾病、感染性疾病等[2]。

1基因治疗的方式

1.1体内基因治疗

体内基因治疗是指将具有治疗功能的基因直接转入病人的某一特定组织中。利用反转录病毒载体已成功地将真核基因转入动物细胞,但通过质粒dna的直接操作,将更加省时而且产量较高;采用温和病毒载体的体内基因治疗主要是通过腺病毒和单纯疱疹病毒来完成的,即将载有矫正基因的载体直接注射入需要这些基因的组织。以腺病毒为载体的体内疗法在遗传性疾病方面,目前主要见于囊性纤维变性的基因治疗研究。多数研究表明,基因治疗纠正了呼吸道上皮的氯离子转运缺陷,使跨上皮基础电位下降,肺功能有所改善[3]。

1.2反义疗法

反义疗法主要是通过阻遏或降低目的基因的表达而达到治疗的目的。反义疗法是通过引入目的基因的rna的反义序列而达到上述目的。当引入的反义rna与mrna相配比后,用于翻译的mrna的量就大大减少,因而合成的蛋白的量也相应大大减少。引入的反义序列也可能与基因组dna互补配对,从而阻遏mrna的转录。这2种情况都会使细胞中靶基因编码的蛋白合成大大减少,以达到基因治疗的目的。

1.3通过核酶的基因治疗

20世纪80年代初,美国科学家cech和altman发现了核酶,核酶是指由rna组成的酶,能够序列特异性地抑制靶mrna。近年来,核酶在抑制癌基因的表达[4]、增强肿瘤对药物的敏感性及抑制肿瘤血管的生成等方面的应用得到了广泛的研究。

1.4自杀基因疗法

自杀基因疗法是恶性肿瘤基因治疗领域最有希望的方法之一,已广泛用于各种恶性肿瘤的基础研究和临床试验性治疗。它是用药物敏感基因转染肿瘤细胞,其基因表达的产物可以将无毒性的药物前体转化为有毒性的药物,影响细胞的dna合成,从而引起该肿瘤细胞的死亡。

2基因治疗存在的问题

2.1基因治疗的社会和伦理问题

基因治疗不仅仅是一种医疗方法,它还涉及很多其他问题。因为当人们试图“纠正”人类自身“不正常”的基因时,这种纠正的后果是无法预料的。由于人类的遗传信息非常复杂,转基因也可能带来不可预料的后果,没有人能保证这种基因结构的改变绝对不会造成人类某一未知功能的缺失。另外,当人们试图把基因治疗引入生殖细胞时,又涉及后代基因结构的改变问题,且改变将直接影响这个“未来人”,这是一个很难解决的伦理问题。

2.2基因治疗的技术问题

目前,基因治疗的对象是单基因的缺陷,但许多疾病涉及多个基因之间复杂的调控和表达关系。对这类疾病的基因治疗难度很大,因为向细胞中导入多个基因后,使几个基因之间能保持正常的调控关系几乎是不可能的。即使是单基因缺陷症,使导入细胞的基因能正常表达也是一个较复杂的问题。将基因导入细胞后,其表达量的多少是直接影响能否达到治疗的目的和有无副作用的关键。但这个问题将会在人类基因组计划完成的基础上,对人类后基因组计划的开展,弄清了人类基因之间复杂的调控联系后而最终得到解决。只有这样,才能在基因治疗中尽量做到使导入的基因处于正确的调控下,取得治疗效果,消除副作用。

3展望

以基因转移为基础的基因治疗要在临床上很好地应用,还有待理论和各种技术的进一步发展。过去20~30年基因治疗的发展已取得了巨大成就,已被看成是对先天和后天基因疾病的潜在有效的治疗方法,不过其依然存在缺少高效的传递系统、缺少持续稳定的表达和宿主产生免疫反应等问题。今后基因治疗研究将向2个方向发展:一是基础研究更加深入,以解决在临床应用中遇到的一些困难及基因治疗本身需要解决的一些难点;二是临床试用项目增多,实施方案更加优化,判断标准更加客观,评价效果更加精确。总之,随着分子生物学、分子遗传学以及临床医学的发展,基因治疗也会不断发展,日趋成熟,很多难题会得到解决,并在临床上得到广泛应用。整理

4参考文献

[1] 李立家,肖庚富.基因工程[m].北京:科学出版社,2004.

[2] anderson w.human genetherapy[j].nature,1998(392):25.

第11篇

【关键词】 精神分裂症；强迫症状；病因学；临床表现

近10年来，国内外对精神分裂症患者强迫症状的研究较多，为了解其系统研究的现状，作者对其发生率、病因学、临床表现及治疗进行了简要综述。

1 OCSS的概念

Obsessive是指反复出现的观点、思想、冲动、意象；Compulsive是指反复出现的、有目的的、有意识的动作行为。在美国的精神病诊断系统中将Obsessive和Compulsive统称为强迫症状（OCS）。OCS在强迫症（OCD）及精神分裂症、抑郁症、焦虑症等疾病中的发生率较高。本文主要介绍精神分裂症的强迫症状（obsessivecompulsive symptoms in schizophrenia， OCSS）。

2 OCSS的发生率

国内OCSS的发生率为1.7%～13.2%。唐瑞春［1］报道3595例住院精神分裂症患者中61例（1.7%）有强迫症状；刘建勋等［2］报道3.9%的精神分裂症患者有强迫症状；李晓菊［3］报道5.3%的住院精神分裂症患者有强迫症状；刘红等［4］发现13.2%的儿童精神分裂症患者有明显的强迫症状；国外报道［5］ OCSS的发生率为13%～40%。说明强迫症状是精神分裂症的常见症状之一。

3 OCSS的可能病因学

3.1 强迫症状与脑结构异常改变 早在1992年YaLe大学的Woods［6］对以强迫症状为主要表现的精神分裂症患者进行的大脑血流影响学研究发现，患者的大脑基底节前扣带回、前额叶皮质的结构和功能异常。1999年美国加洲San Tose脑研究中心的Joseph［7］把有强迫症状的精神分裂症和无强迫症状的精神分裂症分成两组，对照性的研究其脑结构和脑功能，发现有强迫症状的精神分裂症患者的脑结构的改变明显，其基底节、纹状体、前额叶的功能明显障碍。

3.2 强迫症状与高香草酸 1994年Oades［8］研究发现，以强迫症状为主要表现的精神分裂症患者尿中高香草酸（HAV）的浓度增高。HAV为脑中多巴胺（DA）的代谢产物，HAV的浓度增高说明脑中的DA浓度及活性增高。Oades同时还发现患者血清5羟色胺（5HT）的浓度明显增高，说明患者脑内DA与5HT功能亢进。1995年Toren P等［9］ 提出OCSS的产生可能与5HT功能低下或失调有关。2000年徐贵云等［10］提出OCSS的产生可能与5HT和DA功能失调有关。但是，OCSS与5HT和DA的确切关系，有待进一步研究。

3.3 强迫症状与分子遗传学 1999年Bengel［11］从分子遗传学方面研究了强迫症患者和正常对照组5HT转运子（5HTT）5′端调节区域多态性，结果发现强迫症患者5HTT的等位基因I与对照组存在明显差异（46.7%/32.3%，χ2=5.19，P

4 OCSS的临床表现

OCSS的强迫思维内容荒谬，这与精神分裂症的病态思维相关。患者无焦虑、痛苦及求治愿望，自知力不全。而强迫症的强迫症状内容接近现实，不荒谬，患者十分痛苦，自知力完整，治疗要求迫切。下面，我们通过表1，表2来说明OCSS表现。

表1 61例OCSS表现［1］（略）

5 OCSS的治疗

近几年的研究倾向于应用抗精神病药物合并抗强迫症药物治疗OCSS。其理由为抗强迫症药物可直接减轻强迫症状，同时可增强抗精神病药物的血药浓度［12］。Reznik I等［13］将30例存在OCSS的精神分裂症患者随机分为两组，一组给予安定药物加氟伏沙明，另一组给予安定类药物。治疗8 w后氟伏沙明组PANSS总分减少34.3%，YBOCS评分减少29.4%，两组疗效比较差异有显著性。徐贵云等［14］将75例合并OCSS的患者分为利培酮合并安慰剂组（对照组）与利培酮合并氯丙咪嗪组（实验组）进行治疗，发现对照组总有效率为82.9%，显效率为68.6%；实验组总有效率为93.7%，显效率为89.2%。两组比较差异有显著(P

对于药物治疗无效的强迫症患者实施神经外科治疗可能更为有效。而内囊毁损术治疗难治性强迫症已有30年的历史，有报道显示［16］，其总有效率可达55%～78%。内囊毁损术主要是通过干扰额叶丘脑通路或破坏眶额皮质，恢复眶额丘脑间连接系统、额叶尾状核苍白球丘脑系统之间的平衡而达到治疗目的。那么是否可以应用内囊毁损术治疗经药物治疗无效的OCSS哪？

6 结语

OCSS在精神分裂症中较常见，此类患者的大脑基底节、纹状体及前额叶的结构与功能均有明显障碍，其病理过程的产生可能与5HT及DA功能失调有关，但目前还不十分明确。那么是否可通过尝试研究5HTT基因的异常来探索OCSS的发病机制哪？应用抗精神病药物合并氯丙咪嗪或SSRI类抗抑郁剂治疗效果较好，但对经药物治疗无效的患者，是否可以尝试神经外科手段治疗，还有待进一步的探讨。

参考文献

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第12篇

摘要:

灯刷染色体是存在于除哺乳动物以外几乎所有动物雌配子减数分裂第一次分裂双线期的一种暂时性巨大转录体，因状如灯刷而得名，但在细胞遗传学三大经典染色体研究中关注度最低。它是研究减数分裂时期染色体的结构、组织形式、转录和转录过程的好材料。本文一方面对以上研究及形成机制作一简要综述，另一方面探讨灯刷染色体可能的作用，也即从已有文献表明卵细胞核的灯刷染色体或多倍化为相关生物胚胎发育提供足够的转录产物。最后探讨将其作为一个案例用于遗传学教学的可能性，以激发学生学习遗传学的兴趣。

关键词:

遗传学；细胞遗传学；灯刷染色体；研究进展；遗传学教学

遗传学是生命科学领域中一门兼具理论性和实验性的基础性学科之一，从遗传学发展史上可以清楚地看到一系列经典的研究案例对遗传学的发展起到巨大的推动作用[1]，赋予遗传学新的内容，使遗传学理论不断地完善和提高，从而在更高水平指导遗传学的发展。例如果蝇和豌豆因其丰富的表型在性状遗传研究上成为经典研究案例，奠定了遗传学的初创和发展；唾腺染色体和灯刷染色体因其形体的巨大性和特异的细胞结构，促进了细胞遗传学的发展；以噬菌体为材料促进了生化和分子遗传学的发展；以大肠杆菌为材料的研究揭示了原核表达调控的机制；以拟南芥和水稻为材料解析了植物基因组的特点并促进了植物功能基因组学的研究[2,3]。这些案例还有很多，限于篇幅不一一枚举。不过，关于遗传学发展史上经典案例的研究和关注并不平衡。例如在细胞遗传学三大经典染色体的研究中，关于唾腺染色体和巴氏小体的研究很多，而灯刷染色体(Lampbrushchromosomes,LBCs)的关注度较低。尽管LBCs因拥有数以万计的正在转录的单位而具有了结构的巨大性，但在过去的130多年中公开发表的文献仅有350多篇（projects.exeter.ac.uk/lampbrush）。究其原因可能有四点：一是分离LBCs技术难度较大；二是所使用的仪器是显微镜，而不是时髦的微量移液器，导致学生的兴趣不足；三是可用分离该染色体的典型材料不易取得，多数动物材料都是各国重点保护的动物；四是可能由于偏重理论研究，无法取得足够的经费支持[4]。尽管如此，LBCs的研究仍然取得了令人兴奋的成绩，本文拟沿着LBCs研究的踪迹，比较系统地综述相关生物卵细胞减数分裂第一次分裂双线期染色体的结构、组织形式以及转录等相关知识。最后探讨将这一被忽视的“明星染色体”案例介绍给学生，以期引导学生对LBCs研究的重视，激发他们学习和研究遗传学的热情。

1灯刷染色体的研究进展

1882年，Flemming首先在蝾螈（Notophthalmusviridescens）的卵母细胞中发现了这种结构[5]，十年之后，Rückert(1892)在狗鲨（Chiloscylliumpunctatum）卵母细胞中再次发现了Flemming所描述的结构，因为其形如19世纪的灯刷或20世纪的试管刷而命名为灯刷染色体[6]。典型的LBCs实质上是存在于除哺乳动物以外几乎所有动物（在两栖类、鸟类和昆虫类都有很好的研究）雌配子减数分裂第一次分裂双线期的一种暂时性巨大转录体,大小可以达到5~6mm。细胞核中每个LBCs是二价体（一对同源染色体），核中有几个二价体就有几个LBCs，每个二价体包含四条染色单体，同源染色体通过交叉（Chiasmata）相连。它们具有独特的染色粒—侧环（Chromomere–lateralloop）结构：染色粒串联形成单体的主轴，是遗传惰性区；显著的侧环结构则为转录活性区，包括了成千上万的活性转录单元[7]。随着转录的进展，RNA链不断延长，外形呈“圣诞树”样结构。除了在以上动物的卵细胞中发现LBCs外，在果蝇细胞Y染色体和植物中也有发现，比如在单细胞藻类（Acetabularia）中发现有典型的LBCs结构[8]，其它所报道的植物LBCs不具有典型结构，只是一条较长的染色体，周围有绒毛状的结构。由于LBCs在普通光学显微镜下可以看到，因而它是研究基因组结构和功能的极为理想的实验材料[9]。

1.1灯刷染色体的基本结构和细胞图在普通光学显微镜下，在外观上看每一个典型的LBCs两个同源染色体依靠几个交叉相连，它们分别由无数致密的染色质颗粒或染色粒串成线状，这些颗粒之间有染色质丝相连，在每一颗粒或染色粒处产生1到数个成对的侧环，这就构成了所谓LBCs上的“刷毛”[10]。这些环之所以成对出现是由于姐妹染色单体之间没有任何联系造成的。利用扫描电镜或电镜技术结合免疫技术对来自不同物种的LBCs进行观察，发现侧环是以纤细的染色质为轴，上面覆盖了无数的核糖白（Ribonucleoprotein，RNP）颗粒。由于RNP颗粒相互聚集和沿侧环轴向的卷曲会将正常状态的侧环一步一步装配形成小颗粒、颗粒球和紧密块状物等更高级的侧环结构[11]，因而形成了光学显微镜下可见的巨大染色体。染色粒和连接它们的染色质丝构成了LBCs的轴，轴上最显著的特点就是染色粒–侧环结构，某些有明显特征的侧环往往成为鉴定染色体特异性的界标（Landmark），比如在两栖类中，几乎大部分灯刷染色体都有巨大的侧环，只是位置不同，所以可以区分不同的染色体；另一类是有特异结构的侧环，分为高密度侧环和块状侧环，也存在于很多染色体不同位置中。轴上除了染色粒和侧环外，还有着丝粒、端粒、球体等结构。这些结构常常出现在特定染色体的固定部位，成为鉴别各条染色体的界标[11]。染色粒(Chromomere)是LBCs轴的主要成分。在配对的同源染色体中，染色体轴上染色粒的数目和分布大体相同，但形状不很规则。在最初形成的LBCs上，单体灯刷染色体染色粒的数目可以达到5000个以上，在光镜下染色粒大小从不可见到可见的1µm。据估算，一个有尾目的两栖动物LBCs的染色粒所包含的碱基数目约5~10Mb，而侧环中仅有50~150kb的DNA[10]。染色粒的数目和大小与物种和减数分裂的推进有关，也随侧环转录活性而变化。随着减数分裂的推进，染色粒逐渐变大，数目减少。在早期的LBCs中侧环转录活性高，这时染色粒小，数目多；随着双线期的推进，侧环因转录活性下降而回缩，染色粒彼此融合最终成一条正常的分裂期染色体[12]。侧环(Lateralloop)是DNA活跃转录的区域，仅占整个LBCsDNA总量的0.2%~0.4%，其与染色粒的边界序列有无特异性现在尚不清楚[10]。在两栖类中，它们的长度与C值呈正相关，平均长度为10~15µm，长的可达200~300µm，这些长的侧环具有染色体的特异性。多数侧环上只有一个转录单位，转录方向可以相同或相反，利用转录抑制子的研究发现，这些转录多数由RNApolII启动。侧环的产生并不同步，某些侧环能贯穿LBCs整个发育期；有些仅在个别时期产生，失去转录活性后回缩到染色粒中。激素处理也能影响侧环的伸展和回缩，这点与果蝇的唾腺染色体的蓬突结构类似，其发生机制和意义有待进一步的研究。由于转录产物的种类、数量和堆积状态不同，在某些染色体轴的特定部位可以形成不同类型的侧环，这成为区分不同LBCs的重要界标[13]。LBCs的着丝粒（Centromere）有二种形态：一种是在某些两栖类中称为着丝粒颗粒，在鸟类中则为蛋白体（Proteinbody）,其大小形态与前后染色粒不易区分，另一种主要在两栖类发现，着丝粒和其两侧相邻的染色粒彼此融合而成染色粒棒（Chromomerebar）。先前的报道表明着丝粒颗粒和染色粒棒上均无侧环，最近的报道称某些鸟类的蛋白体有短的侧环产生[14]。关于端粒（Telomere）的观察主要来自鸟类，在姐妹染色单体的末端分别形成端粒环（由染色单体的末端插入邻近的染色粒所致），通常情况下，端粒环是开放的，也存在一个插入一个开放的形式，其大小和长度具种的特性。两侧无侧环，鸡的端粒环含有2个转录单元[15]，关于LBCs着丝粒和端粒可以转录在欧洲水蛙中也得到证实，一些串联重复序列可以在该类结构中大量转录[7]。球体（Sphereorganelles）是LBCs上另一个重要标志，有染色体的特异性，相当于一般染色体的次级缢痕。其直径一般2~10µm，一般包含2~4个[10]。以上这些结构由于在序列组成、位置、结合蛋白以及形成的高级结构上具有染色体或种的差异，结合LBCs的长度差异，现在已经绘出了多种两栖类和鸟类的LBCs细胞图[7]；利用细菌人工染色体–荧光原位杂交（BAC–FISH）技术绘制了鸡LBCs着丝粒区的精细物理图谱[16]，以上这些工作为利用LBCs进行基因组/杂种鉴定、精细遗传/物理图谱绘制、基因定位、转录和转录机制等研究工作奠定了基础。

1.2灯刷染色体的转录与转录进程研究表明转录主要发生在LBCs的侧环上，大量的新生转录产物和相关蛋白结合，形成了光镜下可见的RNP基质。每个侧环由1~数个转录单位组成，所以LBCs上单个转录单位是可视的，这使得他们成为在结构和分子水平上研究转录及其调控机制的优异材料[17]。侧环的类型因RNP基质的大小和类型可以大致分为正常的大环型、颗粒型、球型和块状（Lumpy），它们都是以30nmRNP颗粒为基础逐渐装配而成，为了探明不同结构的侧环与转录活性的关联，对典型的侧环如球型侧环利用放射自显影、转录抑制子结合大分子扩散分析技术进行RNA合成的分析[17]，结果表明在这类侧环中，存在RNA的合成；侧环的延伸与转录活性相关，活性高的时候，侧环增大，活性降低时，侧环回缩到染色粒中；有的侧环中存在数个不同外形的转录单元，这几个转录单位的转录存在速度的差异。用RNA前体标记物作为探针进行原位杂交试验，与大环和颗粒状的侧环相比，球型侧环标记的速度和强度均较弱，推测不同侧环可能具有相异的转录模式，这个问题有待进一步阐明[18]。已有的报道表明不同侧环的演化存在关联性，这同样也可以看作是转录后的调控。电镜实验证明了这些类型的侧环都是由30nmRNP颗粒组成的；热休克（Thermicshock）实验结果显示在低温处理下，趋于向高级侧环结构发展，而在高温处理下，则趋于向去凝缩方向发展；免疫实验也证明侧环形态的多样性与特异蛋白存在关联。例如在蝾螈的卵细胞中发现一个82kD白，利用单抗进行原位杂交试验表明可以和所有类型的侧环结合，但是并不同步。比如，当球状侧环被强烈标记时，大环和颗粒环不被标记，当标记出现在核质中时，所有类型的环不被标记，该结果初步证明了特异的蛋白与侧环的结构演变存在关联[18]。

来自鸟类的实验表明，侧环中一个转录单位约长1~40µm，这些被转录的基因包括了编码基因和非编码基因。一个令人吃惊的事实是一些持家基因在LBCs的转录是被抑制的，比如在鸟类中编码18S、5.8S和28S的基因簇是没有活性的，但散布的该类基因仍然可以被RNApolII转录而不是polI[19]。迄今为止，在两栖类和鸟类LBCs的研究中，发现仅有少数单拷贝基因在此时转录。比如在两栖类LBCs中，已经证实细胞角蛋白（Cytokeratin）、核仁蛋白NO38/B23、c–myc和Eg1是转录的，并发现了它们的转录产物向核质转移[20]。基于DNA/RNA杂交技术的染色体涂抹技术（Chromosomepaintingtechnique）使大规模研究LBCs的转录成为可能，利用改良的该技术BAC–FISH发现许多鸟类LBCs单拷贝的基因可能是转录的。但问题是BAC克隆是大片段插入，包含了单拷贝和多拷贝的信息，所以，要验证更多的单拷贝的表达需要进一步的实验。早期的生化实验证明LBCs转录的主要是非编码的串联重复序列[21]，进一步的调查是利用原位杂交实验证明两栖类LBCs转录的主要是一些微卫星序列。值得注意的是来自鸟类的研究结果，如果出现在侧环中的一个微卫星序列是转录的，那么侧环临近的染色粒里面的同类微卫星串联簇是不表达的，这个结果表明存在一种未知的调控机制启动LBCs侧环中微卫星DNA的转录[19]。来自热带爪蟾的研究发现卵母细胞中还储存大量来自LBCs转录子的稳定内含子（StableintronicsequenceRNA），这些内含子一直到囊胚期都可以检测到，说明在胚胎发育的早期可能发挥重要作用[22]。关于侧环上转录调控机制的研究，早期提出了“通读假说”（Read–throughhy-pothesis）[23]，该假说认为侧环上转录起始于结构基因的启动子序列，到了该基因的终止序列后并不停留，而是继续转录下面的非编码序列，现代遗传学的研究结果否认了该假说。结合基因组和细胞学的证据表明位于鸡LBCs侧环微卫星序列中的反转录转座子长末端重复序列（LTR）启动了微卫星序列的转录，这得到了很多来自两栖类实验的证明。如果这个机制是正确的，侧环的平均长度应该与活跃的LTR启动子的数量呈负相关，这是今后需要阐明的问题之一。初生的转录产物被与RNA成熟相关的蛋白包被，成为附着于侧环上的RNP基质，这种独特的结构为在活体条件下研究侧环转录产物的处理和机制提供了平台。来自生化的证据表明，鸟类LBCs侧环中多数RNP基质含有与RNA成熟相关的组件，如snRNPs、SC35、hnRNP和3’末端处理相关因子。有些RNP基质中没有发现snRNPs组件，这可能是由于在相应的微卫星转录产物中缺少典型的剪切位点所致[19]。

1.3灯刷染色体的作用自从发现LBCs后科学家一直试图理解发生在侧环上大量且有点随意转录的意义，很多人认为这种转录或多或少是没有意义的[20]。Davidson于1986年提出了另一个假说[24]，他认为发生在LBCs上的转录为将来卵母细胞的成熟和胚胎发育提供必要的转录产物，这一假说越来越为科学家重视。可能存在这种情况，LBCs上的转录产物在核膜破裂前是隔离的，当核膜解体后进入了转录后的切割程序，形成两类成熟的编码和非编码RNA分子，这种现象在Masi和Johnson研究LBCs组蛋白的转录过程上所证实[25]。据此推测，成熟编码蛋白质RNA分子可以用于在胚胎基因组启动表达之前，早期胚胎发育所必需蛋白质的合成。至于大量的非编码微卫星序列的命运可以用现代分子生物学的信息来解释。在后生动物中，编码微卫星序列的DNA可以转录形成dsRNA前体，成熟后产生siRNA，这些siRNA是形成组成型异染色质所必需的。那么，可以推测，在拥有LBCs的动物中，非编码微卫星序列的转录产物同样可以dsRNA前体形式储存在卵细胞中，为早期胚胎发育提供siRNA以便维持异染色质的稳定，这种假设的前提是要探明微卫星RNA产物能否出现在受精之后胚胎发育的过程中[19]。值得注意的是拥有典型LBCs的生物胚胎发育过程大部分时间是离体发育，这与胎生的哺乳动物在发育环境上存在巨大差异，因此，在这类生物中LBCs转录与离体后胚胎发育过程是否存在更密切的关联性是值得深入探讨的。1.4灯刷染色体的表观遗传修饰与染色质重塑通过对两栖类和鸟类灯刷染色体的深入研究，我们基本了解了其整体表观遗传的状态。来自两栖类的研究发现这类染色体中包括染色粒和侧环不但缺少组蛋白H1，而且组蛋白H4都呈高度乙酰化状态，这是典型基因组DNA转录活化的特点，实验证明，乙酰化和甲基化修饰组蛋白的尾部都会导致侧环相应状态的改变[19]。关于对LBCs表观遗传修饰的理解一个典型的例子是来自于对6种鸟类卵母细胞LBCsZW的研究[26]。鸟类卵母细胞中性染色体ZW是一个仅通过着丝粒处相连的不对称二价体，Z染色体具有正常的LBCs形态，而富含重复序列的W则仅形成几个较大的染色粒，含有少量的侧环。进一步的研究发现W染色体具备了惰性染色体的特点，比如缺少乙酰化组蛋白H4，富含组蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，几个大的染色粒都含有大量的异染色质蛋白1。这些因素共同导致了W染色体在鸟类卵母细胞的发育中高度凝缩的状态[19]。

尽管现在从整体上对LBCs的表观修饰有了一定的理解，但对该类染色体的“建立–维持–再凝缩”的机制了解很少。一个重要的事实是在两栖类和鸟类的LBCs上，不但缺少组蛋白H1，而且也未见参与减数分裂染色质凝缩的拓朴异构酶II。另外一个在维持LBCs形态方面发挥重要作用的蛋白是染色体结构维持（Structuralmaintenanceofchromosomes，SMC）蛋白家族，它们参与了黏连（Cohesin）复合体和凝缩（Condensin）复合体的形成。电镜结合免疫试验证明黏连复合体主要出现在姐妹染色单体两条染色质丝形成的轴上，后者主要在染色粒上发现。这说明，这两种复合体可能对维持LBCs的染色粒–侧环结构发挥重要作用[27]。最新的关于LBCs重建的实验来自将人类的注射进两栖类动物非洲爪蟾的卵母细胞中，结果发现染色体形成了典型的LBCs结构，这一方面说明了两栖类动物卵母细胞中含有重塑哺乳动物非活性染色体的所有因素，另一方面也说明哺乳动物卵母细胞染色体的失活并不是永久的遗传或表观遗传机制造成的。这个实验为进一步鉴定染色质重塑相关的顺式和反式作用因子以及解析其机制提供了研究材料[9]。

2灯刷染色体应用于遗传学教学的现状与思考

对于遗传学内容的传授离不开优秀的案例，生命科学的飞速发展也使得这些案例的内涵得到了丰富和扩展。以优秀案例开展遗传学教学工作可以将复杂的遗传学知识形象化和简单化，便于教师的讲授和学生的理解与记忆[3]，同样也可以使枯燥的遗传学学习变得妙趣横生。LBCs就是遗传学的一个优秀经典的案例，但在遗传学教学中出镜偏低。在作者教学所使用戴灼华等编写的《遗传学》课本中，以LBCs为案例介绍的内容很少[28]，仅在第二版第二章《遗传的细胞学基础》中，作为一种特殊染色体形态进行了简单介绍，一句“LBCs是在光学显微镜下直接观察并识别特殊位置上的单个基因转录活性极为理想的材料”让学生对该案例充满了遐想和期待，但本书后面的遗传学内容均没有发现该案例的身影，因此发掘和使用LBCs案例应用于遗传教学有十分重要的意义。

2.1灯刷染色体在遗传学教学中的拓展以LBCs为案例进行相关遗传学内容教学，我们应首先根据高校遗传学的培养目的和教学目标，在学生掌握了一定的细胞、生化和遗传知识的基础上，结合遗传学的进度逐步有序地加以介绍。在我所教授的遗传学课本中LBCs是作为一类特殊的染色体介绍给学生的，除了介绍了一点关于LBCs的发现和特点外，缺少更加详细的资料。正是由于其可视性的特点，学生除了可以容易的掌握其特殊染色体的特点外，也可以掌握一般染色体具有的特点。其实，随着研究的深入，其涵盖的遗传学知识也越来越多，形成和维持该特殊染色体的原因也越来越清楚。我们在教学过程中是这样介绍的：关于LBCs结构的认识是随着相关技术的发展而不断深入的。19世纪末发现LBCs并不偶然，那时的科学家用光学显微镜寻找适合的染色体材料去研究减数分裂和有丝分裂；随着时代的发展，科学家发现LBCs丰富而富有特色的结构适合细胞图的绘制；电镜和扫描电镜的发明更推动了LBCs结构和染色体组织的认识，知道了更细微结构的形态，比如对侧环结构的认识，发现了侧环结构的复杂性；免疫学和电镜技术的结合，使科学家认识到侧环是由最基本的单位RNP颗粒组成的，经过一步步的装配和折叠形成了不同外形特点的侧环；分子技术、免疫技术和电镜技术的综合运用，使人们认识到侧环白体中RNA主要是微卫星序列的转录产物，但也有少量单拷贝的编码序列RNA。由此引导同学们思考：既然LBCs的RNP基质中主要是编码非编码序列微卫星的RNA，它的作用究竟是什么呢？如果同学们已经知道了微卫星序列最终编码的siRNA参与了异染色质的形成和维持的话，自然会想到在LBCs“再凝缩”阶段可能会发挥作用。关于适合进行细胞图的绘制也可以根据技术的发展逐渐深入：在仅有光学显微镜的早期，只能根据大的界标如侧环、染色粒、着丝粒、端粒等进行简单的作图，用于区分不同的染色体、基因组甚至杂种；随着电镜技术的发展，对LBCs结构认识更加细致，可以绘制更加精细的细胞图；随着染色体涂抹技术的发展，可以将DN段定位到LBCs不同结构中，绘制更加实用的物理图，这将为进行全基因组测序更加全面的认识基因组特点奠定基础。关于LBCs形成和维持原因的介绍可以使学生理解和掌握染色质重塑方面的知识。早期在只有光学显微镜的条件下对它的认识一筹莫展，只能提出假说；但随着免疫技术和分子生物学技术的运用，才认识到存在一些事实：LBCs中组蛋白H1缺失，H4高度乙酰化，染色粒处富含组蛋白H3K9和H3K27的二甲基化，鸟类W染色体几个大的染色粒都含有大量的异染色质蛋白1等等。其实这离完全了解其产生机制还有很远的距离。为了让学生直观地掌握转录相关知识，也可以引入LBCs的相关内容。由于单个转录单位可视性的特点，所以可以直观容易地了解单个转录单位的结构、组成、长度、速率和分子互作等方面的知识。为了学生更容易地理解LBCs相关的遗传学知识，开设LBCs分离和鉴定实验是值得考虑的教学内容。现在国内常用的遗传学实验教材没有这个实验，国外也少有开展。我校生命学院关于该实验正在筹划中，所以待有了一定的进展后再向同仁汇报。更加详细的实验程序可以参照相关网站的内容。

第13篇

骨髓细胞形态学检查是一门具有百年悠久历史的血液病诊断技术，一百多年来一直都是使用瑞氏及其先驱者发明的涂片染色法，它是血液病理学重要的诊断工具。因为其制片的过程容易简单，能快速的对样品做出初步检查，即使在血液病检测手段与日俱进的今天，传统的骨髓细胞形态学检查仍然具有独一无二的魅力，它为现代血液病理诊断的发展奠定了基础。本文通过骨髓细胞形态学检查对其本身的不断完善进步，并结合其他现代血液病诊断技术，在MICM方法上对各种白血病的发病机理的研究现状作一综述。

一、血细胞的生成，发育规律及正常形态学特征

(一) 血细胞的生成

目前认为，所有血细胞均起源于共同的造血干细胞。造血干细胞是造血组织中一类目前尚无形态学特征描述的功能细胞。其功能特点为：①具有高度自我更新的能力；②具有多向分化的能力。

血细胞的生成过程可划分为三个连续的阶段，即造血干细胞，造血祖细胞和形态学上可辨认的各系原始幼稚细胞阶段，然后进一步成熟为具有特定功能的各系血细胞。

(二) 血细胞发育过程中形态学演变的一般规律

1、细胞大小及外形

(1)大小：从原始细胞到成熟细胞，胞体由大逐渐变小。但巨核细胞则与此相反。

(2)外形：红细胞系始终呈圆形，粒细胞和淋巴细胞系保持圆形或椭圆形不变；单核细胞系和巨核细胞系则均由圆形或椭圆形变为不规则形。

2、核质比例(N/C)胞核逐渐缩小(巨核细胞例外)，胞质量逐渐增多，由核大质少变为核小质多。

3、细胞核

(1) 大小：由大变小，巨核细胞的胞核则由小明显变大。

(2) 核形：幼红细胞胞核始终呈圆形，核逐渐缩小，核染质固缩，最后脱核而消失，成熟红细胞无细胞核；粒细胞系原始及早幼粒细胞阶段呈圆形或椭圆形，随着细胞成熟，胞核的一侧逐渐凹陷，最后形成分叶状。

(3)核位置：居中，常偏位，侧这边。

(4)核染色质：结构由细致疏松逐渐凝集变为紧密粗糙，着色则由浅变深。

(5)核膜：由不明显到明显。

(6)核仁：由清晰可见到消失。

4、细胞质

(1)胞质量：一般由少逐渐增多，淋巴细胞例外。

(2)着色。

(3)颗粒：多从无到有，从非特异性颗粒到特异性颗粒。

(4)空泡：正常情况下，浆细胞胞质中可见小空泡，其他细胞系列中一般无空泡，出现空泡多由于细胞退行性变。

二、常见血液病的形态学特征[1]

(一) 贫血

1.缺铁性贫血 是因体内贮存铁缺乏而使血红蛋白合成不足所致。

【血象】

(1)红细胞，血红蛋白均减少，以血红蛋白减少更为明显。

(2)轻度贫血时成熟红细胞的形态无明显异常。中度以上贫血才显示小细胞低色素性特征，红细胞体积减小，淡染，中央苍白区扩大。

(3)网织红细胞轻度增多或正常。

(4)白细胞计数和分类计数，以及血小板计数一般正常。

【骨髓象】

(1)骨髓增生明显活跃。

(2)红细胞系统增生活跃。

(3)贫血早期程度较轻时，幼红细胞形态无明显异常。中度以上贫血时，幼红细胞内血红蛋白合成不足，细胞体积减小，胞质量少。

(4)粒细胞系相对减少。

(5)巨核细胞正常。

2、再生障碍性贫血(AA)简称再障，是由于多种原因所致骨髓造血干细胞减少和(或)功能差异常及造血微环境损伤，导致红细胞，粒细胞和血小板生成减少的一组综合征。

(1)急性期：急性型再生障碍性贫血(AAA)又称重型再障I型(SAA-I)，起病急，发展迅速，常以严重出血和感染为主要表现。

【血象】呈全血细胞减少。①红细胞，血红蛋白显著减少，两者平行性下降，呈正常细胞正常色素性贫血；②网织红细胞明显减少，绝对值

【骨髓象】急性型再障的骨髓损害广泛。①骨髓增生明显减低；②粒、红两系细胞极度减少，淋巴细胞相对增高；③巨核细胞显著减少；④浆细胞分类比值增高。

(2)慢性型：CAA起病和进展缓慢，以贫血和轻度皮肤，粘膜出血症状多见，严重出血和感染少见。

【血象】①红细胞，血红蛋白平行性下降，血红蛋白多为中度或重度减低，呈正常细胞正常色素性贫血。②网织红细胞减少，绝对值低于正常，常小于15×109/L；③白细胞减少，多在(2、0~3、0) ×109/L；④血小板减少，多在(30~50) ×109/L。【骨髓象】慢性型再障的骨髓中可出现一些局灶性代偿性造血灶，故不同部位骨髓穿刺的结果可有一定的差异。①骨髓增生程度多为增生减低；②巨核细胞、粒细胞、红细胞三系细胞均不同程度减少。巨核细胞减少常早期就出现，治疗有效时恢复也最慢，故在诊断上的意义较大。③淋巴细胞相对增多。

如穿刺部位为代偿性造血灶，则骨髓象呈增生活跃，粒系百分率可呈正常或减低，红系细胞百分率增高，但巨核细胞仍显示减少或明显减少。

(二) 白血病

1、急性白血病

【血象】

(1)红细胞及血红蛋白中度或重度减少，呈正常细胞正常色素性贫血。

(2)白细胞计数不定：白细胞数增多者，多在(10~50) ×109/L之间，也有白血病计数在正常范围或减少。白细胞分类计数可见一定数量的白血病性原始或幼稚细胞，所占百分率不定。

(3)血小板计数常减少。

【骨髓象】

(1)骨髓增生在极盛期明显活跃或极度活跃，但在疾病过程中会出现岛状增生，非均一性增生，局部增生(混杂性浸润)及间质变，再障样变等多种变化需要通过骨髓活检来鉴定。

(2)一系或二系原始细胞明显增多。≥30%ANC(all nucleated cell,所有有核细胞)。

(3)因白血病细胞类型的不同，其他系列血细胞均受抑制而减少。

(4)涂片中分裂型细胞核退化细胞增多。在急诊白血病中，“蓝细胞”较其他类型白血病中多见；在急粒和急单白血病中，可见到Auer小体。

2、慢性白血病

慢性粒细胞白血病：CML为起源于造血干细胞的克隆性增殖性疾病，以粒系细胞增生为主。多见于青壮年，起病缓慢。突出的临床变现为脾明显肿大和粒细胞显著增高。细胞遗传学的特征为具有特异性的Ph染色体。

【血象】①红细胞及血红蛋白早期正常或轻度减少，随病情发展贫血逐渐加重，急变期呈重度贫血。一般为正常细胞正常色素性贫血；②白细胞显著增高为突出表现。疾病早期可在(20~50) ×109/L,多数在(100~300) ×109/L。分类计数粒细胞比例增高，可见各阶段粒细胞，尤以中性晚幼粒细胞为多见，原粒细胞和早幼粒细胞

【骨髓象】①骨髓增生极度活跃；②粒细胞系显著增生，原粒和早幼粒细胞

3、急性骨髓纤维化

急性骨髓纤维化临床进展迅速，脏器浸润轻，外周血常呈全血细胞减少，无泪滴状红细胞，但伴少量原始细胞；骨髓穿刺常呈干抽，骨髓象增生低下，可伴少量原始细胞。

【骨髓活检】骨髓增生极度活跃，红系前体细胞、粒系、巨核三系增生活跃；幼稚细胞簇状及散在分布，幼稚红细胞簇突出，巨核细胞较多，不同大小的均可见，核分叶少；大多数网状纤维增生显著，胶原纤维增生不明显。

4、多毛细胞白血病

外周血及骨髓涂片染色见直径10-15μm、胞浆 淡染有多毛状突起的毛细胞。相差显微镜下多毛突起最明显。外周血单核细胞减少(HCL 亚型时不减少)。骨穿常见干抽。骨髓活检是金标准。

【骨髓活检】毛细胞胞浆丰富、透明(HCL 亚型时嗜碱性)，核圆、椭圆，居中呈“煎蛋样，多无核仁，有的核呈粗块状似成熟浆细胞胞核，有胞核似豆形核。根据毛细胞浸润骨髓程度不同，可呈间质性、大片状或弥漫均匀分布，胞浆丰富，胞核彼此间距宽而类似“铺药片”样或“蜂窝”状是其特征，在骨髓“血湖样”改变不常见。粒、红、巨核三系细胞随毛细胞浸润加重而减少，网状纤维可增多。

5、冒烟型白血病

冒烟型白血病涂片检测可为阴性，仅表现为骨髓活检阳性。骨髓活检：见体积大，有异型的成片的幼稚细胞。由于成片存在，极易误诊为转移性肿瘤。这种早期白血病的诊断需要非常谨慎，必须结合相关特异性免疫标记，才可做出诊断。否则其诊断仅可作为参考，不能认为是最后诊断，更不能作为治疗依据。

三、骨髓检查的新进展：

1、骨髓活检是用一种环钻(trephine)切取骨髓作活组织检查，可观察骨髓完整的组织结构，真实反映骨髓局部的增生情况，发现局灶性坏死等。而抽吸取样破坏了骨髓原来的结构并被血液稀释，故骨髓活检被认为是观察骨髓各细胞系列比例和增生情况的金标准。

2、细胞免疫表型分析即细胞分化抗原簇(CD)分析。用各种荧光染料标记的抗CD单克隆抗体与流式细胞术结合，鉴定包括造血干细胞、各种淋巴细胞、髓系细胞、单核细胞、巨核细胞等的CD表型。目前在血液细胞学分析，特别是淋巴瘤和白血病分型方面应用越来越广。

3、细胞遗传学分析淋巴瘤，白血病、MDS等恶性血液病，往往有染色体异常。通过直接制片用荧光原位杂交(FISH)技术可以作细胞分裂间期的细胞遗传学分析或通过短期培养，即可进行常规染色体鉴定，目前以FISH和常规染色体鉴定为基础的细胞遗传学已逐步发展为诊断淋巴瘤，白血病乃至多种实体肿瘤的常规诊断手段。

4、分子遗传学分析从基因(DNA或RNA)水平研究和诊断血液系统疾病[2]，是当前热点，例如由于9号和22号染色体易位t(9:22)形成的，在慢粒白血病常见的Ph染色体，以往多用染色体分析法鉴定，后来发现这种易位形成了一个新的融合基因bcr-abl，从而可用基因探针技术或PCR进行定性和定量分析。

5、直接查找微生物如黑热病的利-杜体、弓形虫等。近年来，由于临床免疫抑制剂的大量使用和艾滋病的发生率增高，许多以往很少见的微生物如鸟分枝杆菌、组织胞浆菌(Histoplasma)等。这些病原微生物的检测近来多利用包括分子生物学技术在内的先进实验室检验技术进行，但也常可在骨碎片中找到。

随着时展，骨髓检查的内容愈加丰富，技术手段也越来越多。现代的骨髓检查已从早期单纯的细胞涂片发展到以细胞形态学和组织形态学为基础结合细胞化学、免疫组织化学、流式细胞分析，细胞遗传学和分子生物学、超微结构分析等诸多方面的综合诊断学。常规的形态学检查也逐步规范化。

参考文献

第14篇

关键词：人类基因组 基因克隆 基因组学 结构基因组 功能基因组

人类基因组计划（human genome project,HGP）是由美国科学家、诺贝尔奖获得者Renato dulbecco于1986年在杂志《Science》上发表的文章中率先提出的，旨在阐明人类基因组脱氧核糖核酸（DNA）3×109核苷酸的序列，阐明所有人类基因并确定其在染色体的位置，从而破译人类全部遗传信息。美国于1990年正式启动人类基因组计划，估计到2003年完成人类基因组全部序列测定。欧共体、日本、加拿大、巴西、印度、中国也相继提出了各自的基因组研究计划[1]。由于各国政府和科学家的共同努力，HGP目前已在为全球范围的合作项目；随着数理化、信息、材料等学科的渗透和工业化管理模式的引进，HGP已真正成为生命科学领域的科学工程，基因组（genomics）作为一门新兴学科也应运而生。

与此同时，科学界也在思索人类基因组计划完成后的下一步工作，因此就有了“后基因组计划”（post-genome project）的提法。大多数科学家认为原定于2003年所完成的人类基因组计划只是一个以测序为主的结构基因组学（structural genomics）研究，而所谓的“后基因组计划”应该是对基因功能的研究，即所谓的功能基因组学（functional genomics）。此外，一些新的概念如：“蛋白质组（proteome）”、“环境基因组学（environmental genomics）”和“肿瘤基因组解剖学计划（cancer genome anatomy project,CGAP）”等等也在不断向外延伸。

一、结构基因组学

（一）人类基因组作图

人类基因组作图根据使用的标记和手段不同，初期的作图有二种：一是通过计算连锁的遗传标记之间重组频率而确定它们相对距离的遗传连锁图，一般用厘摩（cM）来表示；二是确定各遗传标记之间物理距离的物理图，一般用碱基（bp）或千碱基（kb）或兆碱基（Mb）来表示。1cM的遗传距离大致上相当于1Mb的物理距离。随着研究工作的进展，遗传图和物理图逐渐发生整合，在此基础上大量引入基因标记，从而形成了新一代的转录图[1]。

1.遗传连锁图 遗传连锁图（genetic map）绘制需要遗传标记，早期的遗传标记主要为生化标记，20世纪80年代中期以限制性片段长度多态性（RFLP）、串联重复序列拷贝多态性和小卫星重复顺序等遗传标记为主，这类标记的数量较少，信息也较低；20世纪80年代后期发展的短串联重复序列（short tandem repeat,STR）也称微卫星（microsatellite,MS）标记，主要为二核苷酸重复序列，如：（CA）n，它们在染色体上分布较均匀，信息含量明显高于RFLP，因而成为遗传连锁分析极为有用的标记；近年来，单个碱基的多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）标记又被大量使用，其意义已超出了遗传作图的范围，而成为研究基因组多样性和识别、定位疾病相关基因的一种新标记。

2.物理图 物理图（physical map）包含了两层意义，一是获得分布于整个基因组的30000个序列标签位点（sequence tagged site,STS），这可使基因组每隔100kb距离就有一个标记；二是在此基础上构建覆盖每条染色体的大片段DNA克隆，如：酵母人工染色体（yeast ar tificial chromosome,YAC）或细菌人工染色体（bacterial artificial chromosome,BAC）、人工附加染色体（human artificial episomal chromosome,HAEC）和人工噬菌体染色体（P1 bacteriophage artificial chromosome,PAC）等连续克隆。这些图谱的制作进一步定位其它基因座提供了详细的框架[2]。

3.转录图 构建转录图的前提条件是获得大量基因转录本即信使核糖核酸（mRNA）的序列，人类基因组中的基因数目约在10万左右，构建转录图首先需要获得人类基因的表达序列标签（expressed sequence tag,EST），以此建立一张人类的转录图，并与遗传图的交叉参照。

4.DNA序列的生物信息学 HGP一开始就与信息高速公路和数据库技术形成了同步发展。迄今，国际上四个大的生物信息中心即美国的国家生物技术信息中心（NCBI）、基因组序列数据库（GSDB）、欧洲分子生物实验室（EMBL）和日本DNA数据库（DDBJ）已经建立和维持了源自数百种生物的互补DNA（cDNA）和基因组DNA序列的大型数据库。这些中心和全球的基因组研究实验室通过网点、电子邮件或者直接与服务器和数据库联系而获得的搜寻系统，使得研究者可以在多种不同的分析系统中对序列数据库提出质询，这些分析包括基因的发现、蛋白质模体的鉴别、调控元件的分析、重复序列的鉴别、相似性的分析、核苷酸组成的分析以及物种间的比较等。

（二）基因组的基本结构和进化

人类基因组研究的目的，不仅为了单纯地积累数据，而且要提示数据中所蕴藏的内在规律[3]，从而更好地认识生命体。近年来，随着模式生物体测序的相继完成和人类基因组测序速度的加快（到1999年12月已宣布完成人类第22号染色体的完全测序），特别是生物信息所提供的强有力的分析和综合手段，使人人能够逐渐透过浩瀚的基因组序列信息，去探索一些更为本质的问题，如：基因组的复杂度与生物进化、基因组编码序列的结构、基因和蛋白家族、基因家族的大小及其进化。

（三）疾病的基因组学

HGP的直接始动因素是要解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题[4]，因此与人类健康密切相关。另一方面，8000多种单基因遗传病和多种大面积危害人群健康的多基因疾病（如：肿瘤、心血管病、代谢性疾病、神经疾病、精神疾病、免疫性疾病）的致病基因和疾病相关基因占人类基因组中相当大的一部分。因此，疾病基因的定位、克隆和鉴定是HGP的核心部分。

20世纪90年代之前，绝大多数人类遗传性疾病的原发生化基础尚不清楚，无法用表型-蛋白质-基因的传统途径进行研究。在HGP的遗传和物理作图带动下，出现了最初被称为“反求遗传”、90年代初又改称为“定位克隆法”的全新思路。该思路的关键内容是：应用细胞遗传学定位和家第连锁分析方法，首先将疾病基因定位于染色体的特定位置，然后通过进一步的遗传和物理作图，使相关区域压缩至1Mb之内，此时即可构建YAC、BAC、PAC、HAEC或粘粒（comid）等克隆重叠样，从中分离基因，并在正常人和患者的DNA中进行结构比较，最终识别出疾病基因。包括囊性纤维化、Huntington舞蹈病、遗传性结肠癌、乳腺癌等一大批重要疾病的基因是通过“定位克隆”发现的，从而为这些疾病的基因诊断和未来的基因治疗奠定了基础。随着人类基因图的日臻完善，一旦某个疾病位点被定位，即可从局部的基因图中遴选出结构、功能相关的基因进行分析，将大大提高疾病基因发现的效率。

目前，人类疾病的基因组学研究，已深入到多基因疾病这一难点。多基因疾病难以用一般的家系遗传连锁分析取得突破，需要在人群和遗传标记的选择、数学模型的建立、统计方法的改进等方面进行不断的探索。

二、功能基因组学

HGP当前的整体发展使功能基因组学提到了议事日程[5]，出现了结构和功能基因组学向功能基因组学过渡、转化的过程。一般认为，在功能基因的组研究中可能的核心科学问题有基因组的多样性和进化规律；基因组的 表达及其调控；模式生物体基因组研究等。

（一）基因组多样性

人类是一个具有多样性的群体，不不同群体和个体在生物学性状以及在对疾病的易感性/抗性上的差别，反映了进化过程中基因组与内、外环境相互作用的结果。开展人类基因组多样性的系统研究，无论是对于了解人类的起源和进化，还是对于医学均会产生重大的影响。各种常见多因素疾病（如：高血压、糖尿病和精神分裂症等）相关基因的研究将成为功能基因组时代的研究热点。除了利用多态性遗传标记进行精细定位这一传统途径，也将采用基因组水平再测序的方法直接识别变异序列，即选取一定数量的受累和未受累个体，对所有疾病相关或候选基因的全序列（或其编码区）进行再测序，准确定位其变异相关标记位点。同样，肿瘤研究也需要对肿瘤相关基因进行大规模的再测序。

（二）识别人类基因的共同变异

已知大多数人类基因的等位基因数量是有限的，常仅有2～3种。形成这种遗传多样性局限性的原因，很有可能是因为现代人类来源于一个相当小的群体，这有助于揭开许多疾病敏感性的奥秘。如：载脂蛋白E基因有三种主要变型（E2、E2和E4），可以解释老年痴呆症和心血管疾病的风险性；血管紧张素原转换酶（ACE）与心血管疾病一定相关性；化学趋化因子受体CKR-5在一定程度上影响对人类免疫缺陷病毒（HIV）的敏感性等。非编码区对评价疾病风险也是重要的，精确定位非编码区变异的方法可以是对调控区域变异的系统性筛查，也可利用精密遗传图在人类群体中识别祖先染色体节段。

三、药物基因组学

基因组多样性也在一定程度上决定了人体对药物的反应，通过对影响药物代谢或效应通路有关基因的编码序列的再测序，有可能提示个体对药物反应差异的遗传学基础，这就是“药物基因组学”（pharmacogenomics）的主要内容[6]；以此作为延伸，提示个体对环境反应差异的遗传学基础的环境基因组学也已露端倪。

四、蛋白质组学

蛋白质组学是要从整体上研究蛋白质及其修饰状态。目前正在发展标准化和自动化的二维蛋白质凝胶电泳的工作体系，包括用一个自动系统来提取人类细胞的蛋白质，继而用色谱仪进行部分分离，再用质谱仪检测二维修饰，如：磷酸化和糖基化。此外，也有人在设计和制作各种蛋白质生物芯片；蛋白质的另一个重要工作内容是建立蛋白质相互作用的系统目录。生物大小即蛋白-蛋白和蛋白-核酸之间的互作构成了生命活动的基础，这些互作有可能以通用的或特殊的“陷井”（如：酵母双杂交系统）加以识别[7]。

总之，基因组学正方兴未艾，其现实意义和深远意义已得到全体人类的共识，预期在不远的将来，人类基因组学将对人类的健康、计划生育、优生优育产生重大影响。

参考文献

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4 Housman D,Ledley fD.Nature Biotech,1998;16:492

5 Hitert P,Boguski m.Science,1997;278:568

第15篇

1 微卫星不稳定(MSI)

1980年Wyman等[2]首先发现了DNA分子中的一个高度多态性位点,其后人们不断发现这一类由一段核苷酸序列多次串连重复所形成的高变区,称为VNTR。VNTR又进一步分为小卫星和微卫星。小卫星的特点是重复单位长度为8到数10个核苷酸,不同的基因座位有不同的结构,但一般都拥有一段共同的核心序列。1981年Miesfeldd等[3]首次发现微卫星DNA,微卫星DNA由2～6个核苷酸组成,常见的有2、3、4核苷酸重复序列,尤以二核苷酸的重复序列(CA/GT)n最为常见。微卫星广泛存在于原核及真核基因组中,约占真核基因组的5% ,多位于编码区附近,也可以位于内含子、启动子、Alu序列中。微卫星DNA数目巨大,人类基因组中约有5×104 个(CA)n重复序列,重复次数一般15～60次,重复单位结构相同,其长度一般小于200 bp。每个特定位点的微卫星DNA均由中间的核心区和的侧翼区2部分构成。核心区含有1个以上称为“重复”的短序列,一般该重复单位的碱基对数目不变,而串连在一起的重复单位数目是随机改变的,如果用一种不切重复单位的限制性内切酶把DNA分子切割成限制性酶,该限制性酶中位于核心区的即是侧翼区[4] 。

近来分子细胞生物学的研究表明,基因的不稳定性是人类癌症多步骤发生过程中最重要的环节,被认为能增加正常突变速率与导致癌基因及抑癌基因的突变。MSI是指在一些遗传性疾病、炎性疾病和恶性肿瘤中,微卫星的串连序列的重复数目常与正常微卫星DNA不同[5]。微卫星DNA序列的改变使其不能正常地发挥调控作用,使细胞的增殖及分化发生异常,由此导致了肿瘤的发生。MSI指基因组中简单重复序列次数的增加或减少,可表现在多种不同的肿瘤中,且仅在肿瘤中出现。说明MSI与细胞的恶性转化有关。目前,微卫星DNA不稳定性作为肿瘤细胞的基因标志物,在肿瘤研究中愈来愈被人们重视。随着对MSI与肿瘤关系研究的深入,表明很多肿瘤的发生与MSI相关。MSI是继癌基因、抑癌基因发现之后的又一肿瘤发生的新途径,在肿瘤预防、诊断和治疗上有重大意义[6]。MSI在肺癌、食管癌、膀胱癌早期诊断方面具有很高的特异性。研究基因组MSI的发生也助于发现新的抑癌基因(易感基因或疾病基因)。事实上,MSI是遗传性非息肉性结直肠癌(Heredi.Tary nonpolysis colorectal cancer,HNPCC)的特点,并由4种MMR如hMSH2、hMLH1、hPMS1、hPMS2突变所致。

2 结直肠癌与微卫星不稳定

结直肠癌的发生分遗传性和非遗传性2类,遗传因素引起的结肠癌包括家族性大肠腺瘤息肉病(familia1adenomatouspolypo8is,FAP)和HNPCC,非遗传性结肠癌即散发性结直肠癌。近年来研究发现FAP、HNPCC及散发性结直肠癌的发生、发展的分子生物学途径不同。FAP和一些散发性结直肠癌的发生主要由APC基因突变引起,该类肿瘤的发生是按杂合丢失途径进行的,而HNPCC和另外一些散发性结直肠癌的发生主要是MMR基因起决定作用。肿瘤的发生、发展是按照复制错误途径进行的。

2.1 分型 1997年1月,在美国国立癌症研究所组织的“微卫星不稳定和RER表型在肿瘤检测和肿瘤家族性预测中的应用研究会”上决定将结直肠癌按微卫星不稳定发生频率分为3型 [7]。在分析的5个微卫星DNA标记中有2个或2个以上发生微卫星不稳定现象称为MSIH;如1个发生微卫星不稳定现象称为MSIL;如没有发生微卫星不稳定现象称为Mss。在当前的许多研究中,也常将结肠癌统分为微卫星不稳定阳性(MSI+)、微卫星不稳定阴性(MSI)2类。

2.2 MSI与结直肠癌临床病理学意义 错配修复基因bMLH1和hMSH2在结直肠癌病因学中的作用已得到证实。复制期间微卫星不稳定性的特征结果,复制错误表型可见于大多数HNPCC中,而在ScRc中仅占少数[8]。MSI在ScRc中占l2%～15%。目前MSI被认为是错配修复缺乏所致。Aaltonen等[9]研究结直肠癌MSI与临床病理参数的关系发现,MSI与DNA二倍体低分化的肿瘤表型有关,涉及2个以上微卫星标记的MSI的存活期显著长于无MSI肿瘤。Mori等[10]采用PCR技术检测54例结直肠癌,MS1检出率为22%,在MSI阳性病例中42%的患者为结肠多发癌。伴有MSI的结直肠癌预后较好,大量文献报道,MSIH结肠癌与MSS型结肠癌相比具有独特的临床病理学和分子生物学特征,前者预后较好,较多炎症细胞浸润,在Ⅱ、Ⅲ期结肠癌中,MSIH型肿瘤患者5年生存期高于后者;MSIH型肿瘤细胞分化程度低、浸润组织更深、较少淋巴结转移、原发病灶多位于右结肠。

2.3 MSI与癌前病变的关系 在慢性炎性疾病患者中发现MSI可能是发展成癌的早期表现征象。Cravo[11]对26例病史在10年以上的溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)患者进行临床研究,结果发现DNA修复缺陷与低叶酸状态有关,是造成UC的又一病因。他认为这种DNA缺乏与低叶酸状态,促使大范围基因突变,而且不能及时得到矫正,进而向恶性方向转化。

2.4 MSI与HNPCC的关系 近年研究表明,遗传性非息肉病性结直肠癌是由于DNA错配修复基因突变所致,而错配修复(MMR)基因突变则表现为微卫星不稳定,与癌基因和抑癌基因的杂合丢失途径不同。微卫星不稳定的发生系按复制错误(RER)途径进行的[12],是一种新的致癌机制,并且目前MSI不稳定检测作为筛选错配基因突变肿瘤的1个重要方法。从MSI到肿瘤的发生是HNPCC的l条特殊的发生途径,即MSI是错配修复基因突变的1种重要的表型,更准确讲是错配修复基因失活的1个标志,目前发现主要与遗传因素和基因的表型遗传学有关,而且在HNPCC变化过程中,MSI状态存在1个“微卫星稳定(microsatellite stability,MSS)微卫星低度不稳定(microsatellite low stability,MSIL)微卫星高度不稳定(microsatellite high stability,MSIH)”的序列[13]。遗传性非息肉病性结直肠癌是一种常染色体显性遗传性疾病,约占所有结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的5%～10%。已知至少有5种错配修复(MMR)基因(hMSH2;hMLH1,hPMS1,hPSM2和hMSH6/GTBP)与其有关。超过90%的HN.PCC家系是由hMSH2和hMLH1基因突变所致[14]。MSI是错配修复系统异常的表现,存在于90%以上的HNPCC患者和少部分散发性大肠癌患者,因此检测微卫星不稳成为国际上筛选HNPCC患者的金标准,对不符合Amsterdam标准但怀疑为HNPCC的患者,MSI检测可以帮患者仰基因突变的可能性。已发现高度微卫星不稳肿瘤与低度微卫星不稳肿瘤的临床、病理特征有明显差异,高度微卫星不稳肿瘤好发于近侧结肠、多为低分化、双倍体、生存率高等;分子生物学方面,高度微卫星不稳肿瘤与hMLH1和hMSFE突变关系密切,而低度微卫星不稳肿瘤则与hMLH1和hMSH2突变无关。因此,多数学者将低度微卫星不稳与微卫星稳定归于一类(MSI阴性),仅将高度微卫星不稳肿瘤定义为MSI阳性[15]。

综上所述,MSI为大肠癌发生的分子生物学及分子遗传学研究开辟了新途径,有关MSI确切的致癌机制,错配修复基因突变导致结直肠癌MSI的发生,低频率MSI的原因值得进一步深入研究。在MSI基础上,通过查找潜在多态重复基因序列寻找肿瘤的特异性标记,研究各类肿瘤的生物学特征,将有利于推动肿瘤预防和早期诊断以及肿瘤患者的个体化治疗,提高肿瘤患者的生存率。但是也存在不少争议,如在MSIL判定及其临床病理特征是否与MMS存在差异问题上尚没有一致认识,因此有待于进一步深入研究。

参 考 文 献

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