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【盘点】眼科组学研究

2018-10-8 作者:MedSci   来源:MedSci原创 我要评论0
Tags: 眼科  组学  基因组  蛋白质组  测序  

PeerJ:20例高度近视患者的外显子组测序研究

四川大学华西医院眼科的Wan L等近日在PeerJ杂志上发表了一项重要的工作。高度近视是全世界常见的眼部疾病。为了扩展人们对高度近视遗传基础的理解,他们进行了一项完整的外显子组测序(WES)研究,以确定潜在的突变基因。

他们对高度近视的总共20个个体进行了外显子组测序。结合表型和突变体的功能障碍,采用新型过滤策略,进行多步生物信息学分析来鉴定候选基因。使用信号互作网络和功能富集分析来研究候选基因涉及的生物途径等。

结果在20名患者中的16名中,他们鉴定出20种高度近视的潜在致病基因。共有18种变体位于近视相关染色体区域。除了在五种已知的近视基因(ADAMTS18,CSMD1,P3H2,RPGR和SLC39A5)中发现的新突变外,他们还鉴定了7种眼部疾病基因(ABCA4,CEP290,HSPG2,PCDH15,SAG,SEMA4A和USH2A)作为新的候选基因。在他们发现的候选基因中,与视觉相关的生物过程显着富集,包括视觉感知、光感受器细胞维持、类视黄醇代谢过程和细胞对锌离子的反应。

因此,使用WES数据、功能相互作用(FI)网络、基因本体和途径富集分析对候选基因进行了系统的突变分析。 FI网络分析揭示了重要的网络模块和关键调节基因(EP300,CTNNB1)等,这些基因可能与高度近视发展有关。他们的研究扩展了与高度近视相关的候选基因列表,这增加了遗传筛查的可靠性,为未来近视的分子遗传机制提供了参考。

原文出处:Wan, L., et al., Exome sequencing study of 20 patients with high myopia. PeerJ, 2018. 6: p. e5552.

Adv Clin Chem:白内障相关特异蛋白质组

复旦大学上海医学院眼科与耳鼻喉医院眼科研究所的Zhang K、Zhu X等近日在Adv Clin Chem杂志上发表了一篇综述,详细讨论了人类白内障晶状体中主要与翻译后修饰功能相关性的蛋白质组学研究。

白内障是全世界失明的主要原因。它的主要特征是出现晶状体混浊,同时各种蛋白质中具有广泛的翻译后修饰(PTM)。PTM在晶状体混浊中起着重要作用。目前在从相对年龄较大的人类晶状体中分离的蛋白质,研究了几种PTM,包括磷酸化、脱酰胺化、外消旋化、截短、乙酰化和甲基化等。先前的绝大多数白内障蛋白质组学研究都集中在晶状体蛋白上,晶状体蛋白是晶状体中最丰富的蛋白质组分。为了研究白内障标记物的蛋白质组,本章重点介绍了人类白内障晶状体中主要的PTM功能相关性的蛋白质组学研究。阐明这些修饰在白内障形成中的作用一直是一项具有挑战性的任务。一些酰胺的蛋白质组学研究显示,在正常老年和白内障晶状体中呈现相似的特性,而一些可能在白内障中经历更大的PTM。

因此,重新审视蛋白质组学中关于晶体蛋白(不同类型白内障的主要蛋白质标记物)的研究是非常重要的,这可以阐明白内障的发病机制。

原文出处:Zhang, K., X. Zhu, and Y. Lu, The Proteome of Cataract Markers: Focus on Crystallins. Adv Clin Chem, 2018. 86: p. 179-210.

Retina: ABCA4的 p.N1868I突变对STARGARDT病人的临床表征

Pangere遗传性视网膜疾病中心的Collison FT和纽约哥伦比亚大学眼科的Lee W近日在Retina杂志上发表了一项重要研究,他们研究了不常见的和"极度同态"ABCA4变体相关的Stargardt疾病表型,即p.N1868I。

他们对在一个等位基因上的p.N1868I和在另一个等位基因上的严重/有害突变的27例患者进行回顾研究。记录27名患者的主观发病年龄、最佳矫正视力和疾病分期,其中18名患者出现多次就诊。记录包括眼底照相、光谱域光学相干断层扫描、眼底自发荧光、全视野视网膜电图、Goldmann视野和荧光血管造影等诊断结果。对有多个成员受影响的5个家庭进行分析。

研究结果表明,症状发作的中位年龄为41.5岁,并且3 p.N1868I患者在最近的眼科检查中并没有出现视觉症状。眼睛基线视力最佳矫正视力中位数为20/25,从症状发作到确诊失明的持续时间为25年。这项研究中描述的五个家族表现出临床上显着的家族内变异性,并且没有发生p.N1868I突变的病变家庭成员具有相对更严重的表型。

因此,这项研究证实了p.N1868I相关的Stargardt病中黄斑中心凹变化、发病年龄的变化、家庭内变异性和预后等。

原文出处:Collison, F.T., et al., CLINICAL CHARACTERIZATION OF STARGARDT DISEASE PATIENTS WITH THE p.N1868I ABCA4 MUTATION. Retina, 2018.

Ocul Immunol Inflamm:IL23R-IL12RB2的单核苷酸多态性在Behcet葡萄膜炎患者中非常普遍并具有人群差异

以色列Petach Tikva的拉宾医疗中心眼科的Kramer M近日在Ocul Immunol Inflamm发表了一项工作,他们检测了Behcet葡萄膜炎患者体内IL-10、IL23R-IL12RB2基因单核苷酸多态性的发生频率。

他们从89名以色列和土耳其患者,以及不同来源的健康对照受试者体内采集血液样本。从外周血白细胞中提取基因组DNA并进行基因分型。

结果发现,与健康对照组相比,Behcet葡萄膜炎患者中IL-10基因rs1800871区段高风险等位基因A具有较高的比例,在土耳其群体中最高。与健康的中东裔土耳其人和以色列人相比,葡萄膜炎患者中IL23R-IL12RB2基因rs1495965区段G等位基因的频率较高,而与另一组以色列对照组中相比则较低。

因此,他们的研究结果突出显示了人群之间的差异,并提示土耳其人和以色列人患病率会增加。

原文出处:Kramer, M., et al., Single-Nucleotide Polymorphisms in IL23R-IL12RB2 (rs1495965) Are Highly Prevalent in Patients with Behcet's Uveitis, and Vary between Populations. Ocul Immunol Inflamm, 2018: p. 1-8.

Exp Eye Res:ATOM 7、ET-1和ACE在非动脉前部缺血性视神经病变中的多态性研究

武汉大学人民医院眼科和中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院眼科的Chen T近日在Exp Eye Res发表了一篇文章,他们对AIONAL同源基因7(ATOH7)、内皮素-1(ET-1)和血管紧张素转换酶(ACE)在NAION中的基因多态性进行了研究,并对及基因-基因和基因-症状的联合作用进行了探索。

非动脉炎前部缺血性视神经病变(NAION)是老年人急性视神经病的常见病变。他们进行了病例对照研究。纳入了71名NAION患者和142名年龄和性别相匹配的健康对照者。采用聚合酶链反应(PCR)技术鉴定ATOH7(rs1900004)、ET-1(rs5370)和ACE(rs1799752)的单核苷酸多态性,并用Sanger测序方法筛选所有PCR产物。将NAION患者患病率的遗传因素与正常人进行比较,在条件逻辑回归模型中进行评估。用乘法模型评估基因-基因或基因- NAION并发症之间的相互作用关系。

NAION患者中,ATOH7的T等位基因具有显着的高风险,OR值为1.55(P = 0.04)。包括糖尿病高血压在内的条件logistic回归分析显示,ATOH7 TT基因型携带者患NAION的风险明显增加(TT / CC + CT,OR = 3.32,95%置信区间(CI)= 1.16-9.53,P = 0.03)。相互作用分析显示,ET-1(P = 0.01)、ACE(P = 0.046)和高血压(P = 0.02)对NAION发展有影响。

他们的研究结果表明,视盘相关基因-ATOH7的多态性对NAION患病是显着的风险因素。 ATOH7和ET-1、ATOH7和ACE以及ATOH7和高血压的组合增加了NAION患病的易感性。

原文出处:Chen, T., et al., The polymorphisms of ATOH 7, ET-1 and ACE in non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy. Exp Eye Res, 2018.

Curr Eye Res:HSV-1感染原代人角膜上皮细胞的长非编码RNA转录特征及整合分析

广州医科大学基础医学院附属第二医院心血管病研究所的Cui YH等近日在Curr Eye Res发表了一篇重要的研究论文,他们研究了HSV-1感染的原发性角膜上皮细胞中lncRNAs和mRNAs表达的全基因组图谱。

目前已证明长的非编码RNA(lncRNA)在多种细胞过程中具有重要的调节功能。然而,lncRNAs在单纯疱疹性角膜炎发病机制中的作用仍然知之甚少。

他们用HSV-1感染原代人角膜上皮细胞,从感染组和模拟感染组中提取的总RNA进行微阵列分析,以鉴定lncRNA和mRNA的差异表达。他们还进行生物信息学分析,包括基因本体分析、信号途径分析和共表达网络分析。

与模拟感染组相比,数千个lncRNA和mRNA的表达发生显着改变,微阵列结果通过qRT-PCR进行了验证。上调的转录本富集的GO中,最显着的是防御反应、质膜的内在组分和细胞因子活性;下调的转录本富集的GO中最显着的是细胞代谢过程、细胞内部分和poly(A)RNA结合。信号途径分析表明,上调和下调转录物的最相关信号途径分别是细胞因子与细胞因子受体相互作用和RNA转运。

因此,他们的研究清晰的描述了HSV-1感染的原发性角膜上皮细胞中lncRNAs和mRNAs表达的全基因组图谱。这些转录组数据以及随后的生物信息学分析将为眼科研究者提供新的线索,以深入了解单纯疱疹性角膜炎的分子机制和潜在治疗靶点。进一步的研究有望验证潜在的功能基因和信号途径,并探索关键lncRNAs的作用。

原文出处:Cui, Y.H., et al., Transcriptional Profile and Integrative Analyses of Long Non-Coding RNAs in Primary Human Corneal Epithelial Cells in Response to HSV-1 Infection. Curr Eye Res, 2018.

 



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