是否应当进行性别选择是线粒体置换技术伦理研究中颇具争议的话题.学者们基于不同的立场提出不同的道德判断,综述这些判断发现:支持性别选择者主要依据效用论和权利论;反对性别选择者主要依据尊严论和社群论.不难发现,依靠传统道德理论为道德判断或行为辩护,常常在"道德异乡人"那里陷入无尽的争论,并不能提供解决具体问题的有效指导.原则主义是以一系列明确、有效的框架构建起来的系统性、综合性的分析进路,能够合理解决不同价值体系、文化观念之间的差异与分歧.在线粒体置换技术中是否应当进行性别选择问题的讨论中,原则主义通过反思平衡的方法对其加以细化、权衡,最终得出允许进行性别选择的最佳判断方案.当然,若要真正实现性别选择于规避伤害的人道目的,则需要对使用的对象和阶段进行明确限制并综合运用伦理道德和政策规约双重维度加以规制.

背景:股骨头内硬化带是激素性股骨头坏死疾病发展过程中重要的影像学特征并与预后相关.过氧化物酶体增殖物活化受体γ协同刺激因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α,PGC-1α)被证明具有成骨、促血管形成、抗线粒体凋亡等生物活性,与激素性股骨头坏死的骨修复可能存在紧密关联.目的:筛选激素性股骨头坏死硬化带区与正常区的差异蛋白,筛选出硬化带的关键蛋白,并验证关键蛋白在激素性股骨头坏死股骨头标本中的差异表达;探索激素性股骨头坏死硬化带修复模式.方法:取激素性股骨头坏死行人工全髋关节置换术取出的股骨头标本,通过串联质谱标签技术筛选硬化带区与正常区的差异表达基因,并进行GO与KEGG信号通路分析,构建关键靶点的蛋白互作网络、筛选关键基因.观察关键蛋白在激素性股骨头坏死硬化带中的表达,通过Western blotting、免疫组化验证关键蛋白在硬化带中的表达.结果与结论:①通过串联质谱标签定量蛋白质谱检测发现:相比于正常区骨组织,股骨头硬化带骨组织中具有显著差异表达(Log2FC＞1.20、Log2FC＜0.84和 P＜0.05)的蛋白质有609个,其中发生上调的蛋白质290个,发生下调的蛋白质319个;②通过GO与KEGG通路富集分析,发现在前10位的富集通路中,Wnt信号通路与生命周期调控通路与骨修复关系密切;在生命周期调控通道中,PGC-1α是重要的蛋白之一;③与激素性股骨头坏死标本正常区相比,Western blotting验证了PGC-1α、NRF-1在硬化带中低表达,Cleaved Caspase-3在硬化带中高表达;④光镜下免疫组化结果显示,股骨头组织标本中硬化区及正常区的PGC-1α、NRF1及Cleaved Caspase-3阳性染色分布,可以发现骨小梁、成骨细胞和骨髓均有表达存在;硬化带区Cleaved Caspase-3表达更为明显;⑤结论:激素性股骨头坏死硬化带中存在包含Wnt等成骨相关通路活跃、以PGC-1α低表达为特征的氧化凋亡活跃等生物学行为;PGC-1α在激素性股骨头坏死硬化带中低表达可能与氧化凋亡活跃相关.

线粒体遗传病是线粒体DNA(mtDNA)突变引起的家族遗传性疾病,严重危害患者身心健康.利用线粒体置换技术替换卵母细胞中突变的mtDNA,是防止线粒体疾病遗传给下一代的重要手段.目前线粒体置换技术主要包括细胞质移植、原核移植、纺锤体-染色体复合物移植和极体移植,但这些技术仍存在技术安全性和伦理争议,尚未引入临床应用.本文重点归纳线粒体遗传病的遗传特性,详细介绍4种线粒体置换技术的原理和优缺点及其在人类和动物中的研究进展,同时对这些技术的安全性和伦理讨论进行综述,为线粒体置换技术在线粒体遗传病的防治提供理论参考.

自第一例试管婴儿诞生(1978年)以来,人类辅助生殖技术(ART)已经走过39年历程.多种因素影响ART成功率.近年来,线粒体的改变对ART的影响备受人们关注.线粒体是细胞内最敏感、最易受伤害的细胞器,是细胞的供能中心[1].线粒体的改变影响卵母细胞的发生,影响早期胚胎的发育,影响卵母细胞的老化等,由此可见,线粒体对于ART的重要性.本文将从ART中配子的发生与早期胚胎的发育状况详述线粒体的变化.现进行以下综述.

2016年世界首例通过线粒体置换技术孕育的婴儿降生,2017 年英国人类生殖与胚胎管理局首次授权纽卡斯尔生殖中心使用此类技术治疗患者.该技术引发了人们对人类生殖系基因修饰的争论,一些学者从伦理学视角阐述了对该技术的担忧和反对.现从技术安全性、生殖系基因改造、亲子关系等三方面对这些伦理学担忧进行回应,并反对将其称为“三亲试管婴儿技术”,明确在确保安全性和有效性的前提下,线粒体置换技术的应用能够得到伦理学辩护.

线粒体疾病是线粒体基因组发生基因突变所导致的一类遗传疾病,目前尚无治愈方法.近年核质置换技术的出现为线粒体疾病的治疗提供了新思路.现有的核质置换技术包括生发泡移植、纺锤体移植、极体移植和原核移植技术,其中生发泡移植涉及的体外成熟可影响卵母细胞的发育潜能;纺锤体移植最大的挑战是纺锤体组装对机械刺激敏感,缺乏核膜包绕,操作过程可能对纺锤体造成损伤;极体移植违背了自然选择过程,其远期影响尚不明了;原核移植操作方便、基础研究证据充分,具有短期内向临床转化的潜能,但使用已经受精的合子作为胞质供体面临的伦理争议较大.本文就4种核质置换技术治疗线粒体疾病的应用现状进行综述.

为保护木通等药用植物资源,了解其生物学性质,寻找其生理生化特性,以木通红喀木虱Cacopsylla coccinea为研究对象,测定了该研究对象的线粒体基因组并分析了其序列特征.采用PCR扩增、基因克隆等技术成功测得木通红喀木虱全线粒体基因组,全长为14 832 bp,共编码37个基因,包括13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因,2个核糖体RNA基因和一个富合AT的非编码区.以木通红喀木虱、枸杞木虱和脉斑银木虱三种昆虫为材料,采用比较基因组学和生物信息学方法,分析木虱科线粒体基因组的分子组成特征.主要组成特征:(1)三种昆虫基因组大小相似;(2)木通红喀木虱线粒体trnV基因发生重排;(3)脉斑银木虱间隔区最长,而枸杞木虱重叠区为最大;(4)三种昆虫AT含量基本相似,均约为70％;(5)三种昆虫存在碱基不对称,其中H-链和L-链上的第3个密码子位点AT的含量远高于其它位点;(6)三种昆虫线粒体基因组中nad5、nad6和cob基因的碱基置换率均小于1,说明它们受到负选择作用.

目的 应用基因本体法研究慢性房颤心房肌细胞成分分子病理异常.方法 选择接受二尖瓣置换术的二尖瓣狭窄为主的48例风湿性心脏病患者,其中慢性房颤24例(慢性房颤组)、窦性心律24例(窦性心律组).取两组右心耳心肌,采用Western blotting法检测钙调蛋白(CaM)表达,应用全基因组表达谱芯片检测技术,获取数据行主成分、系统聚类及细胞组件基因本体分析.结果 慢性房颤组、窦性心律组心房肌组织中CaM相对表达量分别为0.199±0.058、0.135±0.034,两组相比P<0.05.主成分分析显示,慢性房颤组和窦性心律组心房肌样本在二维空间上明确分布于不同的区域;系统聚类将所有样本聚为慢性房颤和窦性心律两类;DIVID系统在线分析显示,慢性房颤和窦性心律差异表达基因在细胞成分本体有肌原纤维、细胞外基质、胶原三聚体等37个注释条目异常;注释条目富集聚类显示,心房肌结构受房颤影响依次为细胞外成分、收缩纤维及细胞骨架等.结论 慢性房颤与窦性心律心房肌基因表达模式明显不同,慢性房颤心房肌细胞外结构、收缩纤维、细胞骨架、细胞膜、膜锚蛋白、内质网、线粒体、脂肪及脂蛋白颗粒等细胞成分在分子水平与窦性心律心房肌存在明显异常.

遗传性线粒体疾病是卵子线粒体DNA(mitochondria DNA,mtDNA)异常所导致的母系遗传病,尚无有效治疗手段,其女性患者常不建议生育.自上个世纪九十年代线粒体置换(mitochondrial replacement techniques,MRT)一词被提出以来,原核移植(pronuclear transfer,PNT)、纺锤体-染色体复合物移植(spindle-chromosome complex transfer,ST)等技术相继被发明.2014年,复旦大学沙红荚课题组以小鼠为研究对象发明了第一极体移植(first polar body transfer,PBlT)和第二极体移植(second polar body transfer,PB2T)阻断线粒体遗传疾病向子代传递的新技术.该研究结果显示,相对于ST技术和PNT技术,PBT技术产生的F1代中体内携带的致病mtDNA含量极少.其中,PB1T的子一代及子二代中均未检测到致病mtDNA,提示极体基因组移植有望阻止遗传性线粒体疾病向子代遗传.这项新技术的发明直接促使PNT技术于2015年获得了英国的临床应用准入许可,引起国内外同行的广泛关注.

发生在卵子中的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变引起母系家族性疾病,即线粒体遗传病.线粒体遗传病通常在婴幼儿期发病,且绝大多数线粒体疾病影响到多器官系统的正常功能,是一类严重危害人类健康的可致残致死性疾病,无有效药物治疗,故女性患者不建议生育.mtDNA遗传学特征使得很多携带致病性mtDNA突变女性的遗传咨询更加困难,但可以考虑通过生殖遗传干预的方法帮助生育,降低后代患有线粒体遗传病的风险.胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)与产前诊断技术可检测突变mtDNA水平,选择正常的胚胎移植或者预防携带高水平突变mtDNA子代的出生,但并不适于所有患者.线粒体置换技术的诞生为预防严重线粒体遗传病带来希望,有望使后代患有线粒体遗传病的风险最小化,但其长期安全性、有效性仍需进一步研究.