目的:通过生物信息学与机器学习识别肌少症患者的特征基因，并探索特征基因在肌少症中的诊断价值。方法:从高通量测序数据库下载与肌少症相关的编号为GSE25941、GSE38718与GSE9103的基因芯片数据，筛选肌少症相关的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）。使用基因本体论功能注释与京都基因与基因组百科全书富集分析对DEGs进行相关功能分析，用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络，利用最小绝对值收敛和选择算子回归模型与随机森林分析识别肌少症的生物标志物，并通过受试者工作特征曲线评估特征基因的诊断效能。在GSE28422外部验证数据集中进一步验证肌少症生物标志物的表达水平。最后运用分析工具CIBERSORT进行免疫细胞浸润分析。结果:本研究共识别出124个DEGs，DEGs主要参与生长因子受体结合和细胞因子活性。京都基因与基因组百科全书分析发现，DEGs主要参与的信号通路有过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路、脂肪细胞因子信号通路、Janus激酶/信号转导和转录活化因子和腺苷酸活化蛋白激酶信号通路等。基于机器学习并通过受试者工作特征曲线分析与外部数据集验证，发现三个特征基因：双性和Mab-3相关转录因子2、序列相似性家族171成员A1和Rho GTP酶激活蛋白36。免疫细胞浸润分析结果表明，肥大细胞、CD4记忆性T细胞，CD8细胞、γδT细胞和中性粒细胞可能参与肌少症的病理生理过程。结论:双性和Mab-3相关转录因子2、序列相似性家族171成员A1和Rho GTP酶激活蛋白36可作为肌少症的诊断生物标志物，并且与肌少症的病理生理过程密切相关。

目的:分析46,XY单纯性腺发育不全合并卵巢无性细胞瘤临床诊疗方法.方法:对我院收治的1例22岁因盆腔包块就诊的患者的临床资料及相关文献进行回顾性分析,对其诊断、治疗进行阐述.结果:该患者表现型为女性,染色体核型为46,XY,染色体微阵列检测结果显示4号染色体4p16.3区域有约1.08 Mb的重复,9号染色体9p24.3p3p24.1区域有约4.49 Mb的缺失,该缺失区域包含9p缺失综合征,该综合征患者主要表现为性反转,部分或全部性腺发育不良.患者左侧性腺恶变,病理结果为无性细胞瘤.结论:对于母亲有胎儿畸形史、染色体异常家族史,血清学异常、B超表现异常的胎儿,可选择染色体检查及基因检测.对于无青春期月经来潮患者,可通过妇科B超、性腺激素、染色体检查的手段排除染色体异常甚至性腺肿瘤.这类患者一经确诊,应尽早切除性腺.

有性生殖是多细胞生物的一个重要特征,最常见的就是人类的性染色体X和Y.性别决定(Sex determination)系统有着悠久的起源,在高等生物进化的历程中,不同物种采用的性别决定方式大相径庭,而同源转录因子在不同生物体内的功能和调控方式也是有区别的,比如DMRT转录因子家族,这说明性别决定机制具有高度多样性.本文介绍了近年来发现的具有代表性的性别决定相关的基因的发现过程,总结了性别决定相关转录调控因子的功能和结构方面的研究成果,从结构生物学视角来展望未来的研究方向,为进一步探索生物体内这一重大进程提供新思路.

为了研究DMRT 基因家族中Dmrta2-2(Doble-sex and mab-3 relatated transcription factor a2-2)基因在淡水蚌的性腺发育和性别分化等过程在发挥的作用,本研究从本实验室已有的三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)cDNA库中筛选出Dmrta2-2(HcDmrta2-2)短片段,利用RACE技术扩增和鉴定出了HcDmrta2-2基因.获得核苷酸序列全长为1 682 bp(登录号:MK372348),ORF(Open reading frame)区为1 170 bp,编码389个氨基酸.NCBI在线预测该基因保守位点,发现存在一个超保守的DM和DMA区域,氨基酸序列比对及系统发育树表明三角帆蚌与池碟蚌(Hyriopsisschlegelii)亲缘关系高达90％,在进化树中聚为一小支.通过实时荧光定量(qRT-PCR)和原位杂交检测HcDmrta2-2基因在各组织和发育时期的表达水平,发现该基因在成熟蚌的鳃、肝、肾、外套膜、闭壳肌、斧足及性腺中均表达,除了肝,其它各组织中雌雄表达差异均显著(p＜0.05),雌性性腺表达明显高于雄性;早期表达显示在第3天和3月龄表达量显著高于其它时期,推测HcDmrta2-2参与了三角帆蚌早期胚胎和幼龄发育过程;1～3龄雌雄性腺定量显示在1龄表达水平最高且雌雄差异极显著,而后随着时间雌雄各表达量逐级递减.原位杂交结果显示雌性性腺中有明显信号产生,在雄性中较弱.研究推测三角帆蚌HcDmrta2-2基因可能参与了早期幼龄发育过程,且对卵巢的分化起到重要作用,同时可能对于精巢的维持发挥着一定作用.本研究结果为进一步开展三角帆蚌HcDmrta2-2基因的功能特性研究提供了基础.

Dmrt (Doble-sex and mab-3 relatated transcription)基因家族是一系列广泛存在动物界的发育转录因子,参与生物体性别决定与分化、早期胚胎发育及器官组织功能稳定的维持等过程.本研究克隆和鉴别了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)中Dmrt家族的亚族Dmrta的基因,与Dmrta2同源性很高,将其命名为HcDmrta2-1.该基因全长1 723 bp(登录号:MK372349),开放阅读框1 158 bp,编码385个氨基酸,5'非编码区为237 bp,3'非编码区为328 bp.预测理论等电点/蛋白相对分子量为4.97/143 293.27,不含信号肽或跨膜结构,存在1个DM保守结构域和1个DMA保守基序.采用荧光定量和原位杂交技术鉴定该基因在各组织及发育不同时期性腺中的表达及定位分析.结果 表明,HcDmrta2-1基因在2龄成熟蚌的性腺、鳃、肝脏、肾脏、外套膜、闭壳肌及斧足中均表达,除了肝脏,其它各组织中雌雄表达差异表现为极显著(p＜0.01),其中雌性性腺表达明显高于雄性;早期不同发育阶段的性腺表达在1月龄出现最高值,8月龄表达量次之,推测HcDmrta2-1参与了三角帆蚌幼龄性腺发育过程.2龄性腺组织原位杂交结果表明在雌雄个体中均检测到染色信号,且在雌性中很强,雄性中较弱.由此推测HcDmrta2-1基因参与了三角帆蚌幼龄发育和分化过程,且对雌蚌性腺的分化和成熟雄蚌性腺的功能维持起到重要作用.本研究对探讨淡水贝类中Dmrt家族的保守性及其性别决定机制和功能探索具有借鉴意义,为农业生产和人工养殖提供理论指导.

目的 ·分析9例46,XY完全性性腺发育不全(complete gonadal dysgenesis,CGD)患者的遗传学病因.方法 ·应用SRY基因测序、二代测序(next generation sequencing,NGS)和染色体微阵列(chromosome microarray,CMA)等分子诊断技术综合分析9例46,XYCGD患者的基因变异情况.结果 ·9例46,XYCGD先证者中检出4例携带SRY基因突变,其中2例携带未见报道的SRY基因致病/疑似致病突变,分别为SRY缺失突变和c.208T＞C(p.Trp70Arg)错义突变;2例携带已报道的SRY基因致病突变,即c.169C＞T(p.Gln57X)和c.264dup(p.Glu89fs* 15).NGS检测出1例MAP3K1基因杂合突变c.1016G＞A(p.Arg339Gln),该突变为疑似致病突变.有2例散发病例经NGS检测、CMA分析未发现致病性拷贝数变异(copy number variations,CNVs).有2例为家族病例,通过对父母为近亲结婚的两姐妹中的妹妹进行全外显子组测序,在筛选纯合区域的纯合变异后未发现明确的致病突变或可能与性发育相关的变异;CNVs分析发现两姐妹DMRT1基因内含子2中有约14 kb纯合缺失(Chr9:866,388-880,086,hg19),扩增覆盖断点的PCR测序显示健康双亲为杂合缺失携带者;而后采用PhastCons软件对内含子的缺失序列进行保守片段分析,发现2个保守的非编码元件(conserved non-coding elements,CNEs).结论 ·SRY基因突变是46,XYCGD较常见的遗传学病因;发现2个新的SRY基因致病/疑似致病突变.DMRT1内含子2中14kb纯合缺失可能是该研究中两姐妹的候选致病突变.采用不同序贯的遗传学方法逐步分析46,XY CGD患者的遗传病因,有助于全面了解46,XYCGD患者的分子病因.

大口黑鲈(Micropterus salmoides)是重要的淡水经济养殖鱼类.其雌雄个体生长虽然差异不明显,但其性腺发育成熟及繁殖过程会影响个体生长并容易发生病害问题,因此深入了解大口黑鲈的性别分化与生殖机制,对于实现性别控制、提高养殖效率具有重要意义.本研究采用RNA-seq技术对大口黑鲈雌雄个体性腺进行了转录组测序.基因表达差异分析显示,在大口黑鲈性腺中雌性与雄性相比共有11 737个差异表达基因(different expression genes,DEGs),其中4 168个上调,7 569个下调.与大口黑鲈基因组数据和Nr、GO和KEGG数据库进行比对,获得57个GO功能注释组分和42个KEGG二级分支代谢体系.经两种富集方法富集,DEGs高的GO组分和KEGG分支体系均以代谢为主,而与性别调控相关的GO组分和KEGG分支体系富集的DEGs相对较少,分别为85个和1803个.综合两种富集方法筛选获得性别相关候选基因62个,其中上调20个、下调42个,包括典型的性别调控相关基因家族,如Dmrt家族(5个)、Sox家族(14个)、Tgf-β超家族(4个)、细胞色素P450芳香酶家族(2个)、17β-雌二醇脱氢酶家族(3个)和DEAD-box家族(2个).此外,还包含性激素受体(10个)、Rspo1/Wnt/β-caten信号通路(4个)、激素调节因子(8个)、精子形成相关家族(3个)、TKL家族(2个)和转录因子(2个)等.挑选上述性别相关候选基因中的15个典型的与性别相关的基因进行qPCR验证,结果显示除vasa外,其他基因的表达水平均与转录组的结果一致.此外,从大口黑鲈雌雄性腺转录组中共获得460 783个SNP和78 912个INDEL,并发现雌雄性腺SNP和INDEL的位点区域分布有显著差异.本研究结果可为下一步开展大口黑鲈性别相关基因的功能研究以及性别相关分子标记的开发提供重要参考.

DMRT基因家族是一个与性别决定有关的基因家族,其编码的转录因子DMRTs蛋白(除DMRT8外)均具有一个DM(double-sex and mab-3)结构域,并通过该结构域与DNA结合而发挥调控作用.目前研究表明,DMRT基因家族在性器官发育(如性别分化、性腺发育、生殖细胞发育等)与性外器官发育(如肌肉软骨发育、神经系统发育等)中均具有重要作用;同时也有学者提出DMRTs可能参与肿瘤(如前列腺癌、乳腺癌、肺癌等)的发生和发展.本文综述了以人与小鼠为主的哺乳动物DMRTs/Dmrts的结构、在性器官发育与性外器官发育中的重要功能及其与肿瘤的关系的研究进展,提示DMRT基因家族在多器官发育及多种肿瘤发生和发展及治疗等过程中可能发挥作用,能够作为深入研究肿瘤发病机制与治疗策略的候选基因.