不良结果途径(AOP)是评估与暴露于各种压力源(包括化学物质和环境污染物)相关的潜在风险的有用工具。他们提供了一个框架,以了解可能导致不良结果的不同生物事件之间的因果关系(AO)。但是,开发AOP是一项艰巨的任务,尤其是在确定构成它的分子启动事件(MIES)和关键事件(KES)方面。在这里,我们提出了一种系统生物学策略,该策略可以通过筛选公开可用的数据库,使用文本挖掘工具AOP-Helpfinder以及途径/网络分析来帮助开发AOP的开发。这种方法很容易使用,只需要研究压力源的名称和不利的结果。从中,它迅速确定了潜在的KE和文献,从而提供了有关KE之间联系的机械信息。该提出的方法应用于最近开发的AOP 441在辐射诱导的小头畸形上,从而确认已经存在的KE并确定了新的相关KES的识别,从而验证了该策略。总而言之,我们的系统生物学方法代表了简化不良结果途径的发展和丰富(AOP)的宝贵工具(AOPS),从而支持毒理学中的替代方法。
大脑并引起原发性微积分Rebekah Rushforth 1,5†,Hanan E Shamseldin 2†Nicole Costantino 1,Jes-Rite Michaels 1,Sarah L Sawyer 3,Matthew Osmond 3,Matthew Osmond 3,Matthew Osmond 3,Wesam Kurdi 2 Alkuraya 2,Rolf W. Stottmann 1,5†这些作者同样为这项工作做出了贡献。摘要小头畸形会影响每年2500名婴儿中的1个。原发性小头畸形是由于异常神经发生导致出生时大脑小的引起的。这是由于神经元的增殖和/或早期分化的改变。神经元的过早分化与中心体和/或原发性纤毛中的缺陷有关。在这项研究中,我们报告了第一批具有NUBP2缺陷的患者,并利用有条件的小鼠模型来确定与NUBP2缺陷型原发性小头畸形相关的分子机制。我们确定了这些患者的纯合NUBP2变体,除宫内生长限制,宫颈颅关,严重的关节和面部畸形外,还表现出了严重的原发性小头畸形。然后,我们使用EMX1-CRE生成了一个鼠标模型,从前脑燃烧NUBP2。从E18.5开始出现严重的小头畸形的小鼠。神经球从emx1-cre的前脑产生; NUBP2 FLOX/FLOX条件缺失小鼠用于支持患者变异的致病性。我们表明,NUBP2的丧失会增加规范和非典型细胞死亡,但是p53的损失无法挽救小鼠模型中的小头畸形。检查EMX1-CRE中的神经发生; NUBP2 Flox/Flox小鼠揭示了增殖和细胞迁移的明显变化,并伴有上心的中心体和纤毛。 因此,我们建议NUBP2是一种新型的原发性小头畸形基因,NUBP2在中心体和纤毛调节中的作用对于适当的神经发生至关重要。 1 Steve和Cindy Rasmussen基因组医学研究所,Abigail Wexner研究所,美国俄亥俄州哥伦布市全国儿童医院,美国俄亥俄州43205,美国。 2菲萨尔国王专科医院和研究中心转化基因组学系,沙特阿拉伯利雅得。 3个安大略省东部研究所的儿童医院,加拿大安大略省渥太华大学。 4人类遗传学部,辛辛那提儿童医学院,辛辛那提,俄亥俄州45215,美国。 5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国检查EMX1-CRE中的神经发生; NUBP2 Flox/Flox小鼠揭示了增殖和细胞迁移的明显变化,并伴有上心的中心体和纤毛。因此,我们建议NUBP2是一种新型的原发性小头畸形基因,NUBP2在中心体和纤毛调节中的作用对于适当的神经发生至关重要。1 Steve和Cindy Rasmussen基因组医学研究所,Abigail Wexner研究所,美国俄亥俄州哥伦布市全国儿童医院,美国俄亥俄州43205,美国。 2菲萨尔国王专科医院和研究中心转化基因组学系,沙特阿拉伯利雅得。 3个安大略省东部研究所的儿童医院,加拿大安大略省渥太华大学。 4人类遗传学部,辛辛那提儿童医学院,辛辛那提,俄亥俄州45215,美国。 5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国1 Steve和Cindy Rasmussen基因组医学研究所,Abigail Wexner研究所,美国俄亥俄州哥伦布市全国儿童医院,美国俄亥俄州43205,美国。2菲萨尔国王专科医院和研究中心转化基因组学系,沙特阿拉伯利雅得。 3个安大略省东部研究所的儿童医院,加拿大安大略省渥太华大学。 4人类遗传学部,辛辛那提儿童医学院,辛辛那提,俄亥俄州45215,美国。 5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国2菲萨尔国王专科医院和研究中心转化基因组学系,沙特阿拉伯利雅得。3个安大略省东部研究所的儿童医院,加拿大安大略省渥太华大学。 4人类遗传学部,辛辛那提儿童医学院,辛辛那提,俄亥俄州45215,美国。 5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国3个安大略省东部研究所的儿童医院,加拿大安大略省渥太华大学。4人类遗传学部,辛辛那提儿童医学院,辛辛那提,俄亥俄州45215,美国。5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国5俄亥俄州立大学医学院儿科,俄亥俄州哥伦布,俄亥俄州43210,美国
DNA损害剂和内源性DNA损伤不断损害基因组完整性。在遗传毒性应力条件下,DNA损伤反应(DDR)机制对于修复病变和防止DNA基本结构中的突变至关重要。不同的修复途径与此类病变的分辨率有关。例如,非同源DNA末端连接和同源重组途径是真核细胞维持基因组完整性的中心细胞机制。但是,这些途径中的缺陷通常与神经系统疾病有关,表明DDR在正常脑发育中的关键作用。此外,与其他组织相比,大脑是受DNA受损剂的影响最敏感的器官。据信病变的积累会诱导细胞死亡,减少神经茎和祖细胞的增殖和过早分化,并减少脑大小(小头畸形)。小头畸形主要是由基因突变引起的,尤其是编码涉及中心体和DNA修复途径的蛋白质的基因。但是,也可以通过暴露于电离辐射和宫内感染(如寨卡病毒)来诱导它。本综述解释了哺乳动物的皮质发育和主要的DNA修复途径,在受损时可能会导致小头畸形。接下来,我们讨论导致DNA损伤和p53过度激活的机理和暴露。
摘要。智力残疾(ID)是一种高度异质性疾病,影响了世界人口的1-3%,这与认知发展,适应性功能和人类生活中的行为问题的重要障碍有关。在这项研究中,由于该疾病的遗传异质性,全外象征测序(WES)是对一个患有微观脑的13岁男孩进行的。此外,进行了Sanger测序,Cosegregation分析和结构建模,以识别和验证家族中概率和强制性载体中的因果变体。wes在Mettl5基因的第二个外显子的供体剪接位点中揭示了一种新颖的,纯合的10 bp缺失(NM_014168:c.223_224?8del),发现与谱系中的表型隔离。根据美国医学遗传学学院(ACMG)变体解释指南,该变体符合致病性的标准。到目前为止,已经报道了Mettl5基因的四个致病性纯合变量与ID相关。比较我们患者的临床特征与先前报道的病例的临床特征显示疾病严重程度和某些临床表现的变化,包括整体生长,畸形面部特征和行为精神病表现。本研究报告的病例的临床发现扩展了与ID相关的遗传变异和表型的频谱,并可以更好地了解疾病发病机理。
原发性小头畸形(MCPH)是一种神经系统疾病,其特征是脑大小较小,导致许多发育问题,包括智力障碍,运动和语音延迟以及癫痫发作。迄今为止,已经确定了超过30个MCPH引起基因(MCPH)。在这些MCPH中,编码异常的纺锤形样细胞畸形相关蛋白(ASPM)的MCPH5是最常见的突变基因。ASPM调节有丝分裂事件,细胞增殖,复制应激反应,DNA修复和肿瘤发生。 此外,使用数据挖掘方法,我们已经证实,ASPM的高度表达与几种类型的肿瘤的预后不良相关。 在这里,我们总结了ASPM的神经和非神经学功能,并洞悉了其对MCPH和癌症的诊断和治疗的影响。ASPM调节有丝分裂事件,细胞增殖,复制应激反应,DNA修复和肿瘤发生。此外,使用数据挖掘方法,我们已经证实,ASPM的高度表达与几种类型的肿瘤的预后不良相关。在这里,我们总结了ASPM的神经和非神经学功能,并洞悉了其对MCPH和癌症的诊断和治疗的影响。
摘要 背景 微染色体维持 (MCM) 复合物成分 2、4、5 和 6 与人类疾病有关,其表型包括小头畸形和智力障碍。MCM 复合物具有 DNA 解旋酶活性,因此对复制叉的起始和延长很重要,并在增殖的神经干细胞中高度表达。 方法 应用全外显子组测序来确定指数家族神经发育疾病的遗传原因。通过定量实时 PCR、原位杂交和免疫染色来表征 Mcm7 的表达模式。为了证明已鉴定的 MCM7 的致病性质,进行了原理验证实验。结果我们报告称,MCM7 中的纯合错义变异 c.793G>A/p.A265T(g.7:99695841C>T,NM_005916.4)与常染色体隐性原发性小头畸形 (MCPH)、严重智力障碍和行为异常有关,该病与三名受影响个体的近亲家系有关。我们发现小鼠中 Mcm7 的时空表达模式与增殖状态一致:Mcm7 在小鼠早期发育阶段和大脑增殖区表达较高。因此,与分化的神经元相比,Mcm7/MCM7 水平在未分化的小鼠胚胎干细胞和人类诱导多能干细胞中尤其可检测到。我们进一步证明,小鼠神经母细胞瘤细胞中 Mcm7 的下调会降低细胞活力和增殖,并且作为概念验证,野生型而非突变型 MCM7 的过度表达可以抵消这种影响。结论我们报告了 MCM7 突变是常染色体隐性 MCPH 和智力障碍的新原因,并强调了 MCM7 在神经系统发育中的重要作用。
摘要 目的:估计出生后 24 个月内寨卡病毒相关小头畸形儿童癫痫的发病率;描述相关临床和电图表现;并总结治疗反应。方法:我们对一批在 2015-2016 年巴西寨卡病毒 (ZIKV) 流行期间出生的儿童进行了随访,这些儿童患有先天性小头畸形,并且神经影像学和/或实验室检查有先天性寨卡病毒感染的证据。在出生后 3、6、12、15、18、21 和 24 个月进行神经系统评估。在出生后 24 个月内进行了连续脑电图检查。结果:我们评估了 91 名儿童,其中 48 名为女孩。在本研究样本中,出生后 24 个月内癫痫的累积发病率为 71.4%,主要癫痫类型是婴儿痉挛 (83.1%)。癫痫发作的最高发病率发生在3至9个月龄之间,直到15个月龄之前,这种风险仍然很高。婴儿痉挛的发病率在4至7个月龄之间达到峰值,随后在12个月龄后,局灶性癫痫的发病率增加。所有儿童都有神经影像学结果,100%为异常。在接受计算机断层扫描评估的74名儿童中,78.4%的儿童被诊断出皮质异常,在接受磁共振成像评估的53名儿童中,100%的儿童被诊断出皮质异常。总体而言,65名患有癫痫的儿童中只有46.1%对治疗有反应。
常染色体隐性原发性小头畸形(MCPH)是一种临床和遗传性异质性神经发育障碍。与年龄/性别匹配的对照相比,“小头畸形”一词用于患者头围减小并因此减小脑大小的情况。这个小的大脑大小主要是由于大脑皮质的尺寸降低。尽管在结构上,大脑看起来正常[1]。MCPH通常与其他症状有关,例如智力残疾,言语延迟和运动技能。某些受影响的孩子可能具有其他特征,例如狭窄的额头,癫痫发作或矮小的身材,如前所述[2]。在下一代测序技术(NGS)出现之前,已经对常染色体隐性病例的遗传诊断主要是通过基因组宽纯合映射进行或鉴定的,然后是候选基因测序。然而,随着最近的进步,NGS技术已被广泛用作这些罕见疾病(包括MCPH和其他神经系统疾病)的成功分子诊断工具[3-5]。已经确定了19个针对MCPH和相关表型的基因,其中一半的病例涉及因果变异鉴定的WES分析[3,5]。我们最近发现了一种新的候选基因,用于使用WES分析的全基因组纯合绘制映射的组合,用于沙特家族中一种新型综合征的原发性小头畸形形式[6]。
一个13个月大的女孩在3周时被诊断为先天性脑感染不确定的病因。她精神智障,患有癫痫发作障碍。她的头部凸起的是37.7厘米,小于她年龄的第三个百分点,在1 Y2个月大的第50个百分位数[2]。ct(图1)显示与严重的心室肿瘤和Ca lvarium的增厚相关的弥漫性室性室ca lciaciation。由计算出的头部面积(89 cm 2)确定,她的头是微脑的,比她年龄的第五百分点的值,在2个月中的第五个百分点。产品为124 cm 2(12 .6 x 9.8厘米),又比她的年龄的第五百分点少,在2个月大的第50个百分位数。可能的放射学诊断是弓形虫病,但不能排除病毒感染性疾病。