常染色体隐性肢带型肌营养不良症 21 (LGMDR21) 是由蛋白质 O-葡萄糖基转移酶 1 (POGLUT1) 的致病变异引起的,该酶负责对 50 种哺乳动物蛋白质(包括 Notch 受体)中发现的特定表皮生长因子 (EGF) 重复序列进行 O-糖基化。先前的患者活检数据表明,Notch 信号传导受损、肌肉干细胞减少和分化加速可能与疾病病因有关。使用患者诱导的多能干细胞 (iPSC)、其校正同种型和对照 iPSC,基因表达谱分析表明 POGLUT1、NOTCH、肌肉发育、细胞外基质 (ECM)、细胞粘附和迁移的失调是相关通路。它们还表现出体外 POGLUT1 酶活性和 NOTCH 信号传导降低以及肌肉生成、增殖、迁移和分化缺陷。此外,体内研究表明植入、肌肉干细胞形成、PAX7 表达和维持显著减少,同时间质中错误定位的 PAX7 + 细胞百分比增加。使用 CRISPR-Cas9 切口酶对患者 iPSC 进行基因校正可挽救主要的体外和体内表型。这些结果证明了 iPSC 和基因校正在疾病建模和表型挽救中的功效,并提供了肌肉干细胞生态位定位、PAX7 表达和细胞迁移作为 LGMDR21 的可能机制参与的证据。
婴儿型庞贝病 (IOPD) 是由溶酶体酸性 α-葡萄糖苷酶 ( Gaa ) 突变引起的,表现为快速进展的致命性心脏和骨骼肌病,而合成的 GAA 静脉输注不能完全缓解这种症状。目前可用的小鼠模型不能完全模拟人类 IOPD,而是表现出骨骼肌病和晚发型肥厚性心肌病。由于该模型带有 Cre-LoxP 诱导的小鼠 Gaa 基因外显子破坏,因此也不适用于基于基因组编辑的治疗方法。我们报告了一种新型小鼠 IOPD 模型,该模型利用 CRISPR-Cas9 同源重组生成,携带直系同源 Gaa 突变 c.1826dupA (p.Y609 * ),从而导致人类 IOPD,并早期出现严重肥厚性心肌病。我们证明了使用单链寡核苷酸供体的双 sgRNA 方法对 Gaa c.1826 基因座具有高度特异性,并且没有基因组脱靶效应或重排。心脏和骨骼肌缺乏 Gaa mRNA 和酶活性,并积累了高水平的糖原。小鼠表现出骨骼肌无力,但没有经历早期死亡。总之,这些结果表明 CRISPR-Cas9 产生的 Gaa c.1826dupA 小鼠模型重现了人类 IOPD 的肥厚性心肌病和骨骼肌无力,表明其可用于评估新型疗法。
divenne肌肉营养不良是由DMD基因突变引起的X连锁遗传肌肉疾病。肌营养不良蛋白稳定肌纤维的细胞膜,缺乏肌营养不良蛋白会导致骨骼肌和心脏的功能逐渐丧失,最终导致死亡。
亨廷顿氏病(HD)主要影响大脑,导致混合运动障碍,认知能力下降和行为异常。它还引起涉及骨骼肌的外周表型。线粒体DYS功能已在HD模型的组织中报道,包括骨骼肌,以及来自HD患者的淋巴细胞和成纤维细胞浮雕。突变的亨廷顿蛋白(Muthtt)表达会损害线粒体质量控制并加速线粒体衰老。在这里,我们获得了新鲜的人类骨骼肌,这是一种有线后组织,自出生以来,在生理水平上表达突变的HTT等位基因,以及HTT CAG重复膨胀突变携带者的原代细胞系,并匹配健康的志愿者,以检查人类HD中是否存在这种线粒体表型。使用超深线粒体DNA(mtDNA)测序,我们显示了影响氧化性PHOS磷酸化的mtDNA突变的积累。组织蛋白质组学表明MTDNA维持的障碍,线粒体生物发生的增加,氧化磷酸化效率较低(较低的复合物I和IV活性)。在全长muthtt中表明了原代人细胞系,裂变诱导的线粒体应激导致正常的线粒体。相比之下,高水平的N末端Muthtt片段的Ex压缩促进了线粒体裂变,导致线粒体裂变较慢,动态线粒体较低。由于体细胞核HTT CAG不稳定性引起的高水平Muthtt片段的表达会影响线粒体网络动力学和线粒体,从而导致致病性mtDNA突变。我们表明,突变体HTT的终生表达引起的线粒体表型,指示新鲜的有丝分裂后人类骨骼肌的mtDNA不稳定性。因此,基因组不稳定性可能不限于核DNA,在核DNA中,它会导致在诸如纹状体神经元之类的特别脆弱细胞中HTT CAG重复长度的体细胞扩张。除了针对因果突变的努力外,促进线粒体健康可能是治疗HD等DNA不稳定性疾病的互补性层次。
亨廷顿氏病(HD)主要影响大脑,导致混合运动障碍,认知能力下降和行为异常。它还引起涉及骨骼肌的外周表型。线粒体DYS功能已在HD模型的组织中报道,包括骨骼肌,以及来自HD患者的淋巴细胞和成纤维细胞浮雕。突变的亨廷顿蛋白(Muthtt)表达会损害线粒体质量控制并加速线粒体衰老。在这里,我们获得了新鲜的人类骨骼肌,这是一种有线后组织,自出生以来,在生理水平上表达突变的HTT等位基因,以及HTT CAG重复膨胀突变携带者的原代细胞系,并匹配健康的志愿者,以检查人类HD中是否存在这种线粒体表型。使用超深线粒体DNA(mtDNA)测序,我们显示了影响氧化性PHOS磷酸化的mtDNA突变的积累。组织蛋白质组学表明MTDNA维持的障碍,线粒体生物发生的增加,氧化磷酸化效率较低(较低的复合物I和IV活性)。在全长muthtt中表明了原代人细胞系,裂变诱导的线粒体应激导致正常的线粒体。相比之下,高水平的N末端Muthtt片段的Ex压缩促进了线粒体裂变,导致线粒体裂变较慢,动态线粒体较低。由于体细胞核HTT CAG不稳定性引起的高水平Muthtt片段的表达会影响线粒体网络动力学和线粒体,从而导致致病性mtDNA突变。我们表明,突变体HTT的终生表达引起的线粒体表型,指示新鲜的有丝分裂后人类骨骼肌的mtDNA不稳定性。因此,基因组不稳定性可能不限于核DNA,在核DNA中,它会导致在诸如纹状体神经元之类的特别脆弱细胞中HTT CAG重复长度的体细胞扩张。除了针对因果突变的努力外,促进线粒体健康可能是治疗HD等DNA不稳定性疾病的互补性层次。
解剖学讲义 第 3 节:神经系统 中枢神经系统:大脑和脊髓 神经系统在解剖学和功能上分为两部分,中枢神经系统(大脑和脊髓)和周围神经系统(神经节、12 对脑神经和 31 对脊神经)。周围神经系统 (PNS) 可进一步划分为躯体神经系统 (SNS)(整合对骨骼肌的控制)和自主神经系统 (ANS)(大部分情况下自动调节重要的内脏器官和系统)。大脑 在解剖学上,我们可以根据信息处理的方式将大脑分为六 (6) 个部分: 1. 大脑 2. 间脑 3. 中脑 4. 小脑 5. 脑桥 6. 延髓 右侧是大脑的中矢状切面,显示了人脑的各个区域和六个主要部分(红色圆圈数字),从信息处理的最高级别到最低级别。 1. 大脑 大脑是人脑中最大、最发达的区域(见上文),被认为是最高功能的中心。其主要功能包括: 对感官知觉的意识;对运动的自主控制(调节骨骼肌运动);语言;性格特征;复杂的心理活动,如思考、记忆、决策、预测能力、创造力和自我意识。大脑由 5 个脑叶组成,以下是有关它们的一些基本信息:额叶 - 位于额骨内,是 5 个脑叶中最大、最复杂的脑叶,与人类的高级智力功能和行为方面有关。初级运动皮层控制身体骨骼肌的运动。顶叶 - 受颅骨顶骨保护,该脑叶主要负责解释和整合身体感觉输入。体感皮层与触觉、振动、温度和一般身体感觉的接收和感知有关。还涉及空间定向、运动协调、阅读、写作和数学计算。
我的研究重点是研究与年龄相关疾病的致病机制,例如癌症和神经退行性疾病。专注于前列腺癌和具有性偏见的癌症,以及脊柱骨骼肌肉萎缩和肌萎缩性侧面硬化症,我的研究有助于表明:1)翻译后修饰(PTM):磷酸化和精氨酸甲基化的功能促进蛋白的功能和刺激性的毒性,使蛋白质的毒性具有启发性,并具有刺激性的毒性。因为这些PTM具有治疗潜力; 2)外围组织:我们有助于表明骨骼肌有助于体重减轻,能量不平衡和神经元变性,损害通常是主要的,并且不是神经元功能障碍和损失的继发性,而骨骼肌是一种有价值的治疗靶向靶向组织; 3)基因表达的表观遗传失调:我们表明,表观遗传作者是由作为转录因子的疾病蛋白招募的,并有助于与年龄相关的疾病的发病机理。基于我们的工作,将两种化合物,胰岛素样生长因子1和β-激动剂(clenbuterol)转化为SBMA的II期临床试验。
线粒体DNA是研究和诊断领域的广泛测试的遗传标记。尽管如此,对不同组织中其丰度和质量的了解仍然很少。为了获得有关mtDNA含量和质量的更深入的知识,我们研究了九个组织,包括血液,骨骼,脑,头发(根和轴),心肌,肝脏,肺,肺,骨骼肌,骨骼肌和颊粘膜,以及使用两个实时定量PCR的个体使用,具有不同的基于PCR的个体,具有不同的MTDNA和NDNA和NDNA的ndnna和NDNDNA。结果表明,nDNA的数量是估计个体组织中mtDNA量以及跨个体组织的较弱的替代物。尤其是头发显示出极大的变化,描绘了每个头发碎片的多个mtDNA分子的范围。此外,降解可能会导致PCR可用的片段更少。结果要求在下游基因分型测定之前平行确定mtDNA的数量和质量。