经典遗传学和表观遗传学范文

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经典遗传学和表观遗传学

篇1

1.巴氏小体案例在遗传学教学中的应用

2.下一代测序技术在表观遗传学研究中的重要应用及进展

3.遗传学教学中在细胞与分子水平上理解等位基因的显性与隐性

4.果蝇唾腺多线染色体研究进展及其在遗传学教学中的应用

5.以人类血型为遗传学案例教学的思考与实践

6.表观遗传学药物的研究进展

7.表遗传学几个重要问题的述评

8.构建优质教学体系,促进《遗传学》精品教育

9.小鼠毛色遗传的控制机制及其在遗传学教学中的应用

10.肝癌发生的分子遗传学和表遗传学研究

11.景观遗传学原理及其在生境片断化遗传效应研究中的应用

12.以遗传信息为主线的遗传学教学架构及与其他课程的衔接

13.认知过程中的表观遗传学机制

14.我国高校遗传学教材的出版与使用现状的调查

15.表观遗传学:生物细胞非编码RNA调控的研究进展

16.表观遗传学视角下运动干预阿尔茨海默病的机制分析

17.遗传学与基因组学整合课程探讨

18.表观遗传学研究进展

19.癫痫表观遗传学研究进展

20.不仅仅是遗传多样性:植物保护遗传学进展

21.利用文献精读教学新模式优化遗传学教学

22.2015年中国医学遗传学研究领域若干重要进展

23.发展行为遗传学简介

24.光遗传学技术应用于动物行为学在神经回路中的研究进展

25.表遗传学推动新一轮遗传学的发展

26.生物教育专业《遗传学》教学改革的探索

27.糖尿病肾病遗传学研究进展

28.肿瘤表观遗传学研究热点的聚类分析

29.浅谈高校《遗传学》课程教学改革与实践

30.2015年中国微生物遗传学研究领域若干重要进展

31.利用经典文献优化《遗传学》双语教学

32.孟德尔豌豆基因克隆的研究进展及其在遗传学教学中的应用

33.表观遗传学在肺癌诊治中的研究进展

34.人格行为遗传学研究的两类取向

35.害虫遗传学控制策略与进展

36.表观遗传学及其应用研究进展

37.阿尔兹海默病的表观遗传学机制及相关药物研究

38.胃癌遗传学及表遗传学研究进展

39.遗传学在胆管细胞癌发展中的重要性

40.子痫前期表观遗传学研究进展

41.行为遗传学:从宏观到微观的生命研究

42.遗传学史在遗传学教学中的作用

43.男性不育的遗传学评估

44.表观遗传学与肿瘤干细胞

45.开放式教学在遗传学实验教学中的探索与实践

46.表观遗传学调控与妇科肿瘤发生、演进及治疗的研究进展

47.规律运动干预人类衰老过程的表观遗传学机制研究进展

48.表观遗传学及其在同卵双生子研究中的新进展

49.分子群体遗传学方法处理鲤形态学数据的适用性

50.番茄果重数量性状基因的研究进展及在遗传学教学中的应用 

51.遗传学教学中遗传学史及科学方法论的教育

52.景观遗传学:概念与方法

53.孤独症的遗传学和神经生物学研究进展

54.肺癌表观遗传学的研究进展

55.肿瘤的表观遗传学研究

56.遗传学课程群的设置和思考

57.《遗传学》课程的建设与优化

58.表观遗传学在中枢神经系统退行性疾病中的研究进展

59.遗传学实验教学体系的改进

60.肝癌表观遗传学研究进展

61.保护生物学一新分支学科——保护遗传学

62.表观遗传学在淋巴系统肿瘤研究中的新进展

63.大肠癌的表观遗传学研究进展

64.重视经典遗传学知识体系构建和学生自学能力的培养

65.植物化学遗传学:一种崭新的植物遗传学研究方法

66.关联分析及其在植物遗传学研究中的应用

67.表观遗传学及现代表观遗传生物医药技术的发展

68.三阴性乳腺癌与表观遗传学研究现状

69.构建培养新型医学人才的医学遗传学课程体系改革

70.骨髓增生异常综合征的遗传学检测研究进展

71.钉螺遗传学及其生物学特性的研究进展

72.羞怯:来自行为遗传学的观点

73.遗传学探究性实验教学的思考及实践

74.“教学、实践、科研、临床”四位一体的医学遗传学教学体系建设探索与实践

75.国内高校遗传学教材发展研究

76.男性生殖遗传学检查专家共识

77.肿瘤表遗传学研究的进展

78.创新性遗传学大实验对提高大学生综合能力的研究

79.白内障表观遗传学研究的现状及进展

80.遗传学研究性实验教学模式探索与创新人才培养

81.表观遗传学在木本植物中的研究策略及应用

82.高通量测序技术结合正向遗传学手段在基因定位研究中的应用

83.激发与培养学生学习遗传学兴趣的教学途径

84.从表观遗传学开展复杂性疾病证候本质的研究

85.蓝藻分子遗传学十年研究进展

86.建设遗传学课件体系 提高多媒体教学质量

87.表观遗传学与肿瘤

88.原发性肝癌的表观遗传学及其治疗

89.青少年焦虑、抑郁与偏差行为的行为遗传学研究

90.儿童孤独症的遗传学研究进展

91.本科生遗传学实验教学的改革探讨

92.与闭经有关的遗传学问题

93.多媒体教学在遗传学“三点测验”教学中的实践

94.一个实用的群体遗传学分析软件包——GENEPOP3.1版

95.论从“肾为先天之本”到“中医遗传学”

96.《遗传学》多媒体教材的编写与实践

97.肺癌的表观遗传学研究进展

98.无创性产前遗传学检测研究进展

篇2

由于遗传学在生命科学中具有不可替代的重要作用,其教学方法、教学模式的探索和研究近些年倍受关注。近年来,研究性教学在各高等院校不断地被提出,黑龙江八一农垦大学生命科学学院也把研究性教学改革不断地深入到各学科教学中去。作为遗传学教师,笔者在教学过程中不断地进行着研究性教学的实践和思考。

研究性教学是在‘‘发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”的理论基础上发展起来的,其认为学生学习的过程与科学家研究的过程在本质上是一致的,强调将教学与研究结合作为大学教学的基本思想,注重提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,对培养创新型人才非常重要。研究性教学模式的核心理念是以实践中的真实问题为基础,将学生置于真实的情境中学习,培养学生的学习能力、创新能力和实践中的动手能力,增强学生对工作的适应能力,使教学与研究相统一m。研究性教学是以学生为主体,以问题为核心(PBL)去获取知识和应用知识的教学模式。研究性教学的内涵主要包括:教师把研究的思想、方法和取得的新进展引入教学活动;教师以研究的形式组织教学活动,打破原有的完整的学科逻辑和机械的顺序;学生积极参与研究之中,在研究中学习、成长,养成独立思考的气质和批判。

笔者根据研究性教学的规律及遗传学学科的特点,在教学过程中对以下几方面的问题进行了探索和实践。

1发挥学生的主动性和创造性,培养学生的思辨能力和独立思考能力

党的十指出,科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色的自主创新道路,以全球视野谋划和推动创新,提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力,更加注重协同创新。这一论述充分体现了科技创新在经济和社会发展中的重要地位,也为高等教育提出了未来人才培养的方向。大学作为本科生培养基地,肩负着培养有创新精神和实践能力的高素质人才的重大历史使命。高校毕业生的质量直接关系到一个国家科技人才的整体实力和水平,高校教师如何改革现有的教学方法和模式,培养具有学习能力、自我创新能力的大学生,是目前教育教学过程中亟待解决的问题。

研究性教学模式具有极强的实践性。研究性教学模式特别注重教学与研究相结合,理论与实际相统一。研究性教学模式不只强调背诵、理解复述和模拟,而是注重培养学生的科学思维、自主意识、团队协作精神和工作责任心,强调培养学生获取与归纳整理信息的能力、分析解决问题的能力、展示成果与表述观点的能力。创新能力的培养不可能仅依靠获得知识,很大程度上还依赖于学生的直接经验的积累,因此切实加强研究性实践教学,对提高学生的实践能力是至关重要的。创新型人才的培养目标要求学生既要学会动手又要学会动脑;因此,教师在教学过程中要树立研究性教学为主的教学观,运用正确的教学法,积极探讨、推动教学研究和改革,培养学生主动探求知识的主体精神,动手、动脑的能力和创造性思维及创造精神。研究性教学过程从讨论问题开始,需要涉猎大量的资料,课程学习本身不仅在于学习知识,还在于掌握学习知识的方法。研究性教学以学生为主体的教学模式强调了学生在学习过程中的核心地位,教师只起引导、示范、鼓励、辅导和监控的作用,这种模式可以最大限度地调动学生学习的主动性和积极性,培养学生自主学习及独立分析和解决问题的能力。在遗传学的教学过程中可以采用问题式、讨论式、互动式课堂教学,从而达到更好的教学效果,在客观上具有一定的可行性。以学生为主体的教学模式关键在于课前的认真准备和教师在课堂上的灵活调控。

2专业知识教学和实验技术教学相结合

遗传学是一门在实验基础上发展起来的学科,尤其是现代遗传学技术的突飞猛进发展和遗传学知识的大量增加,都给学生的学习带来了一定的难度。因此,遗传学采用什么样的授课方法才能使学生掌握基本知识,提高学生的创新能力一直倍受教育工作者的关注。一些遗传学教师的教学经验表明,在遗传学授课过程中,适当地讲授遗传学研究的基本实验技术和遗传学研究材料的获得方法对帮助学生理解遗传学知识是非常重要的。例如,在介绍分子标记选择辅助育种的研究进展时,对分子标记的定义、类型、发展和每种标记的用途进行讲解,对遗传学研究材料如重组自交系和近等基因系群体的构建方法及其在基因定位和育种研究中的应用等知识进行回顾,大大增强了学生对专业知识的理解。在实验技术的教学方面,应不断地给学生介绍最新技术在遗传学研究中的作用以及不同技术在某一研究领域的时效性3。在内容上,尽量安排生动丰富且易于操作的实验项目,增加一些设计性和综合性的实验项目,尤其是近期,随着表观遗传学研究的日渐深入,适当地增加该方面的实验课程对帮助学生理解基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等表观遗传学对生物性状的改变所起的作用,可以开展表观遗传抑制剂对细胞周期调控的分析及RNA干扰基因沉默的遗传分析等实验。

3为学生提供具有时效性、权威性和新颖性的阅读材料

随着遗传学科的快速发展,研究领域不断拓宽,新技术、新成果不断涌现,任何一部教材都难以跟上遗传学快速发展的步伐,因此必须借助网络等媒体实现知识的不断更新。在教学过程中,教师可适当地借鉴〈(Science〉〉、《Nature》以及分子细胞生物学领域的一些国际权威杂志上的综述性文章作为教学中的补充内容,使学生在学习经典遗传学理论的同时,对分子遗传学和现代遗传学的发展有更深入的理解。如在研究癌症的遗传学基础时发现,一半以上癌症的发生过程中伴有p53突变。p53在正常细胞中寿命短、含量低,与细胞周期控制、DNA修复、衰老、血管生成和细胞凋亡密切相关。当p53发生突变时,细胞逃脱正常细胞生长的限制,使突变从一代细胞传到下一代细胞,这为癌症的发育创造了条件。在给学生授课的过程中,跟踪遗传学的最新研究动态,如引入p53等遗传学研究进展,可大大激发学生学习的积极性?。表观遗传学目前也是遗传学重要的补充,如乙酰化酶家族和染色体易位、转录调控、基因沉默、细胞周期、细胞分化与增殖以及细胞凋亡相关,从而对生物体的性状产生了影响。而非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节,也可对单个基因活性进行调节,它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。在教学过程中,适量增加表观遗传学的知识,可以极大地丰富学生的知识量及对科技前沿知识的认识,为提高学生的科技创新能力奠定基础。

4案例式和情境式教学相结合,激发学生内在的学习动力

案例教学法(Casemedthodteaching,CMT)是根据教学目标和培养目标的要求,在学生掌握了有关的基础知识和基本理论的基础上,教师在教学过程中选择典型案例并以恰当的形式给学生展示,把学生带入一个特定情境中,在教师的指引下由学生自己依靠其知识结构和背景,在这种案例情境中发现、分析和解决问题,培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法5。案例教学法最大的特点就是模拟实践经验,增强学生实践的能力。遗传学教师在注重理论知识讲授的同时,要穿插与实际生活密切相关的大量案例,培养学生分析问题和动手实践等能力。

在遗传学教学过程中,注重教学内容与人类生活及人类疾病相结合,加强学生对教学内容的认识和遗传知识的深化。在讲授单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病时,可与临床中真实的遗传病相联系,如常见的单基因遗传性疾病一白化病、苯丙酮尿症、黑尿症、先天性聋哑、高度近视,多基因遗传性疾病一原发性高血压、支气管哮喘、冠心病、青少年型糖尿病、类风湿性关节炎、精神分裂症、癫痫、先天性心脏病,染色体遗传性疾病一“21三体”综合征、猫叫综合征等。针对这些疾病,巧妙设计引导式问题,囊括大纲要求的知识点,突出遗传学的课程特色。在该模式下的教学过程中,学生不是被动地学、记忆和理解教师所教授的知识,而是在教师的指导下,将学生置于可以从不同角度看待事物的环境,问题情境便能够吸引并维持他们的兴趣,使他们积 极寻找解决问题的方法,创造性地得出结论,从而激发学生学习的内在动力。

5加强遗传学教师师资队伍建设,为研究性教学提供人才保障

过去,很多高校过于注重结果性评价而忽视过程评价,无法对教师的研究性教学能力和学生的实践能力作出公正而又科学的评价H。目前,黑龙江八一农垦大学已经非常重视研究性教学的实施,并为此做出很多努力和尝试。遗传学作为生命科学的重要课程,其教师队伍的整体水平是制约教学效果的一个重要因素。没有一支高水平的教师队伍一切将成为空谈。为了提高研究性教学水平,学校组织教师到优秀研究性教学能手的课堂上听课,通过学习其他课程的课堂教学方法、教学模式,为遗传学更好地进行研究性教学提供了教学案例。此外,学校年轻的遗传学教师可以通过培训、进修等形式提高专业水平。最后,如果想成功地进行研究性教学,授课教师必须进行学科专业的科学研究。授课教师要随时关注遗传学领域的最新发展动向,将权威杂志中介绍这门学科研究的新概念、新发现、新思路和新方法的文献综述引入课堂。这些参考文献学术水平高、内容新、难度适中,开阔了学生的视野,对他们很有吸引力。教师只有通过科研,才能真正理解本学科教材的内在联系,把握住本学科的发展趋势,及时吸纳学科内最新科研学术成果,适时地把学生引入本学科知识和科研的前沿,引导学生在科研实践中增长才智、得到锻炼,激发学生的创造欲望,通过科研、实验等手段培养学生的创新能力。

篇3

[关键词]表观遗传修饰;DNA甲基化;牙周病;炎症;细胞因子

[中图分类号]R 781.4[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.02.034

Association between epigenetic modification and periodontal diseasesLei Dan, Jiang Su, Wu Yafei, Zhao Lei.(Dept. of Periodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China)

[Abstract]Periodontitis is a multifactorial infection characterized by inflammation and destruction of tooth supporting tissues, the main cause of tooth lost. The pathogenesis is complex. Not only the periodontal pathogens and its metabolites damage the tooth supporting tissues directly, but also trigger immune response. Cytokines are pro-ducted during the immune response. In recent years, some researches demonstrated that the expressing of cytokines gene was regulated by epigenetic modification. Owing to cytokines, epigenetic modification has something to do with the periodontitis. In this review, the epigenetic modification involved in periodontitis and research progress were discussed.

[Key words]epigenetic modification;DNA methylation;periodontitis;inflammation;cytokine

表观遗传学的概念与遗传学相对,1942年,沃丁顿最早提出了“epigenetics”一词,主要指研究基因型和表型之间的关系。1987年,霍利迪针对“epigenetics”给出更进一步的定义[1],即现在比较统一的认识,他认为其是一门主要研究没有DNA序列改变并且可以遗传的基因功能变化的学科。表观遗传机制主要是通过调控基因转录来调节基因的表达,表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、DNA乙酰化、基因印记、基因沉默等[2]。本文就DNA甲基化和组蛋白乙酰化与牙周病的相关性作一综述。

1表观遗传学及相关概念

1.1DNA甲基化

DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMT)的作用下,催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体,将一个甲基基团添加到DNA分子中的碱基上。这种甲基基团的添加主要发生在DNA的转录启动因子CpG岛(基因组中富含CpG二核苷酸的一些区域)内的胞嘧啶C5上的碳原子,形成5-甲基胞嘧啶[3]。DNA甲基化后,能直接干扰特异转录因子,如核因子-κB与启动子的识别位置结合,甲基CpG结合蛋白与转录因子竞争性结合甲基化DNA位点,均可使转录因子与DNA分子的结合减少,因此DNA甲基化会抑制特定基因的转录过程。如果DNA未发生甲基化或者去甲基化后,特定转录因子与DNA分子的结合会恢复正常或者增多,因此DNA去甲基化能够促进特定基因的转录过程[4]。

1.2染色体组蛋白修饰

组蛋白是染色质基本结构单位核小体的核心部分,外周被DNA缠绕。当组蛋白发生结构改变,即发生组蛋白修饰时,常常会影响基因的转录和表达。目前,有关组蛋白修饰的研究多集中在组蛋白乙酰化方面。组蛋白乙酰化是组蛋白乙酰基转移酶(histone acetyltransferase,HAT)将乙酰辅酶A的乙酰基部分转移至组蛋白氨基末端上特定赖氨酸残基的ε-氨基基团上。带负电的乙酰基消除了氨基基团的正电荷,此时DNA分子本身的负电荷使得DNA构象展开、核小体结构松弛。松弛的核小体结构可促进转录因子与DNA分子的接触,因此组蛋白乙酰化激活了特定基因的转录过程;当组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)移去组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基时,组蛋白恢复正电性,增加了与DNA之间的吸引力,使启动子不易接近转录调控元件,从而反向抑制特定基因的转录[5]。

近年来,许多学者进行了表观遗传修饰的相关研究,大多涉及的均是肿瘤、癌症、自身免疫性疾病等,对炎症性疾病的研究较少。

2炎症发生的分子机制

炎症反应以免疫细胞的渗出为其重要特征,渗出的免疫细胞分泌的细胞因子与炎症的发生发展紧密相关。免疫细胞主要包括T细胞、B细胞、单核吞噬细胞和树突细胞等。T细胞是参与炎症反应的重要免疫细胞,慢性炎症炎灶部位出现大量激活的CD4+T辅助细胞(T helper,Th),识别并帮助CD8+Th细胞杀死外源病原菌。CD4+Th细胞还能分化为多种效应T细胞:Th1、Th2、Th17。

3表观遗传修饰对炎症反应的调控

3.1Th1/Th2细胞的分化及其细胞因子

天然CD4+T细胞在抗原呈递细胞信号作用下,分化为Th1或者Th2细胞,发挥不同的免疫功能。Th1细胞能够调节细胞免疫,分泌干扰素(interferon,IFN)-γ、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白细胞介素(interleukin,IL)-2等细胞因子抵抗细胞内的细菌或病毒。Th2细胞介导体液免疫,分泌IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子,抵抗胞外病原体[6]。

天然CD4+T分化为Th1和Th2细胞依赖于表观遗传修饰。包括各自特异性细胞因子基因的组蛋白乙酰化和DNA甲基化等。Th1细胞的分化受ifn-γ基因DNA低甲基化及组蛋白3高乙酰化和Th2的特征细胞因子———il-4、il-5、il-13基因的表观遗传沉默的调控,而Th2细胞分化则受il-4、il-13基因的组蛋白3快速乙酰化和Th1特征细胞因子———ifn-γ基因的表观遗传沉默的调控[7]。

3.2Th17细胞分化及细胞因子

CD4+T除分化为Th1和Th2外,近年来发现了一种新的Th细胞亚群,即Th17细胞。Th17细胞分泌IL-17和IL-17F,具有较强的促炎性,在炎症疾病中具有重要作用。与Th1、Th2的分化一样,Th17的分化也受表观遗传修饰的调控,其特点为il-17基因启动子区存在组蛋白乙酰化和甲基化现象[8]。

3.3CD8记忆性T细胞的分化及其细胞因子

CD4+T细胞与CD8+T细胞的激活密切相关。天然CD8+T细胞激活分化为CD8记忆性T细胞(CD8 memory T cells,CD8Tm)。CD8Tm能分泌促炎细胞因子,如IL-2、IFN-γ,参与炎症反应。CD8+T分化为CD8Tm的过程中受表观遗传修饰的调控,其特点是细胞因子il-2和ifn-γ基因启动子区DNA低甲基化和ifn-γ基因启动和增强区的组蛋白乙酰化[9]。

综上可知,炎症反应中的免疫细胞在发挥定向分化功能的过程中,存在表观遗传修饰,与炎症性疾病的发展密切相关[10]。

4表观遗传修饰与牙周病的调控

4.1对基因的调控

现在人们普遍认为,研究表观遗传现象的一个经典模式就是双胞胎。同卵双生的2个人具有完全相同的基因组,在同样的环境中长大后,他们在性格、健康方面仍会有较大的差异[11]。

在对双胞胎牙周疾病的研究中,学者们发现其牙周病的表型往往有所不同。Torres de Heens等[12]在排除了教育程度、吸烟、病原菌等的影响,对同卵双胞胎的牙周病表型进行研究后发现,同卵双胞胎之间的附着丧失、牙槽骨吸收程度均不一致,且双胞胎年龄越大,牙周病表型的差异性也越大。由此提示,表观遗传修饰可能参与了牙周病相关基因表达的调控。

X染色体上的基质金属蛋白酶组织抑制因子(tissue inhibitor of metallo proteinase,timp)-1基因表达产物TIMP-1是基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)的抑制因子,其可通过酪氨酸蛋白激酶和丝裂素活化蛋白激酶途径促进破骨细胞的骨吸收作用;在高浓度时抑制MMP活化,在低浓度时反而促进MMP的活化。正常状态下,女性2条X染色体中的一条处于甲基化修饰状态时,此X染色体上的基因不表达[13]。国内外学者均在女袭性牙周炎患者中发现,2条X染色体上的timp-1基因都处于去甲基化状态时,才有活性表达,由此会引起TIMP-1生成增多,促进牙槽骨吸收。男性只有一条X染色体,由此提示,女袭性牙周炎的发病率高于男性可能与timp-1基因的表达有关[14]。

4.2牙周致病菌

牙龈卟啉单胞菌、伴放线放线杆菌是常见的牙周致病菌,检出率高,致病作用确定。

牙龈卟啉单胞菌是检出率最高的牙周致病菌,与牙周病密切相关。伴放线放线杆菌的致病性与其毒力因子密切相关,如菌毛和囊泡可介导其对宿主上皮细胞的黏附、侵入,毒素分泌等[15]。DNA腺嘌呤甲基转移酶是DNA甲基化的关键酶,与革兰阴性菌的生物功能相关,可调节毒力相关基因的表达。Wu等[16]在研究伴放线放线杆菌时发现,敲除dam基因的菌株和标准菌株与人口腔上皮癌细胞黏附后,缺乏株分泌的白细胞毒素是标准株的24倍。这可能是因为敲除dam基因后,伴放线放线杆菌白细胞毒素基因的DNA甲基化减少,呈低甲基化状态,dam基因的表达增强导致的。但具体作用机制不明确,需进一步研究证明。

4.3调控牙周炎症反应

4.3.1发病机制牙周病的始动因子是牙菌斑。菌斑微生物及其毒性产物引发并驱动炎症反应,同时激活宿主的免疫细胞,产生并释放多种细胞因子。IL、IFN、转化生长因子-β、TNF、前列腺素E2等,能调节破骨细胞的分化,导致牙槽骨吸收。MMP可以直接破坏和降解胶原,还可以通过分泌细胞因子,降解结缔组织,并使其降解持续和延长,是牙周组织破坏的最主要侵袭者。牙周炎发病过程中,涉及的细胞因子主要有IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-α、MMP等。

4.3.2调控牙周病相关细胞因子表观遗传修饰调控细胞因子基因的表达,DNA高甲基化和组蛋白去乙酰化可抑制细胞因子的表达,而DNA低甲基化和组蛋白乙酰化则能促进基因的表达。在牙周炎患者中,常常有多种细胞因子的表达增高。有研究[17-19]发现,细胞因子的分泌增多与其基因的表观遗传修饰存在相关性。慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中,ifn-γ、il-6、tnf-α基因启动子区DNA常常处于低甲基化状态,促进了相应的mRNA表达增多,分泌了IFN-γ、IL-6、TNF-α蛋白[20]。牙周炎活动期ptgs2基因启动子DNA甲基化仅为静止期的1/5,因此活动期PTGS2的表达较静止期明显增多。在侵袭性牙周炎和慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中,il-8基因启动子区的低甲基化均明显高于健康对照组。由此可见,表观遗传修饰的DNA甲基化能够调控ifn-γ、il-6、tnf-α、ptgs2、il-8基因的转录,在牙周炎症的发生发展中起一定的作用。

5小结和展望

表观遗传修饰的DNA高甲基化能抑制细胞因子基因的表达,反之则可促进其表达,此过程的调控依赖于DNA甲基转移酶和组蛋白去乙酰化酶,以及它们的促进剂或抑制剂[21]。表观遗传修饰与牙周病的相关性尚处于探索阶段,学者们在牙周炎症组织中发现存在表观遗传修饰的改变,但其具体机制尚不明确,需进一步研究。

6参考文献

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篇4

关键词:医学分子生物学 实验教学 教学改革 综合性实验

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0037-03

21世纪以来,随着人类基因组计划的完成,医学分子生物学作为分子生物学的重要分支得以迅猛发展,其理论与技术早已广泛渗透到生命科学的各领域,同时也成为横跨基础医学与临床医学的桥梁课程。我校于2003年为医学本科生开设了医学分子生物学理论课的教学,实验课的教学由于经费、场地、仪器等因素的限制,仅针对检验专业学生开设,其教学任务由医学基础研究中心医学分子生物学实验室承担。通过多年的教学实践和摸索,我们在现有的条件和办学特色定位下及实验教学基础上,针对检验专业本科生教育的特点,于2011年起,我们对医学分子生物学实验课教学改革进行了初步探索,以期促进本学科实验教学工作的发展,达到提高教学质量和培养学生综合实践能力的目的。

1 医学分子生物学实验教学的重要性

医学分子生物学主要致力于阐明生物大分子结构、功能、调控机制以及人体各种生理和病理状态的分子机制[1]。这些内容十分抽象而无直观的实体,其中所涉及到的生理、生化过程,学生仅从书面上是无法进行形象化的观察和认知。因此,作为一门实践性和应用性很强的学科,实验教学在医学分子生物学整个教学过程中占有重要地位。通过实验课的学习,不仅能验证课堂上所学到的理论基础,增强学生对知识的理解和掌控能力,而且能够激发学生的学习兴趣,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的实际能力。

2 对医科生全面推行医学分子生物学实验课教学的改革势在必行

医学分子生物学是生命科学发展中最重要的前沿学科之一,其发展依赖于反复的实验验证,故具有实验性强的特点,分子生物学实验技术正深刻地影响着医学的各个分支领域。因此,对省属医学院校各专业的本科生来说,掌握分子生物学技术的基础理论和基本的实验方法非常重要。提高学生的动手能力、培养应用型人才,对广大医科本科学生、研究生和青年教师而言显得越来越重要。培养应用型人才成为目前教育教学改革的趋势[2]。因此,实验课的教学内容应该更加结合临床实际,除了基本的分子生物学技术,注重增加医学应用和前沿的内容。

特别是从2012年起,国家对大学本科教育经费的投入大幅度增加,体现了国家对高等教育的高度重视。大幅度提高对教育的投入,对于医学生来说,主要体现在对教学成本高的实验课教学的重视和投入,理论课教学的成本毕竟相对较低。因此,对医学院校本科生进行医学分子生物学实验课教学改革,加强分子医学教学,全面推行医学分子生物学实验课教学改革的时机成熟、势在必行。

3 我校医学分子生物学实验教学中存在的问题

泸州医学院是培养医学本科生最大的省属地方医学院校之一。学校现有17个二级院系,在校全日制本专科学生、研究生、留学生15000余人(http:///html/xygk/xyjj/)。医学基础研究中心成立于1999年,通过十多年的发展,目前拥有多名高学历、高职称的专职教师、实验技术人员及先进的实验仪器和设备,建立了“医学分子生物学”省高校重点实验室,“肿瘤表观遗传学”省高校重点实验室和“表观遗传与肿瘤”省医学重点实验室,形成了分子生物学、细胞生物学、肿瘤生物学、实验动物模型、形态学等研究平台,可开展蛋白质组学、基因组学与个体化医药、表观遗传学等方面多学科交叉的科学研究工作,是我校一个重要的开放性实验中心,为医学分子生物学实验教学提供了强大的师资队伍力量和科研技术支持,但在实验教学过程中仍存在诸多问题。

首先,实验教学课时不足。众所周知,医学院校学生由于专业的特殊性所学课程繁多,各门课程的课时非常有限,就我校检验专业本科生而言,医学分子生物学理论教学36学时,实验教学18学时,理论与实验的比例为2∶1。由于课时安排不充分,许多实验项目无法开展,导致学生与许多医学分子生物学的经典实验失之交臂。而教师为了完成教学任务,被迫加快教学进度,甚至为了节约时间,提前准备好实验所用试剂,学生没有亲自动手的机会,无法真正达到实验教学的效果。

其次,实验教学经费紧张。医学分子生物学实验项目多,所涉及的知识面广泛,许多仪器和试剂都十分昂贵,需要大量的资金投入[3]。本中心作为全院重要的科研平台和人才培养基地,拥有许多先进的仪器和设备,如基因扩增仪、各种电泳系统、各种离心机、凝胶成像系统、流式细胞仪等,但数量有限仅用于日常科研工作的开展,无法完全满足实验教学的需求,使得学生只能减少分组,不仅动手机会减少,而且实验内容选择也受到限制。

最后,传统的教学模式影响了教学质量。长期以来,医学分子生物学实验教学模式都遵循着一个基本流程进行:教师简单讲解实验目的和原理,学生按照实验操作步骤进行实验,学生观察结果写实验报告。并且在实验过程中,教师会提前将实验结果告知学生,学生只需要验证结果是否相符,完全没有独立思考的时间和空间,成了被动的接受者,时间一长,学生失去了学习的热情,严重影响了教学质量。

4 检验医学专业的医学分子生物学实验教学改革探索

实验教学的设计思想是通过有限数目的实验,加上实验原理与方法导论的讲授,使学生从实验技能和实验理论上能全面掌握医学分子生物学的整体实验体系、基本技术和方法。通过实验教学改革,特别是设计性、探索性和综合性实验的开展,一方面加深了对理论知识的理解和掌握;另一方面培养了学生的动手能力,独立分析问题和解决问题的能力,以及创造性思维的能力,从而为今后从事富于创造性的实际工作奠定良好的基础[4~5]。

(1)实验教材改革。

尽管实验教学学时有限,开展的实验项目较少,但为了让学生能全面了解医学分子生物学这门学科所涉及的各方面知识,本中心组织了一批有经验的教师和实验技术人员共同编写了可供医学本科生和研究生使用的《精编医学分子生物学实验指导》[2],全书共分五章四十余个具体的实验操作。按照实验目的、原理、仪器材料、步骤及注意事项等结构介绍每一项实验技术。其内容大致分为五部分,包括基本分子生物学实验技术、基因操作技术、基因诊断技术、表观遗传学和蛋白质分析技术、细胞培养与分析技术。该教材不仅保留了一些经典的实验内容,如质粒DNA的提取,大肠杆菌感受态细胞的制备等外,新增了关于临床基因诊断以及形态学与功能学的实验内容。在具体实验教学过程中,我们可以根据不同专业,不同层次灵活教学。该实验指导既有原理又有实验结果,图文并茂、简洁精炼。同时附有医学分子生物学实验课程简介和医学分子生物学教学大纲。这样,我们保证了实验课教学内容的知识性、系统性和权威性。

(2)教学内容改革。

由于教学学时和实验条件的限制,原有的教学内容仅开展了三个实验项目,分别为动物外周血全血DNA的提取实验、琼脂糖凝胶电泳实验和血清蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验。这些实验虽然是医学分子生物学基础及经典的实验技术,重要性很强,但是它们之间相对独立,关联度不够,缺乏实验的连贯性和综合性,且与临床联系不大,学生兴趣缺乏。为了节约教学成本,实验准备均由教师提前完成,学生只需提取样品,最后电泳上样,观察实验结果,完成实验报告。因此,学生根本没有充分的时间对整个实验进行思考和探索,可能实验做完,他们完全没有理解这些实验的目的和意义,只是照搬照抄,应敷了事,完全违背了设置实验课的初衷,没有达到锻炼学生独立思考,独立操作的目的。

针对这些问题,为了培养学生的学习兴趣,提高学生的动手能力和创新性思维,根据医学检验专业的特点,我们创新性地重新设计了一个综合性实验――DNA指纹分析[2,6~8](见图1),包括人外周血DNA的提取、分光光度法(Nanodrop法)测定DNA的浓度和纯度、以所提取的DNA为模板进行PCR扩增D1S80短串联重复序列、琼脂糖凝胶及聚苯稀酰胺凝胶电泳、DNA染色(EB染色和银染)、凝胶成像系统下观察结果和照相,最后进行分析[2]。

同时将学生分为4人一组,每4个组为一个班,每个班由两位教师负责。学生之间相互抽取血样进行DNA的提取,所有实验步骤均由学生独立操作完成,教师只是从旁协助和指导,尽量争取每位学生都有动手的机会。这样改革的优点在于,我们将研究对象由模式动物转化为人类自己,从核酸技术以及基因工程技术两条主线展开,并且选用了基因诊断中的一个重要内容―DNA指纹分析这个能引发学生兴趣的内容,使得整个实验过程更加贴近临床实践,更能促进学生的积极性和参与度。而且实验具有连续性和系统性,使学生对实验内容有了更深刻的认识,提高了学生的动手能力,巩固了课堂教学所学的理论知识。

(3)教学方式改革。

我们摒弃了传统的教学方式,不再是单一的教师讲,学生听的模式,而是结合PBL法、充分利用现代教学手段,巧妙运用计算机多媒体作为实验教学的辅助工具,合理利用多媒体系统的音频和视频信息,在实验课里将一些未开展的实验项目自然生动的展现在学生面前,方便了学生学习,提高了学生的学习兴趣,为学生今后的毕业实习及工作奠定良好的基础。同时教师带习学生数量相对减少,有更多时间与学生进行面对面交流和沟通,启发学生发现问题、分析和解决问题,使学生由被动的接受者转变为主动参与者,培养学生的科研思维和创新能力。

(4)教学效果反馈。

为了了解实验教学改革的效果,我们对参与实验的同学进行了问卷调查(见表1)。调查表的内容主要涉及实验开设是否具有创新性,是否能提高学生的学习兴趣和动手能力,对学生今后的工作是否有帮助等等。调查结果显示,实验教学改革后,学生对医学分子生物学这门课程有了更深的认识和理解,而且学习积极性明显增加,对知识掌握更加具有完整性和系统性,达到了培养学生科研素质和创新思维、提高动手能力的目的。

5 结语

总之,经过医学分子生物学实验教学的改革,其实验内容将理论基础与临床实践完整地结合在一起,学生普遍反映教学效果良好,学习积极性明显提高,实验操作能力显著增强。通过医学分子生物学实验教学激发了学生的潜在能力,培养了学生的创新思维,为学生今后从事科学研究和临床工作打下了坚实的基础。适应社会发展需要,由培养单一临床技能型人才向培养具有临床科研和动手能力强的复合型人才转变。但本次改革仍有不足之处,学生普遍反映实验教学学时不够,以及实验教学经费不足,导致实验项目相对较少。

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篇5

关键词:原钙黏蛋白10;结构特点;生物学功能;发病机制

中图分类号:Q71 文献标志码:A 文章编号:1008-2409f2016103-0192-04

原钙黏蛋白10(protocadherin 10,PCDH10)定位于人类4号染色体长臂2区8带上,由5个外显子组成,长约219个碱基对。是一种表达于细胞膜表面的钙黏附蛋白,属于原钙黏蛋白家族中的一员。原钙黏蛋白最早是Shintaro等在经典钙黏蛋白(cadherin,CDH)胞外结构域重复系列的简并引物PCR扩增鉴定CDH家族成员时意外发现,并称之为PCDH,属于CDH的一个亚群,主要在中枢神经系统表达,具有黏附功能,还可参与神经回路、突触的形成及功能的维持等。

1 PCDH10的分类及结构特点

CDH分Ⅰ型经典的钙黏附蛋白、Ⅱ型钙黏蛋白、桥粒钙黏蛋白和PCDH家族4个亚群,其中PCDH由成簇的PCDH家族及非成簇的PCDH家族组成,非成簇的PCDH家族分成两个部分:PCDH δ及系统发生树中散在的PCDH家族(PCDHs),其中PCDH10是非成簇的PCDH家族中的一员。其结构域与经典的CDH的EC结构域明显不同:CDH的EC区域由多个外显子编码,而PCDH的EC区域则是由单个大的外显子编码而成。CDH的EC域有5个CDH重复序列,而PCDH EC域的重复序列则多于5个。此外,CDH的CP区保守性高于PCDH。

2 PCDHl0分子生物学功能

CDH是一种钙依赖性的细胞黏附分子,PCDH在CDH中是一种带有亲同种抗原结合活性的跨膜蛋白,主要在中枢神经系统表达,参与胚胎中枢神经发育、介导神经突触形成、细胞识别和神经通路的形成,其表达有严格的种族特异性,且对同种抗原的细胞黏附具有亲和性,在动物发育过程中受时间和空间顺序调控。在PCDHs中,非簇集的PCDHs在中枢神经系统的表达研究最为深入。PCDH10蛋白在功能性神经回路表达:如嗅觉系统、黑质纹状体投射系统、olivocerebellar投射系统及视觉投射系统,PCDH10缺乏时可出现小鼠纹状体神经元及丘脑皮层投射系统轴突回路缺陷现象。研究发现PCDHs是细胞间黏附功能的中介,绝大部分黏附蛋白超家族呈现钙依赖性的亲同种抗原的黏附性。虽然多数非成簇的PCDHs(PCDHl、PCDH7、PCDH8、PCDH10、PCDHs18、PCDH19)呈现亲同种抗原的黏附性,PCDH10具有弱的亲同种抗原作用,在细胞与细胞之间的黏附中起调节作用,还可在细胞间起信号传导作用。研究发现,PCDH10与Nck-相关蛋白1(Nap1/WAVE1)相互作用形成PCDH10/Nap1/WAVE1复合体,调控肌动蛋白装配和细胞迁移,但其调节肌动蛋白组装的机制尚不清楚。

3 PCDH10与疾病

3.1 PCDH10与精神神经系统疾病

原钙黏蛋白簇的纯合子缺失被认为与自闭症这类认知损害相关。某些PCDHs成员可调节突触的形态和功能,PCDHs的破坏可导致神经元回路异常及随后的认知功能损害,因此,包括PCDH10在内的PCDHs对维持神经元回路的正常功能及神经元回路的发育有重要作用。

3.2 PCDH10与肿瘤

随着对PCDH10基因认识的深入,越来越多的研究发现PCDH家族在多种肿瘤中具有抑癌基因的功能。PCDH10基因在所有成年人正常组织中均可广泛表达,但在多种肿瘤中表达沉默或降低。江曼等在研究PCDH10对子宫内膜腺样癌的研究中发现,PCDH10在子宫内膜癌细胞系及子宫内膜癌组织中表达沉默,而正常子宫内膜组织中高表达。过表达PCDH10可明显抑制子宫内膜腺样癌细胞系的增殖,诱导癌细胞早期凋亡,阻滞癌细胞于G1期。李颖等发现,过表达PCDH10可抑制多发性骨髓瘤细胞系的增殖,瘤细胞呈G1期的阻滞。多发性骨髓瘤患者的骨髓及细胞系中PCDH10低表达,77.27%的患者PCDH10呈甲基化状态。Wang等研究PCDH10基因在宫颈癌中表达,发现约有4/5的宫颈浸润癌细胞系存在PCDH10沉默,去甲基化治疗可逆转。在胃癌中PCDH10的CpG岛甲基化情况与传统的临床分期(N分期及T分期)这3者对胃癌预后的比较研究中,将PCDH10的CpG(-115、-108、-13及+3)位点甲基化与N分期及T分期作为独立预测胃癌患者生存率的预测指标,将这3者进行COX回归比较分析,证明CpG(-115、-108、-13及+3)位点甲基化的AIC(赤池信息量)值及BIC(贝叶斯信息量)值比N分期及T分期的值更小,证明CDHl0的CpG(-115、-108、-13及+3)位点甲基化可考虑用于预测所有胃癌患者生存率的最佳指标。刘绍祖等发现前列腺癌细胞系中PCDH10基因甲基化,60%前列腺癌组织PCDH10基因甲基化,前列腺增生组织中未见PCDH10基因甲基化。前列腺癌病理分期越高,PCDH10 CpG岛甲基化程度也越高,预后也越差。岳根全等发现,PCDH10基因在肾癌组织细胞中的甲基化程度较高,高分期的肾癌细胞PCDH10基因甲基化程度高,PCDH10基因的甲基化与肾癌的发生发展有关。Bertrand等报道,PCDH10基因的过表达抑制胃癌细胞的增殖、克隆、迁移及侵袭等。发现癌旁无瘤上皮出现PCDH10甲基化的患者术后生存期明显缩短,PCDH10甲基化状态可以预测胃癌患者的生存期。

表观遗传学研究发现食道癌(13/16)、鼻咽癌(12/12)、乳腺癌(3/4)、结肠癌(5/5)、肺癌(2,5)、肝细胞癌(2/8)等均存在PCDH10启动子甲基化,认为PCDH10启动子甲基化可能是肿瘤发生的早期事件。

4 PCDH10表达调控

研究发现,大部分肿瘤细胞存在PCDH10启动子CpG甲基化现象,且其甲基化程度与PCDH10表达沉默呈负相关,岳全根等研究表明,去甲基化后,PCDHIO表达抑制可逆转,肾癌组织中PCDH10基因的甲基化随病理级别的增加而增高,随着病情的恶化而增加。肿瘤细胞的DNA甲基化是PCDH10在肿瘤中失活的主要机制,恢复PCDH10表达有可能成为治疗某些肿瘤的方法。李珍等发现PCDH10能抑制多发性骨髓瘤细胞系的增殖,还可使抑制凋亡因子Bcl-2表达,上调凋亡相关因子P53和Fas表达,促进骨髓瘤KM3细胞凋亡。有学者报道,恢复PCDH10在胃癌细胞系中的表达,不仅可上调caspase8、Fas、Jun、HTATIP2和CDKN1A促凋亡基因,触发凋亡的发生,还可增加FGFR2、CDKN1A抗增殖基因和HTATIP2侵袭/转移抑制基因表达水平,抑制肿瘤的进展。

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CVT是发生于颅内静脉或静脉窦的一种少见的血栓形成疾病,发病率为5/(100万·年),占所有卒中的近0.5%,有很大的地域变异性。在CT和MRI产生以前,认为CVT是一种感染性疾病,可引起双侧或交替的神经缺损,伴有癫和昏迷者常引起死亡。CVT的诊断靠尸检或有严重临床表现者进行血管造影,CT和MRI的广泛应用改变我们对这种疾病的了解,目前认为CVT是伴有各种临床表现的非感染性疾病,一般预后良好,肝素治疗能降低CVT的病死率,甚至在颅内出血病例也可应用,总体病死率<10%[1]。本文就CVT的发病原因、临床表现、诊断和治疗进展做一综述。

1 病因和危险因素

1.1 病因 多种疾病可引起CVT,对其原因和危险因素的识别相当困难,大体包括:①医学、手术和产科引起的深静脉血栓形成。②遗传性凝血酶原疾病:如抗凝血酶缺乏、蛋白C和蛋白S缺失、LeideⅤ因子突变和凝血酶原突变、亚甲基四氢叶酸还原酶基因突变引起的高同型半胱氨酸。③获得性凝血酶原状态疾病:如肾病综合征、抗磷脂抗体、高同型半胱氨酸、妊娠、围产期、脱水,尤其儿童严重脱水、癌症、血浆Ⅷ和von Willebrand因子浓度升高。④感染:如中耳炎、乳突炎、鼻窦炎、脑膜炎和全身感染性疾病。⑤炎症性疾病:如系统性红斑狼疮、韦格纳肉芽肿、郝伯二氏病、结肠炎症疾病和白塞综合征。⑥血液病:原发和继发性红细胞增多症、血小板增多症、白血病、贫血(包括阵发性睡眠性血红蛋白尿)。⑦药物,口服避孕药,门冬酰胺酶等。⑧机械原因:创伤,头外伤、窦静脉和球静脉损伤、颈静脉插管、神经外科手术和腰穿[2]。

1.2 危险因素 约44%CVT病人存在一种以上的病因和促发因素,22%病人有先天或遗传性血栓形成倾向,除经典的抗凝血酶Ⅲ、蛋白C、蛋白S缺乏和LeideⅤ因子或凝血酶原基因突变外,最近强调血浆Ⅷ因子和血浆von Willebrand因子浓度升高的作用,二者也与CVT危险因素增加有关。然而,von Willebrand因子浓度升高似乎部分是通过Ⅷ因子介导的,在凝血和纤溶系统发现新的基因多态性,提示蛋白C的前体CG单倍型与CVT没有独立的关系[3]。但是,这种多态性增加了Ⅱ因子G20210A突变的危险,从单突变的14.7%增加到联合突变的19.8%。对有先天性血栓形成倾向和高同型半胱氨酸病人来说,应用雌激素治疗时,蛋白C的前体CG单倍型的危险增加。在一项对77例病人的研究中,CVT与被活化的凝血酶纤维蛋白溶解抑制剂或蛋白Z基因之间没有明显关系,但这可能是统计能力不足的结果。以后可能会在凝血和纤溶系统发现CVT的新的遗传危险因素。对先天性血栓形成倾向的CVT病人应进行系统检查,目的是寻找存在先天性血栓形成倾向危险的与其他相关疾病的关系,更重要的是在家族成员中进行预防性筛查以便早期干预。

高同型半胱氨酸是CVT的一种独立和明显的危险因素,27%~43%病人和8%~10%群体表现有高同型半胱氨酸。一项研究发现,使用甲硫氨酸后同型半胱氨酸增加并发现与CVT明显相关,但这种发现没有被其他研究证实[4]。在亚甲基四氢叶酸还原酶基因C677T突变与CVT之间也没有发现其独立的相关性,问题是单独用叶酸或合用维生素B12及维生素B6治疗高同型半胱氨酸能否降低CVT的危险仍然没有肯定的答案。

许多病例报道和少量系列研究最近发现其他原因与CVT有关,如自发性低颅压、库兴综合征、服用反应停、三苯氧胺、促红细胞生成素以及高原、植物雌激素和颈部按摩等。此外,对未知原因的病例仍然常见,约占病例的15%,随着医学遗传学和基因研究的进展,这种比例将有所下降。

2 临床表现

2.1 发生机制 静脉血栓形成常引起细胞中毒性和血管源性脑水肿,而这些很难鉴别,在多数病例常常是两种机制并存。脑静脉阻塞引起局部脑水肿和静脉梗死,检查发现静脉肿胀、水肿、缺血性神经元损害和点状出血,可合并为大的血肿。局部缺血引起细胞中毒性水肿,细胞膜依赖能量的泵受损,引起细胞内肿胀。血脑屏障破坏和血浆进入组织间隙引起血管源性水肿,但这是一种可逆现象,如能成功治疗静脉阻塞,水肿可缓解[5]。

主要静脉窦阻塞引起脑脊液吸收障碍导致颅内压升高,但由于缺乏压力梯度,很少发生脑室扩张和脑积水。脑静脉血栓形成有多种临床表现,与许多其他神经疾病表现类似,常引起误诊和延误治疗。

2.2 头痛 头痛是CVT最常见的症状,但机制仍然不明,可能的机制是阻塞的静脉窦壁内神经纤维受累和局部炎症引起,由静脉窦周围血块对照增强扫描的证据提示。以前有头痛病史者发生CVT时几乎都有头痛,多数伴有其他神经症状的病人入院时常有头痛的主诉或者在发病数天、数周前出现过少见类型的头痛。头痛可发生在单纯颅内高压的情况下,有慢性或迟发性临床表现的病人可有视盘水肿,但在急性病例少见[6]。

头痛也可以是唯一症状而不伴有颅内高压、蛛网膜下腔出血或脑膜炎,成为孤立性头痛。有时表现为霹雳样痛,与SAH表现类似,CT和脑脊液检查可以正常,临床上有时很难做出诊断,而放射学家倾向于CVT的诊断。一般见于横窦血栓形成。目前多数主张对孤立性头痛应用肝素治疗,但存在的问题是,不用肝素时CVT能否自行恢复,或者能否引起扩大并引起临床恶化,仍是悬而未决的问题。因此,头痛几乎总是CVT首发症状,临床医生主要是认识CVT,甚至在孤立性头痛病例开始给予肝素治疗。

2.3 局灶性神经功能缺失和癫发作 CVT病人由于卒中(静脉缺血或脑内出血)或水肿引起局灶性神经缺失,与TIA的表现类似。有时容易诊断,因为预先存在非常见头痛或病情倾向于已知的CVT的高度危险,如围产期。有时在对TIA或卒中进行常规MRI或CT扫描时能获得诊断。脑实质损害的病人,临床表现重,包括昏迷、运动缺失、失语和癫发作(局灶性或全身性癫发作,包括癫持续状态),在脑实质损害中,以矢状窦和皮层静脉血栓形成时癫发作常见[6]。

2.4 其他临床表现 CVT病人有许多其他临床表现,如伴先兆的偏头痛发作、单纯精神障碍、波动性耳鸣、单个或多个颅神经受累及蛛网膜下腔出血等。

不同静脉或静脉窦血栓形成可引起不同的临床表现,枕静脉血栓形成引起运动或感觉缺失,癫发作或二者兼有。矢状窦阻塞引起运动缺失,双侧或交替出现,常伴癫发作,极少引起单纯颅内高压综合征。横窦阻塞一般表现单纯颅内高压,左侧横窦阻塞常伴有失语。大脑深静脉阻塞临床表现重,昏迷,精神错乱和双侧运动缺失。多个静脉窦阻塞时,最主要的临床表现是眼眶疼痛、结膜水肿、眼球突出和眼球运动麻痹。早期特异性表现 多见65岁以上人群,常见意识损害和精神障碍而很少有良性颅内压增高。脑静脉血栓形成是意识损害和精神障碍的原因,是老年发病的常见原因。此外,老年CVT时癌症的发生较年轻病人多见。

3 CVT的诊断

3.1 神经影像 诊断的关键是影像学检查发现阻塞血管有血栓形成,磁共振静脉造影(MRV)能发现不显影的血管。在急性血栓形成超早期,由于流动假象使MRI受到限制,可引起假阳性和T1、T2加权像缺乏高密度信号。在发病最初3~5d,血栓形成的静脉窦在T1加权像表现等密度信号,T2加权像表现高密度信号,很难与正常静脉相区别。MRV与其他血管造影技术一样,受到一定限制,因在阻塞或发育不良的静脉窦,尤其是横窦之间不能做出明显的区别,甚至联合应用MRI和MRV,诊断仍有一定困难,尤其是孤立的皮层静脉血栓形成。如果非对照增强的CT或MRI不能发现特征性的症状,有时仍然需要常规血管造影[8]。

某些研究发现血栓形成时低密度受磁灵敏度的影响,与颅内出血信号相似。在最初MRI扫描时,CVT部位90%表现为T2低密度,84%为T1高密度。T2序列的显著敏感性的主要在最初3d,T2序列的低信号高于90%,而T1序列的高信号仅为70%。

而在皮层静脉血栓形成部位,甚至在MRV没有发现阻塞的情况下,应用T2序列(97%)比T1序列(78%)易于检出液体衰减反转恢复(FLAIR), 3种序列检出病例的比例分别是97%,78%和40%。虽然MRI序列(T1、T2、FLAIR或T2加权)没有100%敏感性和特异性,但他们与MRV结合能提高诊断率,因此,对能进行MRI的病人并非总要进行血管造影。

3.2 MRI和弥散加权成像(DWI) 脑成像对诊断CVT常显示非特异性损害,如出血、梗死、水肿、单纯出血、梗死或混合型,甚至在30%病人可显示正常。有报道DWI的改变包括的范围较广,有各种类型的异常报道,但缺乏大样本的系列和非选择性的病例研究。最常见的类型是混杂信号密度伴有正常或表观弥散系数(ADC)增加,符合血管源性脑水肿。仅有1项研究证实ADC在多数病人降低,提示细胞中毒性脑水肿。最少见的类型是完全恢复时弥散减少,在大多数伴有癫发作病人T2加权像无脑实质损害,DWI和ADC与动脉梗死有不同类型,主要提示血管源性脑水肿,少数为细胞中毒性脑水肿,这种不同解释了为什么静脉梗死有时比动脉梗死预良好[9]。

3.3 D二聚体检测 由于CVT症状表现不一,在诊断上有一定兼容性,非侵入性、廉价、方便的检查能在急诊科完成。某些研究检测D二聚体浓度,因为在下肢深静脉血栓形成病人D二聚体低于500ng/ml有较高的阴性预测值,实际上,最近发生CVT的大多数病人D二聚体浓度均升高,提示D二聚体较低不可能做出CVT的诊断。然而,对D二聚体浓度较低而伴有脑部症状的病人,应例行头颅MRI检查。对最近发生孤立性头痛病人,D二聚体检查阴性也不能排除CVT,但不将D二聚体作为常规的筛查性检查[10]。

4 治疗

4.1 急性期治疗 欧洲神经协会联合会(ENSC)关于CVT的治疗指南已经公布,急性期主要是肝素治疗和其他血管再通程序。肝素治疗CVT的目的是:①防止血栓进展;②对凝血酶原疾病的基本治疗;③预防机体其他部位静脉血栓形成或预防肺栓塞;④预防CVT复发。但对应用肝素存在争议,认为肝素使静脉梗死的自然倾向成为出血。指南规定,对抗凝无禁忌证者:①根据体重皮下注射低分子量肝素全程治疗或静脉滴注肝素进行剂量调整(活化部分凝血酶原时间大于正常值的2倍)。②局部静脉溶栓。③机械取栓[11]。

有3项小样本随机临床试验对肝素治疗CVT的安全性和效果进行检验,德国的试验将静脉应用未分级肝素与安慰剂比较,显示肝素具有的明显益处。荷兰对60例病人应用固定剂量的低分子肝素与安慰剂的作用进行比较,2组之间没有明显的统计学意义。印度对57例女性经MRI或血管造影诊断为产褥期窦静脉血栓形成病人,静脉使用未分级肝素与安慰剂的效果进行比较,显示抗凝治疗比安慰剂有明显的益处。3项试验的Meta分析显示肝素治疗死亡或残疾的相对危险明显降低。目前多数神经学家认为在诊断确立后尽可能早的使用肝素治疗,甚至在有出血性梗塞的情况下也可应用[12]。

对CVT溶栓治疗的系统回顾没有提供支持性证据,包括全身或局部溶栓。可能的偏见是作者对试验结果差很少报道或者是这类文章被杂志编辑拒绝,不是盲性的治疗评估导致对试验结果评价的偏见。1项研究报道,13例CVT病人给予局部溶栓治疗,6个月时结果是5例死亡和5例病人生活不能自理。

4.2 症状性治疗 ENSC指南对CVT的症状性治疗包括抗癫治疗和颅内高压治疗2个方面。急性期抗癫药物适用于急性癫发作病人、有局部脑实质损害和局部神经缺失病人。癫预防适用有急性癫发作和局部出血性损伤的病人。颅内高压治疗对视觉损害者考虑腰穿(如果无脑实质损害)、口服乙酰唑胺和手术治疗(腰部脊髓腔腹腔分流术,脑室腹腔分流,视神经减压)。意识障碍或脑疝给予渗透性疗法、镇静或过度通气及偏侧颅骨切除术治疗[11]。

症状性治疗没有进行医学循证,单纯颅内高压病人在肝素治疗前发生视水肿可能威胁视力时,需腰穿排出脑脊液,头痛和视力很快改善。在颅内压严重升高时,其他推荐的方法是抬高床头,使用甘油和甘露醇治疗以及镇静剂、过度换气和监测颅内压,没有应用类固醇的指征,甚至在脑实质损害的病人也不推荐使用。在继发于同侧半球损伤的脑疝病人,给予去骨瓣减压有时能获得较好的功能恢复。

癫发作的病人应接受抗癫药物治疗,因为他们有新发癫的高度危险。相反,病人迟发性癫的危险较高,急性期癫的发生较低。

4.3 长期治疗

4.3.1 口服抗凝药物:急性期后,应用口服抗凝药代替肝素,目的是预防CVT的复发,防止其他静脉的血栓形成和肺栓塞。CVT复发少见而且很难证实,尤其在第1次CVT后没有进行MRA进行随访的情况下;其他血栓形成事件如深静脉血栓形成和肺栓塞占病人的5%,随着循证医学证据增加,推荐深静脉血栓形成病人口服抗凝药物6~12个月,使国际标准比值(INR)介于2~3之间,对遗传性或获得性血栓形成倾向的病人,包括抗磷脂抗体者需要口服抗凝药物的时间更长。

4.3.2 抗癫药物:CVT病人有11%发生癫,在急性期有癫发作或有出血性脑实质损害的病人最可能发生。对这些病人应给予抗癫药物以预防癫复发,但最佳的持续治疗时间不清楚。CVT病人严重视力丧失罕见,视神经开窗用于缓解压力或预防视神经萎缩。虽然CVT病人整体预后良好,但近50%的存活者表现抑郁或焦虑,轻度认知缺失可影响病人回归到从前的日常活动水平。妊娠和围产期是CVT重要的危险因素,对有CVT的女性以后妊娠的危险已在5项中研究进行评估,共有855例CVT女性参与, 88%妊娠者进入正常分娩,其他诱发或自发性流产,没有CVT复发,仅有2例发生深静脉血栓形成,因此,对CVT,甚至与妊娠有关的CVT也不应该禁止怀孕,对分娩后推荐给予预防性抗凝血药物,但没有可应用的循证医学的证据[13]。

5 结果

最近对CVT回顾性资料的Meta分析发现,15%的CVT病人死亡或生活不能自理。30d死亡的相关因素是意识损害、心理障碍、深静脉血栓形成、右侧半球出血和后颅凹损伤,急性死亡的主要原因是小脑幕切迹疝、继发于大的出血性损伤、多部位损伤或弥漫性脑水肿。其他急性死亡的原因包括癫持续状态、医学并发症和肺栓塞。23%的病人入院后发生病情加重,精神状态恶化或局部缺失或新发症状如癫发作,急性期后病死率明显与原发疾病有关,如癌症等。

长期预后不良的危险因素是CNS感染、癌症、深静脉血栓形成、颅内出血、入院时格拉斯哥昏迷分级评分<9分,精神疾病、年龄>37岁或男性病人。这些预测因素证实为独立相关,但研究结果没有公布。整体结果明显好于动脉卒中,近2/3病人恢复良好没有后遗症。但在老年癌症患者预后较差,随访终结后49%病人死亡或生活不能自理,因这些病人血栓形成事件的危险增加,对这些病人需要抗凝治疗6个月以上。

在伴有颅内出血的亚组病人,有大脑深静脉或者右侧窦血栓形成伴有运动缺失的老年男性,6个月时死亡或生活不能自理的危险增加,这些病人成为新的治疗策略的靶向。