科研进展
2014:心血管重塑相关疾病的分子病因学研究——主动脉瘤易感位点筛选及早期预警、诊疗方案的建立
(1)主动脉瘤资源库的建立
杜杰教授团队建立了高质量的我国主动脉瘤患者的生物资源库。运用二维码低温标签制作系统制作样本标签,运用冻存管理系统对样本进行管理,选择符合国际上公认的规范和标准的RuRoFreezerPro样本信息管理软件对样本进行管理。
二维码低温标签制作系统冻存管理系统
RuRoFreezerPro样本信息管理软件
(2)主动脉瘤易感基因的筛选
建立了高通量测序平台,包括illuminaHiseq 2000高通量测序仪、Miseq高通量测序仪、GS Junior高通量测序仪、OpenArray实时定量PCR系统等(图4)。运用外显子定点捕获方法对159例主动脉瘤患者进行全外显子测序,测序及分析流程见图5。应用生物信息学分析的方法,找到主动脉瘤的已知致病基因的新突变位点和新的致病基因,例如FBN1基因上有27个突变位点,其中17个为我们新发现的位点。对其中某些突变位点进行3D结构分析,发现这些突变位点不仅影响了蛋白结构,也影响了蛋白功能。下一步拟进行功能学研究。
FBN1致病位点及保守性分析及突变位点3D结构分析
(3)以病理学、动物模型、无创影像学、流行病学为基础,利用生物信息学发现主动脉瘤分子病因学
A)基于美国Charpenitier E等人2013年发表于Nature的最新技术,如下图,快速建立人源化小鼠,携带人类突变基因的系统快速建立。
基于CRISPR-Cas的基因编辑系统(引自Nature. 2013;495(7439):50-1)
B)建立了腹主动脉瘤模型和主动脉夹层模型
腹主动脉瘤模型主动脉夹层模型
采用化学药物诱导成功建立主动脉夹层模型
补体因子Factor H mutation 促进了主动脉夹层的形成
C)利用小动物超声对腹主动脉瘤做出无创诊断,如下图:
(4)建立主动脉瘤分子分型、早期诊断、早期预警及早期干预体系
利用Bioplex系统,可以对50种以上的人类炎性因子、30种以上的小鼠炎性因子、9种大鼠炎性因子进行检测(下图)。
Bioplex系统可检测的炎性因子种类