家族性ALS SOD1基因突变及发病机制研究进展

家族性ALS SOD1基因突变及发病机制研究进展

一、家族性ALS的SOD1基因突变及发病机制研究进展(论文文献综述)

刘欣[1](2021)在《基于蛋白质组和转录组识别SOD1突变的ALS小鼠脑内疾病进展相关标志物的研究》文中研究表明背景与目的:肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种同时累及上、下运动神经元的神经变性疾病。该病发病隐袭,逐渐加重,预后不良,患者多于3-5年死于呼吸肌麻痹及感染。ALS的发病机制尚不清楚。最近的研究表明,蛋白质异常可能在ALS中扮演重要角色。然而目前已知的与ALS相关的蛋白仅在少数病例中解释了该疾病的发病机制,因此需要进一步筛选并鉴定其他ALS相关蛋白。本研究首先使用同位素标记相对定量和绝对定量技术(i TRAQ)以及生物信息学方法,分析和比较SOD1G93A转基因小鼠和野生型SOD1小鼠的脑内蛋白质组学改变。然后结合不同疾病阶段SOD1转基因小鼠皮质脊髓神经元(CSN)的转录组数据进行分析,以求能进一步揭示SOD1转基因小鼠脑中与疾病进展相关的关键蛋白质。方法:首先选择SOD1 G93A转基因小鼠并使之与野生型小鼠进行交配繁殖。用PCR技术检测,进一步筛选出SOD1-G93A阳性的子代小鼠。利用该阳性小鼠开展以下研究。选择第68天鼠龄(发病前期)、第100天(发病期)、第130天(进展期)SOD1 G93A转基因小鼠为试验组,第124天野生小鼠,为正常对照组。剥取小鼠大脑,每样品分为左右脑提取大脑全蛋白,分离并检测。应用i TRAQ技术行全脑蛋白质组学分析。识别SOD1 G93A小鼠与对照组的脑内差异蛋白。每份样品进行30次技术重复测定,应用生物信息学软件将质谱进行蛋白质注释,选择差异倍数(Fold chang)大于1.2或小于<0.833(1/1.2)的蛋白质定义为差异蛋白。针对鉴定出的差异蛋白进行Cluster of Orthologous Groups of protein(COG)功能分析、Gene Ontology功能注释和KEGG Pathway富集分析。加权基因共表达分析(WGCNA)识别SOD1转基因小鼠CSN中疾病进展相关的关键蛋白:从Arrayexpress数据库下载SOD1转基因小鼠和野生型小鼠CSN转录组数据,利用WGCNA方法分析与SOD1转基因小鼠疾病阶段最相关的模块。基于获得的模块基因和疾病阶段的相关性分析结果,选择基因与疾病阶段相关的显着性大于0.5,并且与该模块基因表达谱的相关性大于0.8的基因为模块内候选关键基因。最后对模块内候选关键基因与SOD1 G93A转基因小鼠大脑差异蛋白取交集,明确SOD1转基因小鼠大脑内可能参与ALS疾病进展的关键蛋白。结果:iTRAQ蛋白组学分析结果:与野生型小鼠相比,发病前期SOD1 G93A转基因小鼠脑内显着上调的蛋白有203个蛋白,发病期有187个蛋白上调,进展期有357蛋白上调;发病前期SOD1 G93A转基因小鼠脑内显着下调的蛋白有360个蛋白,发病期有118个蛋白下调,进展期小鼠有165个蛋白下调。SOD1 G93A转基因小鼠与野生型的小鼠相比较,发现7种蛋白在发病的前期、发病期以及进展期SOD1 G93A小鼠脑中均有差异性表达。包括β-球蛋白(Beta-globin)、IMPACT基因编码蛋白(Protein IMPACT)、脂肪酸结合蛋白7(Fatty acid binding protein 7,brain)、EF-hand结构域蛋白D2(EF-hand domain-containing protein D2)、信号传导转录激活因子-1(Signal transducer and activator of transcription 1)、序列相似性家族177成员A1(Protein FAM177A1)和外囊泡复合成分3(Exocyst complex component 3)。对鉴定出的进展期差异蛋白进行COG功能分析发现:主要功能包括是信号转导机制,细胞骨架,无机离子运输和代谢,氨基酸运输和代谢,DNA复制、重组和修复,转录,能量生产和转换,碳水化合物的运输和代谢,脂质运输和代谢,翻译后修饰、蛋白质折叠、分子伴侣,细胞周期控制、细胞分裂、染色体分区,核苷酸运输和代谢,继发代谢产物、生物合成、运输和分解代谢等。基因本体论(GO)富集分析结果:细胞成分(Cellular component)中主要富集在组蛋白脱乙酰酶复合物,分泌颗粒膜,黏着小带,胞质部分,收缩纤维,细胞膜外膜,横纹肌细丝,轴突结区,轴突近端结区,肌纤维等。分子功能(Molecular function)中主要包含:肌动蛋白结合,细胞骨架蛋白结合,淀粉酶活性,甲壳素酶活性,精氨酸合酶活性,己糖酶活性,水解酶活性,水解糖酰基化合物,嘧啶核苷结合,UTP结合和硫酸酯水解酶活性等。生物过程(Biological process)中主要包括:自噬,天冬氨酸家族氨基酸代谢过程,蛋氨酸代谢过程,蛋白质复合物分解的调节,从甲基硫腺苷中补救L-蛋氨酸途径,氨基酸补救,前列腺上皮细胞增殖的调控,L-蛋氨酸生物合成等。显着富集的KEGG通路包括:金黄色葡萄球菌感染,疟疾,半胱氨酸和蛋氨酸代谢,造血细胞谱系,非洲锥虫病,粘附功能,紧密连接功能,药物代谢-其他酶,硫代谢,上皮细胞的细菌侵袭,白细胞跨内皮迁移等。WGCNA分析结果:提取E-MTAB-7876数据集中SOD1转基因小鼠以及野生型小鼠CSN数据,共29例,包含30天鼠龄、60天鼠龄、90天鼠龄和105天鼠龄的SOD1转基因小鼠和野生型小鼠CSN转录组数据。WGCNA识别出19个模块,其中蓝色模块与疾病阶段呈正相关,灰色60、赭色和深绿松石色模块与疾病阶段呈负相关。选择与疾病阶段具备相关性的蓝色和深绿松石色模块进行候选枢纽基因及富集分析。蓝色模块主要在三羧酸循环、线粒体功能和RNA代谢等生物学过程中富集,深绿松石色模块主要在前脑神经元分化、感觉器官形态发生、内分泌激素分泌等。分别提取蓝色和深绿松石色模块内候选基因与进展期SOD1G93A小鼠大脑差异蛋白取交集,发现蓝色模块的944个候选基因中有7个基因在大脑蛋白中差异表达,未发现深绿松石色模块的候选基因同时在大脑蛋白中存在表达差异。真核翻译启动因子5A(Eukaryotic Translation Initiation Factor 5A,EIF5A)、环磷酸腺苷磷酸蛋白19(CAMP Regulated Phosphoprotein 19,ARPP19)、四旋蛋白3(tetraspanin 3,TSPAN3)、碱性亮氨酸拉链和W2结构域1(Basic Leucine Zipper And W2 Domains 1,BZW1)、RNA聚合酶II多肽H(RNA Polymerase II Subunit H,POLR2H)、蛋白酶体(蛋白酶体,巨蛋白因子)26S亚基,非ATP酶13(Proteasome 26S Subunit,Non-ATPase 13,PSMD13)和NCK衔接因子蛋白1(NCK Adaptor Protein 1,NCK1)在SOD1转基因小鼠大脑中的差异表达与CSN变性程度呈正相关。结论:本研究揭示了多种差异的蛋白参与了SOD1 G93A转基因小鼠不同疾病阶段的发病,并系统的阐述了差异蛋白的功能以及参与的信号通路,同时发现7种差异蛋白质参与了疾病的整个过程,这些发现表明不同的蛋白质在SOD1 G93A转基因小鼠疾病的不同时期扮演了不同的角色。另外,我们还识别了与SOD1转基因小鼠脑中疾病进展相关的关键蛋白,这些蛋白可能密切参与ALS脑内神经变性的过程,这为今后ALS的研究提供了潜在的研究靶点。

邱伟文[2](2021)在《DAB1 rs17115303和PTPRT rs6030462位点基因型多态性与中国汉族人群散发性帕金森病和肌萎缩侧索硬化症相关性研究》文中研究说明目的:探寻验证中国汉族人群散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症新的关联单核苷酸多态性(SNPs),利用全基因组关联分析(GWAS)技术及后GWAS时代散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症数据的深度挖掘,对相关散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症数据库进行深度分析,探寻散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症两种神经退行性疾病的可能存在的共同易感基因。并在中国大陆汉族人群进行验证,探寻散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症两种神经退行性疾病潜在共同遗传风险,从而进一步认识散发性帕金森病和散发性肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病发病机制,有助于找寻干预这类疾病的新靶点。方法:筛选近期报道的可能与散发性肌萎缩侧索硬化症相关的基因及其相关位点,从10个候选基因中选择27个多态位点。收集南昌大学第一附属医院530例中国汉族散发性帕金森病和530名对照的临床资料及外周静脉血,分别提取DNA并行检测。并进行等位基因分型、基因分型和生物信息学分析。结果:(1)DAB1 rs17115303和蛋白酪氨酸磷酸酶T受体基因(PTPRT)rs6030462基因多态性是中国大陆汉族人群中SPD和SALS的潜在共同危险基因。rs17115303是A等位基因的患者有较高风险患SPD和SALS,而rs17115303是C等位基因的患者有较低风险患SPD和SALS。rs6030462是A等位基因的患者有较高风险患SPD和SALS,而rs6030462是G等位基因的患者有较低风险患SPD和SALS。DAB1基因rs17115303和PTPRT基因rs6030462是SPD和SALS的相关因素,显着增加SPD和SALS的发病风险。(2)DAB1基因rs17115303的多态性改变和PTPRT基因rs6030462的多态性改变可能会改变转录因子结合位点,蛋白质二级结构,lnc RNA和神经系统调控网络,从而影响相关的一系列生物过程:如细胞生长、分化、神经元再生、迁移、轴突形成、粘连和含磷酸盐复合神经细胞的代谢过程。结论:DAB1的rs17115303和PTPRT的rs6030462多态性可能是CHPM中SPD和SALS潜在的共同遗传风险,在SPD和SALS发病过程中通过改变一些生物学信息和过程发挥一定作用。

刘玥[3](2020)在《PIK3R4参与SOD1 G93A转基因小鼠中自噬形成的机制研究》文中进行了进一步梳理目的:肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS)是神经系统变性病中的一种,以上下运动神经元损伤为特点,其预后较差,平均生存期为3-5年。目前流行的致病学说较多,较为流行的为蛋白的异常积聚。而细胞本身依靠自噬与泛素蛋白酶体降解途径来处理异常蛋白,在前期研究中我们发现自噬途径中丝氨酸/苏氨酸PI3激酶调节亚基4(PIK3R4)蛋白在ALS动物模型小鼠表达下降。为此,我们就该蛋白的分子结构、功能,以及其与自噬相关蛋白之间相互作用展开研究。方法:实验分为细胞实验组及模式动物实验组。其中,细胞实验组取大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)进行培养,分为siRNA-PIK3R4转染组、NC阴性对照组及正常PC12细胞组,通过QPCR、CCK-8及Western Blot技术检验PIK3R4在mRNA和蛋白水平变化,细胞活性以及观察PIK3R4蛋白参与自噬途径中相关蛋白变化情况。动物实验组:将18只Tg(SOD1*G93A)1Gur小鼠与18只野生型(WT)小鼠根据神经功能及年龄分为3组,每组6只,分别为未发病组(60-70天),发病组(90-100天),进展组(120-130天)。通过取小鼠脊髓组织,依据颈膨大及腰膨大分为颈、胸、腰三段,取小鼠腰段为代表通过免疫荧光及Western Blot观察PIK3R4蛋白表达及分布,以及与其相关蛋白表达情况。结果:细胞水平实验显示:1.细胞免疫印迹显示:siRNA-PIK3R4转染PC12细胞下调PIK3R4蛋白(siRNA组:0.35±0.21;PC12组:1.51±0.51;p<0.05)可致p62蛋白(siRNA组:0.51±0.11;PC12组:1.50±0.26;p<0.01)及LC3蛋白(siRNA组:0.52±0.14;PC12组:1.33±0.37;p<0.05)表达降低,SOD1蛋白表达略下调。2.siRNA转染组、NC组及PC12细胞未转染组,3组细胞生存活性无明显差异。动物水平实验显示:1.动物免疫印迹实验显示在SOD1 G93A阳性小鼠疾病发展过程中,PIK3R4蛋白于发病过程中呈逐渐下降趋势,且整体低于野生型小鼠,未发病期间SOD1G93A与野生型小鼠有差异(p<0.05);而p62蛋白呈逐渐上升趋势,无明显统计学差异;而LC3蛋白无明显变化。2.动物免疫荧光试验显示PIK3R4蛋白阳性细胞数于SOD1 G93A模型小鼠发病过程中呈下降趋势,PIK3R4蛋白阳性细胞数在SOD1 G93A小鼠各阶段均与其对照组存在差异(p<0.05),其与NeuN共定位中大部分与NeuN蛋白重合,且一定程度上随NeuN减少而减少,尤其是于脊髓前角部位。其次,PIK3R4蛋白于脊髓颈胸腰段前角部位均有表达,总体趋势为PIK3R4阳性细胞数在野生型小鼠各阶段无明显差异,而SOD1 G93A小鼠中随疾病进展而下降。其中,在未发病阳性组与对照组中胸段及腰段脊髓前角PIK3R4阳性细胞数存在统计学差异以及在进展阳性组与对照组中,颈段及腰段脊髓前角PIK3R4阳性细胞数存在统计学差异(p<0.05)。结论:在我们的研究中,观察了PIK3R4蛋白下调时于PC12细胞中产生的变化,而此种变化同SOD1 G93A ALS模型小鼠中结果并不相同。细胞中PIK3R4基因沉默可引起自噬下调,而于SOD1 G93A小鼠脊髓组织中自噬未见明显改变。此外,PIK3R4蛋白于脊髓前角细胞同神经元标志NeuN的共定位中,大部分与NeuN蛋白重合,观察标本可得出其在一定程度上随NeuN减少而减少,说明PIK3R4蛋白或许参与了ALS疾病过程中自噬过程,因此可以进行进一步研究,以明确其具体机制。

张伊[4](2020)在《不同FUS基因突变的肌萎缩侧索硬化患者发病机制的研究》文中提出目的针对携带不同肉瘤融合基因(FUS)突变的肌萎缩侧索硬化(ALS)患者皮肤成纤维细胞进行FUS突变蛋白表达、活性氧水平和线粒体功能的探索。方法1活检获取北京大学第三医院神经内科门诊确诊的携带FUS-R524W和FUS-P525L基因突变的家族性ALS患者及年龄性别相匹配的健康对照皮肤组织,培养并建立成纤维细胞系。2采用PCR扩增和直接测序的方法测定基因突变位点。3共聚焦免疫荧光检测细胞内FUS蛋白。4流式细胞仪检测活性氧(ROS)、线粒体膜电位水平。5使用活细胞工作站Incu Cyte系统对皮肤成纤维细胞的细胞表型进行72h时时观察。结果1携带FUS-R524W和FUS-P525L基因突变的ALS患者成纤维细胞出现胞质FUS蛋白异常聚集,突变组较对照组分别升高2.1和2.2倍。2流式细胞仪检测基因突变细胞内活性氧(ROS)水平均较对照组增高了31.1、65.1倍。3流式细胞仪检测突变基因细胞与健康对照组线粒体膜电位变化均未见明显统计学差异。结论在携带FUS基因突变的ALS患者成纤维细胞内出现胞质FUS蛋白异常聚集,ALS患者成纤维细胞ROS水平较健康对照组显着增高,但线粒体膜电位的变化未见明显变化。肌萎缩侧索硬化患者的外周组织成纤维细胞对ALS发病机制具有短期快速诊断和预后的潜在可能模型,更益于将来可能的临床应用,加快ALS研究的进程。图11幅;表4个;参95篇。

郭宇琳[5](2020)在《ULK1激动剂BL-918药物代谢动力学分析及其治疗ALS药效与机制研究》文中提出研究背景和目的:肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是一种进行性和致命性的神经退行性疾病,其特征是在脊髓腹角、大脑皮层和脑干核中特定区域的运动神经元选择性丢失。家族性ALS的患者中,大部分携带突变基因,其中约20-25%与Cu/Zn超氧化物歧化酶1(SOD1)的突变有关。通过基因或药物调节自噬,促进清除运动神经元中异常聚集的SOD1,是治疗ALS的有效途径。BL-918是ULK1的小分子激活剂,前期细胞和动物实验的数据证明了BL-918可以通过激活自噬对神经退行性疾病发挥保护作用,并提示其可能对由于突变蛋白异常聚集引起的ALS有较好的保护作用,但具体药效作用及机制尚未探讨和研究。本论文旨在分析BL-918在大鼠体内的药物代谢动力学,确证BL-918原型是透过血脑屏障主要形式基础上,采用SOD1G93A转基因小鼠及h SOD1G93A运动神经元样细胞研究BL-918对ALS的治疗作用,并从SOD1聚集体自噬性降解角度初步探索其作用机制。研究方法:1)通过药物代谢研究揭示BL-918给药后在大鼠体内的代谢轮廓。实验使用雄性SD大鼠,分为空白对照组和实验组,每组9只,间隔12 h两次灌胃给药BL-918溶液(50mg/kg)。建立UPLC-Q-TOF-MS方法,分析对给药后的血浆、脑组织、脊髓、胆汁、尿液和粪便样本,鉴定各种生物样本中的代谢物。在药物动力学研究中,大鼠灌胃给药BL-918溶液(50 mg/kg)或尾静脉注射BL-918溶液(2.5 mg/kg),建立UHPLC-Q-Orbitrap-MS方法测定BL-918及其代谢物的峰面积。采用非房室模型计算药代动力学参数,进一步计算BL-918的绝对生物利用度。2)采用低拷贝SOD1G93A转基因小鼠对BL-918进行体内的药效及机制研究。将小鼠随机分为:WT正常对照组(WT-NT)、SOD1G93A小鼠模型组(TG-NT)、BL-918低剂量组(TG-BL-918-L,40 mg/kg)、BL-918高剂量组(TG-BL-918-H,80 mg/kg),每组大于或等于15只小鼠。从小鼠170天龄开始灌胃给药,隔天给药,给药至小鼠疾病末期。给药期间,记录小鼠的体重和进食量的变化,监测各组小鼠的生存时间,每周对小鼠进行转棒实验、悬挂实验和神经病学评分,评价BL-918对ALS行为学的影响。在ALS疾病末期,通过尼氏染色和masson染色观察小鼠腰脊运动神经元和腓肠肌的情况;采用Western blot(WB)检测脊髓和大脑皮层的自噬相关蛋白(ULK1、LC3和p62)及运动神经元标记物Ch AT的表达水平,以及对SOD1聚集体的清除作用。3)采用过表达h SOD1G93A的小鼠运动神经元样细胞(h SOD1G93A-NSC34)对BL-918进行体外抗ALS的药效及机制研究。通过MTT法和结晶紫染色检测梯度浓度的BL-918及其代谢产物M8和M10对细胞毒性及增殖的影响。采用高内涵细胞成像仪计数BL-918及其代谢产物M8和M10(10μM)给药h SOD1G93A-NSC34细胞的GFP-LC3-puncta数目。采用WB检测BL-918(5、10μM)给药四种神经元样细胞h SOD1G93A-NSC34、hSOD1WT-NSC34、PC12和NSC34的自噬相关蛋白LC3的表达水平。同时,通过WB检测BL-918(10μM)给药h SOD1G93A-NSC34细胞对SOD1聚集体的清除作用。最后,采用激光共聚焦显微镜观察BL-918给药h SOD1G93A-NSC34细胞对自噬流的影响。研究结果:1)在药物代谢研究中,在大鼠给药BL-918后收集的生物样品中检识到原型成分和17个代谢产物,且原型成分及其代谢产物M1、M8和M10能够在脑和脊髓中被检测出。根据原型成分及其代谢产物推测BL-918的代谢途径,发现该化合物在体内主要进行氧化、水解、脱氢、葡萄糖醛酸化、乙酰化、磺化等反应。在药物动力学研究中,大鼠灌胃或尾静脉给药BL-918后,检测到原型成分的峰面积远高于其代谢产物,半衰期分别为18.0±1.6和10.3±2.9小时,经计算BL-918的绝对生物利用度为23.5%。2)在BL-918体内抗ALS药效及机制研究中,我们发现低高剂量的BL-918均能显着延长SOD1G93A转基因小鼠在转棒上的时间及悬挂时间,提高神经病学评分,明显延长小鼠寿命。尼氏染色、WB检测和masson染色结果发现BL-918显着增加腰部脊髓腹角的运动神经元数目和上调脊髓和大脑皮层的运动神经元标记物Ch AT的表达水平,降低小鼠腓肠肌的纤维化程度。另外,WB结果显示高剂量的BL-918能够明显上调小鼠脊髓及大脑皮层的自噬上游蛋白ULK1的表达水平和LC3-I向LC3-II的转化,下调自噬底物SQSTM1/p62,并显着减少SOD1的聚集体。以上结果提示BL-918可能在SOD1G93A转基因小鼠中通过诱导自噬促进脊髓及大脑皮层SOD1聚集体的清除,进而延缓ALS相关行为学症状。3)在BL-918体外抗ALS机制研究中,通过MTT检测和结晶紫染色发现低浓度(≤10μM)的BL-918及其代谢产物M8和M10对h SOD1G93A-NSC34没有毒性影响及促进细胞增殖。高内涵细胞成像仪检测发现BL-918及其代谢产物M8和M10(10μM)能够显着增加h SOD1G93A-NSC34细胞的GFP-LC3-puncta数目。WB结果显示,在h SOD1G93A-NSC34、h SOD1WT-NSC34、PC12和NSC34四种神经元样细胞中,BL-918均能剂量依赖性地上调自噬标记物LC3-I向LC3-II的转化。共聚焦显微镜观察发现BL-918可以增加m RFP-LC3-puncta数目,促进自噬小体与溶酶体的融合从而增强自噬流。另外,WB结果发现给予药物BL-918(10μM)可以有效地减少SOD1聚集体。以上结果提示BL-918可能在运动神经元样细胞中诱导自噬,促进SOD1聚集体的清除。结论:一方面,我们采用UPLC-Q-TOF-MS方法研究了BL-918的药物代谢动力学。研究结果提示BL-918能够在脑和脊髓中被检出,表明该化合物能通过血脑屏障;原型成分的峰面积远高于其代谢产物,提示BL-918在体内主要以原型形式存在。另一方面,我们利用SOD1G93A转基因小鼠和h SOD1G93A-NSC34细胞研究了BL-918抗ALS药效及机制,实验结果提示BL-918可能通过诱导自噬特异性降解SOD1聚集体,从而延长SOD1G93A转基因小鼠的寿命及改善小鼠的行为障碍,发挥治疗ALS的效果。本研究结果有望为ALS的治疗提供新思路和新策略。

贺韵涵[6](2020)在《基于“治痿独取阳明”理论针刺干预肌萎缩侧索硬化症作用及机制研究》文中提出背景:肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)是运动神经元退行性病变导致的一种致命性临床异质性疾病,分为家族型和散发型。该病发病机制复杂,尚无治愈ALS的方法。因此ALS也被世界卫生组织列为五大疑难杂症之一。利鲁唑是美国FDA最早批准用于治疗ALS的药物。但该药物价格昂贵,副作用大。针灸作为一种绿色健康的治疗手段日益被人们关注,被广泛应用于治疗神经元退行性疾病并取得良好治疗效果。《内经》中有记载“治痿独取阳明”理论,历代医家对此不断深入研究。但目前尚无将该理论与针刺干预ALS结合的研究,本实验拟探寻基于“治痿独取阳明”理论针刺干预ALS是否有效及其作用机制。方法:选择SOD1G93A转基因小鼠作为动物模型,经PCR鉴定基因表型,分为正常组、模型组、针刺干预组。正常组及模型组常规饲养,不予干预。针刺干预组于小鼠60天日龄后针刺足三里穴、梁门穴,接通韩氏电针仪(1m A,2Hz),每周干预3次,每次10分钟。于小鼠120天日龄时进行取材。(1)通过记录体重、体征变化、生存期及足迹试验来观察各组小鼠疾病进程及行为学影响。(2)用免疫组化法检测各组小鼠脊髓中SOD1蛋白表达水平。(3)用免疫组化法及Western blot检测小鼠脑干及脊髓中Iba-1蛋白水平。(4)用免疫组化法及Western blot检测各组小鼠脊髓中相关炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β表达水平。结果:(1)针刺干预组与模型组比较,针刺干预减少体重丢失、延长生存期、改善了运动功能,差异均有统计学意义(P<0.05)。同时,改善小鼠生存状态,延缓疾病发展。(2)针刺组和模型组分别与正常组比较,脊髓中SOD1水平均升高,针刺干预组与模型组比较,针刺干预降低脊髓中SOD1水平,有统计学意义(P<0.05),减少了脊髓中SOD1沉积。(3)针刺组和模型组分别于正常组比较,脑干和脊髓中Iba-1水平均升高,针刺干预组较模型组脑干和脊髓中Iba-1水平降低,有统计学意义(P<0.05),免疫组化结果与Western blot结果趋势一致。(4)针刺组和模型组与正常组比较,脊髓中相关炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β水平均升高,针刺干预组与模型组比较,针刺干预降低脊髓中TNF-α、IL-1β水平,有统计学意义(P<0.05)。但针刺干预组较模型组IL-1β水平有所下降,差异不具有统计学意义(P>0.05)。结论:研究结果表明,针刺干预SOD1G93A转基因小鼠,可以有效延缓ALS疾病进展,改善小鼠运动症状,延长生存时间。SOD1的异常沉积,引起脂质过氧化及蛋白相互交联损伤神经元,进而激活大量小胶质细胞,小胶质细胞激活产生一系列炎症因子。因此针刺干预有效,可能与抑制小胶质细胞活化有关。通过抑制小胶质细胞活化与增生,减少其释放和分泌炎症因子,抑制炎症反应,从而对神经元起到保护作用,延缓ALS疾病进展。本研究可为临床治疗ALS提供新的思路,为针刺治疗ALS提供理论依据。

齐伟静[7](2020)在《辛伐他汀对ALS细胞模型的影响及机制研究》文中提出肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是最常见的成人发病的运动神经元疾病,其特征在于运动神经元的选择性丢失,导致全身进行性肌肉萎缩、肌无力、肌束颤动、肌肉痉挛、语言障碍、吞咽困难和反射改变。其中散发性ALS(Sporadic ALS,SALS)约占90-95%,家族性ALS(Familial ALS,FALS)占5-10%。ALS发病机制不清,一般认为是基因突变与环境因素相互作用的结果。氧化损伤、细胞骨架异常、自噬异常、细胞凋亡、兴奋性谷氨酸毒性、免疫异常等与其发病有关。目前该病缺乏有效的治疗方法,主要的治疗目的是延缓病情进展,改善生活质量。SOD1基因是首个被确诊的ALS致病基因,大约20%的家族性ALS和2-7%的散发性ALS与该基因突变有关。过表达人SOD1G93A突变的转基因小鼠是经典的ALS研究模型,而转染h SOD1G93A质粒的NSC34细胞(NSC34-h SOD1G93A细胞)也表现出SOD1蛋白聚积、细胞活力降低、增殖能力减弱、线粒体功能障碍,以及更加易感于氧化应激损伤,因此,该细胞模型已经被广泛应用于ALS的发病机制研究及药物筛选。以往研究显示,ALS患者存在代谢异常,病人在病程中体重下降会导致病情加重,高脂肪饮食可以延缓ALS小鼠的寿命,他汀类药物可以加重ALS的病情进展,但也有不同的研究结果,同时他汀类药物对ALS影响的机制不清。众所周知,他汀类药物作为3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutarylcoenzyme A,HMG-Co A)还原酶的抑制剂,由于具有降低血浆胆固醇水平的强大能力,被广泛用于心脑血管疾病的预防及治疗。因此,在本研究中,我们首先对我科近年来收治的ALS病人心脑血管疾病的危险因素进行分析,发现部分ALS病人存在高胆固醇血症或心脑血管疾病,需要他汀类药物治疗,接下来我们观察了辛伐他汀对NSC34-h SOD1G93A细胞(家族性ALS细胞模型)的影响,并对其可能的机制进行探讨。第一部分肌萎缩侧索硬化患者合并心脑血管疾病及危险因素的临床观察目的:回顾性观察分析ALS患者合并心脑血管疾病及危险因素的临床情况。方法:收集150例ALS患者的临床资料,观察ALS患者合并心脑血管疾病及危险因素的发生率,比较合并心脑血管疾病及危险因素的ALS患者与未合并的ALS患者的发病年龄有无差异。结果:1.ALS发病男性多于女性,发病年龄多在51-60岁,以上肢起病多见。2.ALS男性患者吸烟率低于全人群,合并冠心病、高胆固醇血症的发生率高于全人群。3.合并冠心病、高血压病的ALS患者发病年龄晚于无冠心病、高血压病的ALS患者。4.部分ALS患者合并冠心病、脑梗死及高胆固醇血症,有使用他汀类药物治疗的指征,因此有必要明确他汀类药物对ALS的影响。第二部分辛伐他汀导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤目的:观察辛伐他汀对NSC34-h SOD1G93A细胞活力的影响。方法:1.通过稳定转染h SOD1G93A质粒,已经建立NSC34-h SOD1G93A细胞模型,验证细胞模型的成功构建。2.通过CCK-8、LDH法观察辛伐他汀对NSC34-h SOD1G93A细胞活力的影响。结果:1.免疫荧光染色结果显示三种细胞均表达运动神经元特异性抗体SMI-32,证实了NSC34细胞系的神经元特性;绿色荧光蛋白GFP和DAPI荧光几乎完全重合,western blot结果显示NSC34-E细胞仅表达GFP,而转染GFP-h SOD1WT和GFP-h SOD1G93A的细胞表达GFP-h SOD1融合蛋白,表明模型构建成功。2.随着辛伐他汀浓度的增加及干预时间的延长,NSC34-h SOD1G93A细胞活力明显下降,LDH释放增加,NSC34-E细胞和NSC34-h SOD1WT细胞的活力略有下降,但无统计学意义,证明NSC34-h SOD1G93A细胞模型易感于辛伐他汀的毒性,辛伐他汀导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤呈浓度、时间依赖性。第三部分辛伐他汀加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍目的:观察NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流情况以及辛伐他汀对NSC34-h SOD1G93A细胞自噬流的影响。方法:应用透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)观察细胞中自噬结构的情况,应用western blot检测自噬标记物LC3 II/I和P62蛋白的表达水平。结果:1.与NSC34-E细胞、NSC34-h SOD1WT细胞相比,NSC34-h SOD1G93A细胞中自噬结构的数量增多,LC3 II/I、P62蛋白的表达水平增加,应用巴弗洛霉素A1处理后,三种细胞的LC3 II/I和P62表达水平都显着升高,表明NSC34-h SOD1G93A细胞模型存在不完全的自噬流障碍。2.辛伐他汀处理后,NSC34-h SOD1G93A细胞中自噬结构明显增多,LC3 II/I、P62蛋白的表达水平也显着增加并且呈浓度、时间依赖性。比较辛伐他汀联合巴弗洛霉素A1处理组和单独使用辛伐他汀或巴弗洛霉素A1处理组,三组细胞的LC3 II/I和P62表达水平无明显差异,结果表明辛伐他汀进一步加重了NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍。第四部分辛伐他汀通过抑制GGPP的合成加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍,导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤目的:观察补充甲羟戊酸途径的下游产物,能否影响辛伐他汀产生的细胞作用效应,以及甲羟戊酸途径下游抑制剂对NSC34-h SOD1G93A细胞的影响。方法:1.辛伐他汀联合甲羟戊酸、胆固醇、FPP或GGPP处理NSC34-h SOD1G93A细胞,应用CCK-8、LDH法检测细胞活力的改变,应用TEM观察细胞中自噬结构数量的变化,western blot检测自噬标记物LC3 II/I和P62蛋白表达水平的变化。2.应用AY9944、FTI-277、GGTI-286处理NSC34-h SOD1G93A细胞,应用CCK-8法检测细胞活力,western blot检测自噬标记物LC3 II/I和P62蛋白的表达水平。结果:1.分别补充甲羟戊酸、FPP或GGPP均可明显改善辛伐他汀导致的细胞损伤和增加的LC3 II/I和P62水平,明显地减少辛伐他汀诱导增加的自噬结构数量,但是补充胆固醇却不能明显改善辛伐他汀的作用,表明辛伐他汀导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤及加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍可能是因为抑制了甲羟戊酸途径的FPP或GGPP合成,而非胆固醇。2.GGTI-286可以引起NSC34-h SOD1G93A细胞活力下降,而AY9944对细胞活力无明显影响,FTI-277引起细胞活力略有下降,但无统计学意义。GGTI-286可以诱导NSC34-h SOD1G93A细胞中LC3 II/I和P62表达水平升高。进一步提示辛伐他汀加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍,导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤可能是由于抑制了GGPP的合成。结论:1.NSC34-h SOD1G93A细胞更加易感于辛伐他汀的细胞毒性。辛伐他汀导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤呈浓度、时间依赖性。2.辛伐他汀加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍呈浓度、时间依赖性。3.辛伐他汀加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍、导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤是因为抑制GGPP的合成导致的。4.合并冠心病、脑梗死及高胆固醇血症的ALS患者应用他汀类药物时要慎重。

任曼丽[8](2020)在《超氧化物歧化酶1G41S和G41D在小鼠内侧前额叶皮层过表达引起认知行为的改变》文中研究说明肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)既往一直被认为是一种只累及运动神经元的神经变性疾病,超氧化物歧化酶1(Superoxide dismutase 1,SOD1)是导致ALS的常见突变基因,以前的研究认为SOD1基因突变对认知无影响,但我们发现有些SOD1基因突变患者如SOD1G41S和SOD1G41D患有ALS的同时出现认知功能的损害。为了探究SOD1基因突变对认知的影响,我们选择SOD1G41S和SOD1G41D两种突变类型,通过构建携带人源性SOD1WT、SOD1G41S和SOD1G41D的重组腺相关病毒,立体定位注射到小鼠的双侧内侧前额叶皮层,观察对小鼠认知行为的影响。第一部分SOD1WT、SOD1G41S、SOD1G41D重组腺相关病毒的构建及鉴定目的构建携带SOD1WT、SOD1G41S和SOD1G41D的重组腺相关病毒载体。方法人工合成SOD1WT、G41S、G41D、EGFP和m Cherry的c DNA,q-PCR扩增各基因片段;利用Spe I和Eco R I两种核酸内切酶将PT-1727质粒变成线性化载体,并进行q-PCR扩增;将目的基因与线性化载体同源重组,将重组质粒转染stbl3感受态细胞,挑选阳性克隆送测序,抽提重组杆状病毒穿梭载体bacmid。将杆状病毒穿梭载体bacmid转染进入sf9昆虫细胞进行病毒包装,通过纯化、浓缩制备最终的病毒载体,经q-PCR、SDS-PAGE进行病毒滴度、纯度测定,-80℃保存备用。结果成功构建重组病毒,对已合成并经纯化、浓缩的病毒进行纯度、滴度的测定,经检测SOD1WT、SOD1G41S和SOD1G41D r AAV的滴度分别是2.63E+12 vg/L、2.25E+12 vg/L、2.23E+12 vg/L。病毒样品通过SDS-PAGE电泳、银染后显示:与腺相关病蛋白外壳组成比例相当,无明显其他杂蛋白。结论成功构建SOD1WT、SOD1G41S和SOD1G41D重组腺相关载体,病毒纯度、滴度都满足后续试验的要求。第二部分SOD1G41S和SOD1G41D在小鼠内侧前额叶皮层过表达对认知行为影响的相关研究目的探究SOD1G41S和SOD1G41D对小鼠认知行为的影响及相关的神经病理学改变。方法将60nL病毒分别立体定位注射到小鼠(两月龄雄性)的双侧内侧前额叶皮层,将注射携带SOD1WT、SOD1G41S和SOD1G41D重组腺相关病毒的动物设为实验组,注射空白病毒的动物设为CONTROL组(均n=16只),1个月后对小鼠进行矿场实验、Y迷宫自发交替实验、三厢社交实验、追踪条件恐惧实验,观察各组实验动物的行为学改变。通过尼氏染色法和免疫荧光观察目标脑区神经元和神经胶质细胞形态和数量的改变。结果在旷场实验中,SOD1G41D组的运动路程明显低于SOD1WT组(p=0.34);在Y迷宫自发性交替实验中,SOD1WT组及SOD1G41S组的总进臂数、最大交替数和实际交替数明显高于SOD1G41D组(P<0.05);在三厢社交实验中,SOD1G41D组老鼠对陌生鼠无特殊偏爱,存在社交缺陷(p=0.199);在追踪条件恐惧实验中,SOD1G41S组表现出对背景相关恐惧记忆和声音相关恐惧记忆的记忆程度明显强于其它组(p<0.05)。在尼氏染色中,SOD1G41S组和SOD1G41D组都表现明显的神经元数量和形态的改变;在免疫荧光染色中,SOD1G41S组星形胶质细胞和小胶质细胞较其他组数量明显增高。结论SOD1G41S和SOD1G41D可能导致小鼠认知行为的改变,并伴有神经病理学改变。

曹静[9](2019)在《SOD1转基因猴分子表型的检测及体外运动神经元的定向分化》文中提出研究背景:肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerasis,ALS)是一种主要损伤人类的大脑皮层、脑干和脊髓运动神经元的神经性退行性疾病。这些部位的运动神经元受到损伤时,它们会失去与肌肉或者腺体的连接,控制的肌肉出现肌束震颤,导致肌肉自发性抽搐,最终出现萎缩。肌萎缩侧索硬化症发病通常始于四肢,多在确认患病的35年内死于呼吸系统衰竭。临床上根据其病理将肌萎缩侧索硬化症分为散发性肌萎缩侧索硬化症(Sporadic Amyotrophic lateral sclerosis,SALS)和家族性肌萎缩侧索硬化症(Family Amyotrophic lateral sclera-sis,FALS)两种类型,其中家族型肌萎缩侧索硬化症(FALS)约占所有ALS的10%左右,遗传方式多数为常染色体显性遗传,少数是X连锁或常染色体隐性遗传。目前对于ALS的致病机理仍然不是很清楚,临床上也缺乏有效的治疗手段,唯一有效的药物-力如太,也只能提高病人的生活质量,延长3个月左右的寿命。近年来,很多ALS的疾病模型被建立,其中主要包括果蝇、啮齿类和猪等模型,这些模型在一定程度上解决一部分的机理问题,但是由于种属的差异,很多临床病人的病理特征很难在这些动物上并没有检测,同时在这些动物模型上筛选的药物及发病机理很难在病人身上适用,由于非人灵长类在遗传背景和基因组学上与人类相似性高,故对于人类医学研究与基础性发育研究都具有极高的参考意义,现在已作为理想的模式动物模型来探究ALS的发病机制和治疗。本研究选取了亚洲人发病率较高的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD1)为研究基因,利用点突变技术得到人的突变型的SOD1(hSOD1G93A),将突变型mSOD1(hSOD1G93A)连接到以泛素(UBI)为启动子的pFUW慢病毒载体中,构建包含hSOD1G93A基因的转基因载体,即pLVU-SOD1G93A突变质粒。在猴胚胎时期注射携带突变基因的慢病毒,后续进行胚胎移植,最终得到6只成功插入突变基因的hSOD1G93A转基因猴。经过分子表型检测,在DNA、mRNA证实突变基因的插入和拷贝数的情况,其中3只转基因猴插入的拷贝大于4。建立了6只转基因猴的成纤维细胞系,成纤维细胞的免疫荧光和免疫蛋白印迹均证实在转基因猴的血液和成纤维细胞的均有突变蛋白表达。建立了6只转基因猴iPSC向神经干细胞与运动神经元的定向分化体系,得到了高比例的成熟神经干细胞与运动神经元,这些细胞的获得为后续机理探究以及治疗奠定了基础。研究目的:1、利用慢病毒携带突变型hSOD1G93A基因,在猴胚胎时期注射携病毒,获得肌萎缩侧索硬化症的疾病模型猴。2、利用分子检测手段,检测转基因猴的hSOD1G93A基因插入与表达情况。3、转基因猴的组织建系获得成纤维细胞系,将成纤维细胞重编程,得到其诱导多功能干细胞;将干细胞进行诱导分化,神经干细胞与运动神经元,为下一步探究致病机理和干细胞移植治疗奠定基础。研究方法:1、构建点突变hSOD1G93A的质粒,将其连接到以泛素(UBI)为启动子的pFUW慢病毒载体中,即pLVU-SOD1G93A突变质粒。在猴胚胎水平进行注射,待其发育到囊胚时期进行胚胎移植,得到新生小猴。2、通过分子检测手段,在hSOD1G93A转基因猴的DNA,mRNA,蛋白质水平,分别鉴定突变基因的插入和转录翻译的表达情况。3、获得转基因猴的成纤维细胞,利用携带四种转录因子(SOX2、OCT4、Klf4、c-Myc)的仙台病毒进行成纤维细胞重编程,得到诱导多功能干细胞。将不同小分子组合,使诱导多功能干细胞定向分化为诱导多功能干细胞、神经干细胞与运动神经元。研究结果:本研究基于慢病毒携带突变型hSOD1G93A基因,在猴胚胎水平进行注射,待其发育到囊胚时期阶段进行胚胎移植,获得新生小猴。运用PCR、QPCR、Western blot、细胞免疫荧光、电生理及行为学系统性的研究hSOD1G93A转基因食蟹猴的患病情况,结果如下:本研究首次成功建立了6只插入hSOD1G93A的食蟹猴,在6只转基因猴的DNA与mRNA均可看突变基因hSOD1G93A的成功插入,同时发现其中3只插入拷贝数大于4;检测转基因猴成纤维细胞与血液的总RNA,发现DNA中插入拷贝数相对多的的转基因猴,总RNA的表达水平相对高。利用免疫荧光和蛋白质印迹法(Western Bloting)检测血液和成纤维细胞中蛋白的表达水平,发现插入突变基因的蛋白表达水平、插入拷贝数与mRNA表达水平正相关。转基因食蟹猴肌肉电生理与动物行为的力量检测,观察到部分转基因猴出现自发电位与肌肉萎缩的情况,这与分子表型检测结果相对应。通过转基因猴的组织建系分别获得其成纤维细胞,将成纤维细胞重编程,得到其诱导多功能干细胞、神经干细胞和运动神经元。结论:1、利用慢病毒获得到hSOD1G93A过表达的6只转基因猴,其中3只在DNA和mRNA均有较高的表达量表达。部分转基因猴的自发电位部位由少变多,首个转基因hSOD1G93A的建立,为ALS临床症状的的探究奠定了基础2、获得了6只猴的成纤维细胞和iPSC、NSC和MN,为探究细胞移植治疗的稳定性和有效性提供了参考。3、建立了成熟的运动神经元的分化体系,诱导多能干细胞定向诱导中,得到了90%以上的成熟运动神经元,为其他神经退行性疾病模型的分化提供参考。

袁停利[10](2019)在《SOD1转基因猴的行为学及电生理究》文中指出研究背景:肌萎缩脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)俗称“渐冻症”,是一种以肌肉萎缩无力和延髓麻痹为主要表现的进行性、致死性的神经系统变性病,被世界卫生组织列为“全球五大绝症”之一,是运动神经元疾病中比较常见的类型。依据美国流行病学调查结果显示,该种在全球年发病率约为1-5/10万。ALS一般发病于40岁以上人群,其发病特点是隐袭起病,进展迅速,多数患者常于发病后3-5年内因呼吸功能衰竭而死亡,严重威胁中老年人的健康,给患者和家庭带来巨大的精神创伤,也给个人和社会带来沉重的经济负担。目前ALS治疗仍面临严峻形势,仅有的药物利噜唑和依达拉奉作用有限,仅能对部分患者起到延缓病情作用,且存在副作用。因此明确ALS的致病机制和临床前病理表现变得十分钟重要。在当前研究中,对ALS疾病的研究主要依赖于两大类模型:不同来源的神经细胞模型和表达突变人源基因的模式动物模型。基于细胞模型和小动物模型的研究为ALS致病机制的研究做出了杰出的贡献。但限于模型的特殊性,细胞模型并不能客观地反应运动神经元在体内的病理改变过程。如上下运动神经元的连接、胶质细胞对运动神经元的影响、运动神经元轴突的结构差异和轴突中物质的运输等。而现有的动物模型如果蝇、线虫、大鼠和小鼠等。这些模式动物因其遗传背景和生理结构的差异未能很好的模拟ALS的病理症状,同时基于这类动物模型研发的药物缺乏有效的临床治疗效果。因此,构建与人类有高度相似遗传背景的动物模型并获得其临床前的病理生理表现成为目前ALS研究中亟待解决的问题。实验室前期工作以慢病毒为载体,建立了6只过表达突变型hSOD1基因的食蟹猴模型,本研究在此基础上开展。目前临床上对于ALS的诊断主要依赖于电生理诊断,但在实验动物中缺乏有效和统一的电生理诊断方法。因此本研究参考临床电生理研究方法,以健康食蟹猴为对象,建立了适用于食蟹猴的电生理研究方法并完成了基础数据的采集。同时在3只转基因动物中检测到早期病理和电生理的病理性改变。此外建立相关的行为学评估方法并完成基础数据的采集。研究目的:基于实验室前期建立的过表达突变型hSOD1基因的六只食蟹猴模型,研究过表达hSOD1的食蟹猴模型是否能模拟ALS病人的临床症状,研究过表达hSOD1的食蟹猴模型的早期病理表现。1.研究过表达突变型人源hSOD1基因的食蟹猴的早期电生理表现,并建立相关实验标准和基础数据的采集。2.研究过表达突变型人源hSOD1基因的食蟹猴的早期病理表现。3.研究过表达突变型人源hSOD1基因的食蟹猴的早期行为学表现,并建立相关实验方法和基础数据的采集。研究方法:1.参考临床电生理研究方法,建立适用于食蟹猴的电生理研究方法。2.利用免疫组化技术如:HE染色、ATP染色和NSE染色研究转基因动物的病理改变。3.依托现有行为学研究理论体系,建立适用于食蟹猴的行为评估方法。研究结果:1.建立相关实验标准并完成基础数据的采集,同时在3只转基因食蟹猴中检测到临床早期电生理的病理性改变。2.在1只食蟹猴中发现肌肉组织的病理性改变。3.建立相关行为学实验方法并完成基础数据的采集。获得了转基因动物与对照组动物行为学差异数据。结论:1.本研究结果表明转基因动物的电生理和病理改变要早于临床症状,并且这种病理改变是缓慢的,同时呈现一定的扩展性。2.本研究表明转基因食蟹猴模型能够客观模拟ALS患者的临床症状。3.本研究中建立的食蟹猴电生理和行为学研究方法将有助于,以食蟹猴为模型的疾病研究。4.本研究中的研究结果将为以食蟹猴为模型研究神经退行性疾病提供参考。

二、家族性ALS的SOD1基因突变及发病机制研究进展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、家族性ALS的SOD1基因突变及发病机制研究进展(论文提纲范文)

(1)基于蛋白质组和转录组识别SOD1突变的ALS小鼠脑内疾病进展相关标志物的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
中英文缩略词表
第1章 引言
    1.1 肌萎缩侧索硬化概述
    1.2 ALS的临床表现
    1.3 ALS的诊断
    1.4 ALS的病因与治疗
    1.5 蛋白组学方法及在神经变性病方面应用
        1.5.1 蛋白质组学概述
        1.5.2 基本技术方法
        1.5.3 iTRAQ技术及应用
        1.5.4 蛋白组学技术在神经变性病中应用
    1.6 ALS蛋白质组学研究
    1.7 SOD1 转基因小鼠蛋白组学研究
    1.8 加权基因共表达网络分析在神经疾病生物数据分析中的应用
    1.9 本课题的研究内容
第2章 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 实验动物
        2.1.2 主要试剂与仪器
    2.2 方法
        2.2.1 动物模型的构建、筛选及分组
        2.2.2 蛋白质制备
        2.2.3 ITRAQ标记和SCX分馏
        2.2.4 基于三倍TOF5600的LC-ESI-MS/MS分析
    2.3 蛋白质组数据分析
    2.4 生物信息学分析
        2.4.1 数据挖掘与预处理
        2.4.2 WGCNA筛选CSN中疾病相关的模块和关键基因
        2.4.3 富集分析
    2.5 统计分析
第3章 结果
    3.1 利用iTRAQ蛋白定量技术探索SOD1 G93A小鼠大脑内差异表达蛋白及其功能分析
        3.1.1 SOD1 G93A小鼠同野生型小鼠大脑中明显差异表达的蛋白质进行比较
        3.1.2 不同阶段SOD1 G93A小鼠同野生型小鼠比较均有显着差异的蛋白
        3.1.3 对SOD1 G93A小鼠脑中差异表达蛋白质进行COG功能分析
        3.1.4 进展期SOD1 G93A小鼠同野生型小鼠比较的差异蛋白GO富集分析
        3.1.5 进展期SOD1 G93A小鼠同野生型小鼠进行比较的差异蛋白KEGG分析
    3.2 利用加权基因共表达网络分析识别SOD1 转基因小鼠脑中与疾病阶段相关的标志物
        3.2.1 数据处理
        3.2.2 软阈值筛选
        3.2.3 共表达基因网络模块的构建
        3.2.4 疾病阶段相关的模块和关键蛋白的识别
        3.2.5 疾病阶段相关模块基因富集分析结果
第4章 讨论
第5章 总结
    5.1 全文总结
    5.2 主要成果
    5.3 存在不足
    5.4 远景展望
致谢
参考文献
攻读学位期间研究成果
综述 肌萎缩侧索硬化的治疗靶点与策略
    参考文献

(2)DAB1 rs17115303和PTPRT rs6030462位点基因型多态性与中国汉族人群散发性帕金森病和肌萎缩侧索硬化症相关性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明
第1章 引言
    1.1 帕金森病概述
    1.2 肌萎缩侧索硬化症概述
    1.3 帕金森病和肌萎缩侧索硬化症基因研究进展
        1.3.1 肌萎缩侧索硬化症基因研究进展
        1.3.2 帕金森病基因研究进展
        1.3.3 帕金森病和肌萎缩侧索硬化症共同基因探索
第2章 材料与方法
    2.1 临床实验对象来源及分组收集
    2.2 全基因组关联研究(GWAS)数据集中发表的遗传数据的综合分析
    2.3 基于SPD病例及对照组的等位基因分型和基因分型。
    2.4 转录因子结合位点的预测
    2.5 二级结构预测
    2.6 lncRNAs可能的结合位点
    2.7 网络建设的调控
    2.8 10 个基因的GO分析
第3章 结果
    3.1 研究对象的人口特征
    3.2 dbGap数据库的帕金森病患者基本信息
    3.3 SPD和 SALS的候选基因
    3.4 在中国大陆人群中验证
    3.5 两种新型单核苷酸多态性的等位基因和基因型分布情况及对照
    3.6 .DAB1 rs17115303 的生物学信息分析
    3.7 PTPRT rs6030462 的生物学信息分析
    3.8 十个候选基因的GO分析
第4章 讨论
第5章 总结
    5.1 结论
    5.2 本研究的不足之处及远景展望
致谢
参考文献
综述 散发性帕金森病和肌萎缩侧索硬化相关基因多态性研究进展
    参考文献

(3)PIK3R4参与SOD1 G93A转基因小鼠中自噬形成的机制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
中英文缩略词表
第1章 引言
第2章 实验材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 实验细胞与动物来源
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要实验设备与仪器
        2.1.4 主要实验试剂配制
    2.2 方法
        2.2.1 PC12 细胞复苏
        2.2.2 PC12 细胞传代
        2.2.3 PC12 细胞冻存
        2.2.4 细胞计数
        2.2.5 siRNA沉默PIK3R4 基因
        2.2.6 细胞总RNA提取
        2.2.7 逆转录PCR
        2.2.8 实时荧光定量PCR
        2.2.9 CCK-8 细胞增殖活性实验
        2.2.10 细胞蛋白提取
        2.2.11 免疫印迹实验
        2.2.12 实验动物编号
        2.2.13 提取鼠尾DNA
        2.2.14 PCR扩增反应
        2.2.15 凝胶电泳及图像分析
        2.2.16 实验动物分组
        2.2.17 动物标本取材及免疫印迹实验
        2.2.18 动物标本取材及免疫荧光实验
    2.3 统计分析
第3章 结果
    3.1 QPCR检测转染前后PIK3R4 mRNA的表达
    3.2 CCK-8 实验结果
    3.3 细胞各组免疫印迹实验结果
    3.4 小鼠PCR凝胶电泳实验结果
    3.5 小鼠免疫印迹实验结果
    3.6 小鼠脊髓腰段免疫荧光实验结果
第4章 讨论
    4.1 PIK3R4 下调对细胞活性的影响
    4.2 PIK3R4 下调在小鼠脊髓中的表现
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
综述
    参考文献

(4)不同FUS基因突变的肌萎缩侧索硬化患者发病机制的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
英文缩略表
引言
第1章 实验研究
    1.1 材料与方法
        1.1.1 实验材料
        1.1.2 实验方法
    1.2 结果
        1.2.1 两名家族性ALS患者基因突变检测
        1.2.2 皮肤成纤维细胞系的建立
        1.2.3 免疫荧光检测成纤维细胞FUS突变蛋白表达
        1.2.4 皮肤成纤维细胞内ROS含量的变化
        1.2.5 皮肤成纤维细胞内未见明显的线粒体功能障碍
    1.3 讨论
    1.4 小结
参考文献
结论
第2章 综述 肌萎缩侧索硬化的研究进展
    2.1 肌萎缩侧索硬化的常见的发病机制
        2.1.1 兴奋毒性
        2.1.2 氧化应激的损伤
        2.1.3 线粒体功能障碍
        2.1.4 自噬
        2.1.5 神经炎症
        2.1.6 细胞凋亡
        2.1.7 核质运输
        2.1.8 DNA损伤
        2.1.9 RNA剪接/代谢
        2.1.10 细胞骨架完整性和轴突运输
    2.2 ALS遗传学
        2.2.1 SOD1
        2.2.2 C9orf72
        2.2.3 TARDBP
        2.2.4 FUS
        2.2.5 ALS中基因治疗的方法
        2.2.6 ALS中的基因治疗:临床试验
    2.3 干细胞治疗
        2.3.1 干细胞治疗方法
        2.3.2 干细胞的临床研究
        2.3.3 干细胞治疗中的伦理问题
    2.4 总结
    参考文献
致谢
在学期间研究成果

(5)ULK1激动剂BL-918药物代谢动力学分析及其治疗ALS药效与机制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要英文缩略词
第一章 前言
    1 BL-918 简介及相关研究概述
    2 自噬诱导剂可能在肌萎缩侧索硬化症(ALS)治疗中发挥作用
        2.1 突变型SOD1 聚集体诱导ALS的病理机制研究进展
        2.2 自噬诱导剂可能通过清除突变型SOD1 聚集体发挥抗ALS作用
        2.3 突变型SOD1 诱导自噬功能障碍
        2.4 自噬诱导剂在ALS治疗中的前景
    3 立题依据与研究内容
第二章 BL-918 在大鼠体内外源物的快速检识及药动学研究
    1 实验材料
        1.1 实验动物
        1.2 主要药品与试剂配置
        1.3 主要仪器
    2 实验方法
        2.1 BL-918 在大鼠体内的代谢物的快速检识
        2.1.1 实验动物的分组与给药
        2.1.2 生物样本的采集与前处理
        2.1.3 样品制备:标准品,血浆,尿液,粪便,胆汁,脊髓和脑组织
        2.1.4 仪器分析条件
        2.1.5 数据处理
        2.2 BL-918 在大鼠体内的药动学研究
        2.2.1 实验动物的灌胃给药及血浆的采集与前处理
        2.2.2 实验动物的尾静脉给药及血浆的采集与前处理
        2.2.3 建立原型成分M0 及代谢产物M8 和M10 标准曲线初步考察基质效应
        2.2.4 大鼠血浆样本处理
        2.2.5 仪器分析条件
        2.2.6 数据处理
    3 实验结果
        3.1 BL-918 在大鼠体内代谢物的检识和代谢途径的研究
        3.2 BL-918 在大鼠体内的药动学研究
        3.2.1 单次给药后定量成分的选择
        3.2.2 大鼠单次灌胃给药后原型成分和两个代谢产物的药动学研究
        3.2.3 大鼠单次灌胃给药后相对定量成分在血浆中的动态轮廓描述
        3.2.4 大鼠单次尾静脉给药后原型成分及两个代谢产物的药动学研究
        3.2.5 大鼠单次尾静脉给药后相对定量成分在血浆中的动态轮廓描述
    4 小结与讨论
第三章 BL-918 促进SOD1 聚集体自噬性降解改善SOD1~(G93A)转基因小鼠ALS症状
    1 实验材料
        1.1 实验动物
        1.2 主要药品与试剂配置
        1.3 主要仪器
    2 实验方法
        2.1 动物分组及给药
        2.2 转基因小鼠的鉴定
        2.3 转棒实验、悬挂实验和神经病学评分等行为学实验
        2.4 尼氏染色检测小鼠腰部脊髓运动神经元的数目
        2.5 Masson染色观察小鼠腓肠肌的纤维化程度
        2.6 WB检测小鼠脊髓和大脑皮层的SOD1 聚集体和自噬相关蛋白的表达水平
    3 实验结果
        3.1 BL-918 减缓SOD1~(G93A)转基因小鼠体重下降
        3.2 BL-918 延长SOD1~(G93A)转基因小鼠寿命
        3.3 BL-918 改善SOD1~(G93A)转基因小鼠的运动行为
        3.3.1 BL-918 增加SOD1~(G93A)转基因小鼠的在棒时间
        3.3.2 BL-918 增加SOD1~(G93A)转基因小鼠的在棒时间
        3.3.3 BL-918 提高SOD1~(G93A)转基因小鼠的神经病学评分
        3.4 BL-918 增加SOD1~(G93A)转基因小鼠疾病末期的腰部脊髓腹角的运动神经元数目
        3.5 BL-918 降低SOD1~(G93A)转基因小鼠疾病末期腓肠肌的纤维化
        3.6 BL-918对SOD1~(G93A)转基因小鼠疾病末期的脊髓和大脑皮层的自噬相关蛋白的表达水平的影响
        3.7 BL-918 增强SOD1~(G93A)转基因小鼠疾病末期的脊髓和大脑皮层的SOD1 聚集体的清除
    4 小结与讨论
第四章 BL-918 增加运动神经元样细胞自噬水平促进SOD1 聚集体的清除
    1 实验材料
        1.1 细胞株
        1.2 主要药品与试剂配置
        1.3 主要仪器
    2 实验方法
        2.1 细胞复苏、传代及冻存
        2.2 质粒扩增和提取
        2.3 hSOD1~(G93A)-mCherry-NSC34或h SOD1~(WT)-mCherry-NSC34 稳转细胞系的构建与筛选
        2.4 MTT法检测BL-918及其代谢产物M8和M10对h SOD1~(WT)-NSC34或h SOD1~(G93A)-NSC34 细胞存活率的影响
        2.5 结晶紫染色法测定BL-918 及其代谢产物M8和M10对h SOD1~(G93A)-NSC34细胞数目的影响
        2.6 高内涵细胞成像分析仪检测BL-918 及其代谢产物M8和M10对LC3-puncta的影响
        2.7 WB检测BL-918 对自噬相关蛋白表达水平的影响
        2.8 WB检测BL-918对h SOD1~(G93A)-NSC34 细胞SOD1 聚集体表达水平的影响
        2.9 激光共聚焦成像检测BL-918对hSOD1~(G93A)-NSC34 细胞自噬流的影响
    3 实验结果
        3.1 稳转细胞系h SOD1~(G93A)-m Cherry-NSC34和h SOD1~(WT)-m Cherry-NSC34 的鉴定
        3.2 BL-918 及其代谢产物M8和M10 对突变型h SOD1~(G93A)-NSC34 及野生型hSOD1~(WT)-NSC34 的细胞毒性影响
        3.3 BL-918 及其代谢产物M8和M10 促进hSOD1~(G93A)-NSC34 细胞增殖
        3.4 BL-918 及其代谢产物M8和M10 增加h SOD1~(G93A)-NSC34 细胞LC3-puncta数目
        3.5 BL-918 促进h SOD1~(G93A)-NSC34和h SOD1~(WT)-NSC34 等神经元样细胞LC3-I向LC3-II的转化
        3.6 BL-918在h SOD1~(G93A)-mCherry-NSC34 细胞中促进LC3-I向 LC3-II转化,增加SOD1 聚集体的清除
        3.7 BL-918 促进hSOD1~(G93A)-NSC34 细胞的自噬流
    4 小结与讨论
总结与展望
    1 总结
    2 创新之处
    3 不足与研究展望
参考文献
致谢
硕士期间论文成果

(6)基于“治痿独取阳明”理论针刺干预肌萎缩侧索硬化症作用及机制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
引言
理论探讨
    1 ALS研究进展
        1.1 发病机制
        1.2 治疗手段
    2 中医对ALS的认识
        2.1 病因病机
        2.2 中医药治疗ALS进展
    3 针刺治疗神经退行性疾病
        3.1 研究进展
        3.2 针刺治疗ALS现状
        3.3 针刺治疗ALS机制
    4 治痿独取阳明
        4.1 历代文献
        4.2 足阳明胃经循行及选穴
实验研究
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
    2 实验结果
        2.1 SOD1~(G93A)子代鼠的基因鉴定
        2.2 针刺干预改善SOD1~(G93A)小鼠生存状态
        2.3 针刺干预减缓SOD1~(G93A)小鼠体重丢失
        2.4 针刺干预提高SOD1~(G93A)小鼠生存率
        2.5 针刺干预改善SOD1~(G93A)小鼠运动功能
        2.6 针刺干预降低SOD1~(G93A)小鼠脊髓中SOD1 的表达
        2.7 针刺干预降低SOD1~(G93A)小鼠脑干及脊髓小胶质细胞表达
        2.8 针刺干预降低SOD1~(G93A)小鼠脊髓相关炎症因子的表达
    3 讨论
        3.1 ALS及动物模型
        3.2 针刺方案设计
        3.3 针刺干预SOD1~(G93A)小鼠作用及其机制
结语
参考文献
致谢
在学期间主要研究成果

(7)辛伐他汀对ALS细胞模型的影响及机制研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
英文缩写
引言
第一部分 肌萎缩侧索硬化患者合并心脑血管疾病及危险因素的临床观察
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    小结
    参考文献
第二部分 辛伐他汀导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    小结
    参考文献
第三部分 辛伐他汀加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    小结
    参考文献
第四部分 辛伐他汀通过抑制GGPP的合成加重NSC34-h SOD1G93A细胞的自噬流障碍、导致NSC34-h SOD1G93A细胞的损伤
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    小结
    参考文献
结论
综述 自噬在肌萎缩侧索硬化中的研究进展
    参考文献
致谢
个人简历

(8)超氧化物歧化酶1G41S和G41D在小鼠内侧前额叶皮层过表达引起认知行为的改变(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
前言
第一部分 SOD1WT、SOD1G41S 和 SOD1G41D 重组腺相关病毒的构建及鉴定
    材料与方法
    结果
    讨论
第二部分 探究SOD1WT、SOD1G41S、SOD1G41D在小鼠内侧前额叶皮层过表达对认知行为的影响
    材料与方法
    结果
    讨论
总结
参考文献
综述 SOD1 基因突变对肌萎缩侧索硬化症认知功能影响的相关研究
    参考文献
附录 英文缩略词表
攻读学位期间发表文章情况
致谢

(9)SOD1转基因猴分子表型的检测及体外运动神经元的定向分化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略语索引
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 fALS致病基因及模型的研究进展
    1.3 hSOD1~(G93A)致病机制研究进展
    1.4 ALS的治疗
        1.4.1 基因治疗
        1.4.2 干细胞移植治疗
第二章 hSOD1~(G93A)转基因食蟹猴的分子表型鉴定
    1 材料和方法
        1.1 动物
        1.2 主要仪器
        1.3 主要试剂
        1.4 主要试剂的配制
        1.5 PCR引物序列
    2 实验方法及步骤
        2.1 DNA的抽提
        2.2 mRNA的提取和转录
        2.3 克隆载体的构建和提取
        2.4 PCR扩增和产物的回收
        2.5 蛋白质的提取和浓度测定
        2.6 成纤维细胞的培养
        2.7 细胞计数
        2.8 细胞免疫荧光染色
        2.9 数据分析
    3 结果
        3.1 转基因食蟹猴DNA水平的鉴定
        3.2 转基因食蟹猴m RNA水平的鉴定
        3.3 转基因食蟹猴蛋白水平的鉴定
    4 讨论
    5 小结
第三章 多能干细胞的诱导和分化
    1 材料和方法
        1.1 动物
        1.2 主要仪器
        1.3 主要试剂
        1.4 主要试剂的配制
    2 实验方法及步骤
        2.1 饲养层(MEF)的培养及传代
        2.2 iPSC细胞的培养
        2.2.1 iPSC细胞培养及传代
        2.2.2 iPSC细胞的冻存和复苏
        2.2.3 iPSC细胞的传代
        2.2.4 iPSC细胞的复苏
        2.3 NSCs的诱导分化
    3 结果
        3.1 成纤维细胞的重编程
        3.2 诱导多能干细胞的鉴定
        3.3 诱导多能干细胞向NSC的定向分化
    4 讨论
    5 小结
第四章 iPSC向运动神经元的定向分化
    1 材料和方法
        1.1 动物
        1.2 主要仪器
        1.3 主要试剂
        1.4 主要试剂的配制
    2 实验方法及步骤
        2.1 iPSCs到 NEP的分化
        2.2 NEP分化为MNP
        2.3 MNP分化为MN
        2.4 NEP的培养
        2.5 MNP 的培养
        2.6 MN 的培养
        2.7 成熟 MN 的培养
    3 结果
        3.1 细胞分化的阶段观察
        3.2 运动神经元的鉴定阶段
    4 讨论
    5 小结
第五章 讨论
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表论文目录

(10)SOD1转基因猴的行为学及电生理究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略语索引
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 ALS研究现状
        1.2.1 什么是ALS?
        1.2.2 肌萎缩侧索硬化症的病理表现
        1.2.3 ALS的致病机制
        1.2.4 ALS的治疗
    1.3 动物模型在ALS研究中的使用
第二章 材料与方法
    2.1 仪器
    2.2 试剂
    2.3 试剂配制
    2.4 实验方法步骤
        2.4.1 实验动物
        2.4.2 行为学评估
        2.4.3 病理学检测
        2.4.4 肌电检测
        2.4.5 血常规检测
        2.4.6 血液生化检测
        2.4.7 肌肉组织核磁检查
第三章 结果
    3.1 行为学评估
        3.1.1 手指灵活度评估
        3.1.2 手部力量评估
        3.1.3 下肢站立相关运动统计
        3.1.4 运动量统计
        3.1.5 吞咽评估
    3.2 病理学检查结果
    3.3 电生理检查结果
    3.4 血常规检测结果
    3.5 血液生化检测结果
    3.6 影像学检查结果
第四章 讨论
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
附录:攻读硕士期间发表论文目录

四、家族性ALS的SOD1基因突变及发病机制研究进展(论文参考文献)

  • [1]基于蛋白质组和转录组识别SOD1突变的ALS小鼠脑内疾病进展相关标志物的研究[D]. 刘欣. 南昌大学, 2021(01)
  • [2]DAB1 rs17115303和PTPRT rs6030462位点基因型多态性与中国汉族人群散发性帕金森病和肌萎缩侧索硬化症相关性研究[D]. 邱伟文. 南昌大学, 2021(01)
  • [3]PIK3R4参与SOD1 G93A转基因小鼠中自噬形成的机制研究[D]. 刘玥. 南昌大学, 2020(08)
  • [4]不同FUS基因突变的肌萎缩侧索硬化患者发病机制的研究[D]. 张伊. 华北理工大学, 2020(02)
  • [5]ULK1激动剂BL-918药物代谢动力学分析及其治疗ALS药效与机制研究[D]. 郭宇琳. 暨南大学, 2020(12)
  • [6]基于“治痿独取阳明”理论针刺干预肌萎缩侧索硬化症作用及机制研究[D]. 贺韵涵. 陕西中医药大学, 2020(01)
  • [7]辛伐他汀对ALS细胞模型的影响及机制研究[D]. 齐伟静. 河北医科大学, 2020(01)
  • [8]超氧化物歧化酶1G41S和G41D在小鼠内侧前额叶皮层过表达引起认知行为的改变[D]. 任曼丽. 南京医科大学, 2020(07)
  • [9]SOD1转基因猴分子表型的检测及体外运动神经元的定向分化[D]. 曹静. 昆明理工大学, 2019(04)
  • [10]SOD1转基因猴的行为学及电生理究[D]. 袁停利. 昆明理工大学, 2019(04)

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家族性ALS SOD1基因突变及发病机制研究进展
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