银杉的分子谱系地理学研究

银杉（Cathaya argyrophylla）是中国特有的濒危裸子植物，孤立分布于我国亚热带山地。虽然以往等位酶和RAPD标记的研究表明，银杉群体的遗传多样性水平很低而群体间的遗传分化很高，但迄今对该种群体的动态变化以及物种的进化历史仍缺乏了解，包括影响群体遗传结构的因素以及物种可能的避难所等，对如何有效地保护和恢复银杉群体仍缺乏科学依据。本文根据8个核基因片段和2个线粒体片段的序列数据，运用群体遗传学和谱系地理学方法，探讨了银杉在DNA水平上的多样性和群体的动态历史，探讨了影响银杉特殊的群体遗传结构的各种因素，并推测了银杉第四纪冰期的避难所，对银杉花粉活力及其变异进行检测。在此基础上，提出了保护和恢复银杉群体的具体策略和措施。主要研究结果如下： 　　1. 核甘酸多态性和群体遗传结构 　　从101个核基因片段中筛选了8个适用于银杉的片段，对来自四个地区15个群体共86个个体的胚乳总DNA进行了扩增和测序。8个核基因座位的平均核苷酸多态性（θs＝0.0022，πs＝0.0027）显著低于其它松杉植物遗传多态性的多座位估计值。四个地区中，大瑶山（DY）的多态性最高（θs＝0.0026，πs＝0.0027），八面山（BM）最低（θs＝0.0014，πs＝0.0018），大娄山（DL）和越城岭（YC）介于二者之间。大多数座位内的多态位点间紧密连锁，座位间的连锁只在八面山地区检测到。AMOVA分析表明显著性的多态性比例存在于地区间（20.05％）和地区内群体间（9.37％）。FST分析也显示群体间（FST＝0.294）和地区间（FST =0.131-0.319）存在显著的遗传分化。推测伴随着瓶颈效应而出现的遗传漂变及其有限的基因流（Nm=1.2）是导致银杉群体低水平多态性和群体间强烈分化的主要原因。 　　2．谱系地理学分析 　　利用2个线粒体片段（nad1和nad4）序列以及高变异量的核2009片段序列对银杉的谱系地理进行了探讨。2个线粒体片段的多态位点组合成3种单倍型，将银杉分成大娄山（DL）、八面山（BM）以及越城岭（YC）和大瑶山（DY）3个地区，地区间的单倍型完全不同（GST=1.0），结合核基因呈现的群体遗传结构，推测现存银杉群体至少来源于4个冰期避难所，相当于银杉现存的4个相互隔离的地区。2009座位上12个变异位点组合成8种单倍型，位于单倍型谱系内部节点的4种祖先单倍型分布广泛、出现频率最高，其它7个核基因座位具有类似谱系结构。遗传距离和地理距离没有相关性，NST (0.138)与GST (0.134)没有显著性差异，说明现存的银杉群体是相对较近的时间内片断化的产物。2009片段分离位点的失配分布（mismatch distribution）呈双峰和多峰，表明银杉群体没有经历近期的扩张，与古生物学研究证据相吻合。 　　3. 银杉的基因杂合性和花粉生命力 　　利用2009和cad两个核基因片段，采用多胚乳序列法得到总的杂合体比率为64％（2009）和60％（cad），说明银杉群体中存在高比例的杂合体。大娄山地区的杂合体比率是八面山地区的2倍。银杉杂合体比率的高低可能与其遗传多态性有关，也可能是自然选择的结果。采用TTC染色法对银杉的花粉生命力进行了测定，在干燥低温条件下银杉花粉的活力很稳定，保存一年后有活力的花粉数仍高达80％以上。通过对来自两个地区（DY和YC）7个群体共16个银杉个体花粉活力的测定发现，银杉有活力花粉比例高达93.3％，与其它裸子植物相当。花粉活力在地区间和群体间存在显著差异，花坪地区（95.2%）的花粉活力高于大瑶山（91.3%）。花粉活力在群体内个体间差异不显著。 　　4．银杉的进化历史及其保护 　　银杉的低水平的遗传多样性和独特的群体遗传结构对我们推测其冰川期避难所提供了重要依据。本研究在银杉4个孤立分布区发现了彼此不重叠的线粒体单倍型，同时核基因表现出了4个地理群，说明随着第四纪冰期气候的波动和银杉分布范围的片段化，原来广布的群体逐步萎缩，最后被保留在位于西部大娄山（DL），东部八面山(BM)，中南部越城岭(YC)和南部大瑶山(DY) 4个相互隔离的避难所。银杉独特的群体结构和动态历史对进一步制定相应的保护措施具有重要参考价值。由于遗传多态性很低，群体又小，几乎所有现存的银杉群体都面临由于随机事件导致的物种灭绝。更严重的是，当前该物种的适生环境不断恶化和片段化，以及异常低的生殖和存活率导致银杉与其它物种竞争能力很低。因此，除目前采取的原地保护策略外，迁地保护应给予优先考虑。此外，采用传统的控制授粉策略（在遗传上有显著差异的群体间开展人工杂交）是丰富其遗传多态性、恢复衰退群体的可行措施之一。

黄杉属的分子系统发育与生物地理学

松科植物的叶绿体和线粒体基因分别为父系和母系遗传，二者的联合分析为系统发育重建，特别是揭示网状进化过程提供了便利条件。此外，松科中的多个属（如黄杉属、铁杉属等）呈洲际间断分布，是研究生物地理学问题的良好试材。 本文选择来自于叶绿体和线粒体基因组的5个DNA片段，通过序列分析对黄杉属的所有8个种进行了系统发育重建;同时结合已有的对黄杉属的各方面研究，讨论了该属典型的东亚-北美间断分布式样的形成过程。主要结果如下： (1) 叶绿体DNA片段trnfM-trnS、rpl20和trnP的序列分析 无论叶绿体基因两两组合分析还是3个叶绿体片段的联合分析均强烈支持东亚的6种黄杉属植物聚为一支（支持率>96%），其中日本黄杉位于最基部，其他分布于中国的5个种聚在一起。 (2) 线粒体基因nad5和cox1的序列分析 线粒体基因序列的进化速率较慢，信息位点相对较少，因此分辨率较低。本文中线粒体DNA序列在黄杉属的东亚物种间几乎没有分辨率，但是仍以>60%的Bootstrap支持率将该属分为东亚与北美两个姐妹支。 (3) 5个DNA片段的联合分析 5个细胞质DNA片段(trnfM-trnS, rpl20, trnP, nad5, cox1)的联合数据矩阵长4351 bp，其中含变异位点129个（3.0%），信息位点109个（2.5%）。利用最大简约法进行的系统发育分析表明：黄杉属分成北美和东亚两支，与地理分布相吻合，并分别得到了66%和100%的支持;中国的5个物种形成一个单系分支，该分支与日本黄杉为姐妹群关系。 根据上述叶绿体和线粒体DNA片段的序列分析结果，并结合前人的研究资料，我们认为黄杉属通过白令陆桥扩散后，在北美和东亚独立进化，但该属的起源地尚需要进一步研究。

拟南芥AST基因的精细作图

拟南芥ast (anthocyanin spotted testa) 突变体是由碳离子束诱导产生的与花青苷生物合成有关的突变体，受单隐性核基因控制。由于花青苷的异常积累，突变体未成熟种子的种皮呈现紫红色的斑点;野生型植株幼嫩的种皮没有花青苷的异常积累，呈淡绿色。初步作图分析表明，AST基因定位于拟南芥第I号染色体上，并且位于SSLP分子标记nga280和CAPS分子标记PAB5之间。 AST基因与SSLP分子标记nga280紧密连锁，遗传距离为3.2cM;与CAPS分子标记PAB5相距较远，遗传距离为21.1cM。 采用DDRT-PCR的策略，分析野生型与突变型植株未成熟角果中基因表达的差异。通过调整DDRT-PCR中总RNA、锚定引物、随机引物、cDNA和dNTP等关键试剂的用量，优化了适用于银染检测的DDRT-PCR方法。PCR扩增产物经6%变性聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳分离后，银染能检测到多而清晰的条带。泳道中的条带数最少为40个，最多达80个，平均为60个，条带大小分布在100bp-900bp范围，银染的灵敏度为5pg/mm2。此方法操作简便快速，灵敏度高，重复性好。采用这个改良的的方法，分析了拟南芥野生型和ast突变型植株未成熟角果中16,000个cDNA扩增产物条带，从中筛选出28个差异条带。二次PCR扩增后，进一步筛选出10个差异表达的cDNA条带，其中6个是野生型特异表达的，4个是突变型特异表达的。对这10个差异片段进行测序。BLASTN分析表明，这10个差异表达的cDNA片段与数据库中花青苷生物合成途径中的结构基因和调节基因序列没有同源性，表明用DDRT-PCR的方法克隆特定的AST基因有一定的局限性。 利用图位克隆（map-based cloning）的策略，对拟南芥AST 基因进行克隆。根据拟南芥数据库中的SNPs (simple nucleotide polymophisms) 序列和插入/缺失多态性（insertion/deletion polymorphisms）序列，设计了一系列分子标记。利用这些分子标记，对600个F2代有突变表型的植株进行重组子筛选，完成了对拟南芥AST基因的精细作图，成功地将AST 基因定位到BAC克隆T13M11上。初步确定该BAC克隆中的基因T13M11.8 可能是AST基因。该基因的DNA序列长1432bp，含有6个外显子和5个内含子，编码的蛋白与花青苷生物合成途径中的二氢黄酮醇4-还原酶有较高的同源性。功能互补实验正在进行当中。

基因组中新遗传结构的起源与进化

生物遗传物质的多样性从根本上决定了当今地球上生命世界的丰富多 彩。然而生命在漫长的进化历程中如何从最原始的生命形态不断演变，创造 出如此巨大的多样性，是自然留给我们最吸引人的奥秘之一。因此对于分子 进化生物学或进化基因组学的研究者来说，承载生命遗传信息的基因组如何 进化一直以来都是大家关注的一个基本科学命题。本研究主要从两个方面探 讨了基因组中新遗传结构起源的分子机制和进化模式，一方面我们以实验的 方法在黑腹果蝇亚种组中大规模地对新基因进行筛选和鉴定，探讨了果蝇基 因组中新基因起源的分子机制和进化模式；另一方面我们以生物信息学手段 对啮齿类动物大鼠和小鼠进行比较基因组研究，以人和猪的转录序列作为外 群，鉴定了大量啮齿类特有的新外显子，并对这些新外显子的进化特征和产 生机制做了研究。 在果蝇基因组新基因起源与进化的研究工作中，我们综合运用了荧光原 位杂交(fluorescent in situ hybridization, FISH)，Southern 印迹 (Southern blotting)，表达转录分析，生物信息确认和进化速率分析等技术和分析手段， 通过对黑腹果蝇约7000 个基因在黑腹果蝇亚种组8 个近缘物种中同源拷贝数 分布的筛选，鉴定了17 个年轻的散在重复新基因，并对这些新基因的结构、 表达和进化进行了全面的分析。结果表明，DNA 水平的重组机制产生了大量 的新的与祖先基因结构没有冗余的散在重复基因，它们的基因结构以很高的 频率形成了嵌合结构。这些新散在重复基因形成嵌合基因的机会有可能大大 高于预期。同时，我们提供了有力证据证明，重复序列特别是DNAREP1 转 座子很可能通过了非等位同源重组方式介导了散在重复基因的形成。最后， 运用多种行之有效的分析方法，我们证明绝大部分的这些新的嵌合重复基因 是有功能的。在啮齿类新外显子的起源与进化研究中，我们首先利用有完整序列信息 的人和小鼠的基因组，通过同源比对确定了人和小鼠间12,419 个直系同源的 基因组转录单元，这些基因组转录单元中71,039 个大、小鼠共有且相位定义 清晰的外显子被用作后续的分析。通过与人的基因组序列相比较，并进一步 以猪的转录组序列作为第二外群排除掉可能是在人的基因组中丢失的外显子 后，我们共确定了2,695 个啮齿类特有的新外显子。随后对这些新外显子产 生的机制、进化速率、潜在功能以及与选择性剪接之间的关系进行了讨论。 结果显示多数新外显子来自内含子的非重复序列，存在快速的碱基非同义替 换和插入缺失，功能分布上最多的是参与细胞外结合和蛋白间相互作用，提 示这些新外显子的产生可能与啮齿类与外界环境的适应性进化相关。对这些 新外显子与选择性剪接之间关系所做的分析表明，大多数的新外显子存在于 表达量较低的选择性剪接形式中，这说明这些外显子通常参与形成执行组织 特异功能的表达形式，也从一定程度上解释了这些外显子何以能够摆脱对基 因的功能限制而产生较快的进化速度。 总之，上述对果蝇基因组中新基因和啮齿类基因组中新外显子的起源和 进化的研究结果表明，基因组中通过新基因或新外显子等基因组新材料产生 新功能的进化过程是常见的和重要的遗传机制。

微卫星分型法应用于豢养繁殖长江江豚的父权鉴定

目的:鉴定武汉白鱀豚馆及铜陵淡水豚国家级自然保护区两个豢养长江江豚繁殖群体中出生的6头幼豚的生物学父亲。方法:选择8对江豚物种特异性微卫星引物对两个待鉴定群体的14个DNA样品进行了荧光标记PCR扩增,将纯化后的扩增产物在ABI3130遗传分析仪上进行基因分型,并根据GeneScanRox500内标确定不同等位基因的大小,随后对待鉴定对象进行等位基因分析,并计算主要多态性参数。结果:所采用的8个微卫星座位在待鉴定的两个江豚群体中均表现出多态性。在母本已知的条件下,利用其中6个微卫星座位的等位基因数据,通过

鱼腥藻PCC7120基因组中一个影响异形胞发育和图式形成的新区域

以Tn5 10 87b诱变鱼腥藻PCC712 0 ,筛选不能利用氮气生长、异形胞图式发生变化的突变株。突变株 # 180 1经缺氮诱导 2 4h后无异形胞形成 ,48h后沿藻丝形成少量成熟异形胞 ,占藻细胞总数比例为 2 .8% ,其异形胞发育速度和形成频率均与野生型有显著区别。以ClaⅠ酶切该突变株总DNA、自环化后以电泳冲法转化大肠杆菌 ,回收带有插入位点两侧DNA片段的转座子Tn5 10 87b。经测序确定转座子位于未知功能基因alr0 0 99第 14 8和 14 9碱基之间。为证明突变性状确由a

猕猴体细胞核移植影响因素的研究：着床前胚胎表观遗传重编程和供体细胞周期同步化

体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer）克隆技术的成功，特别 是运用终末分化的淋巴细胞和嗅觉神经元细胞成功克隆出小鼠，证实了分化的体 细胞核潜在的发育全能性。该技术已经在多个物种上成功地得到克隆后代，在转 基因动物、基因敲除动物和疾病模型动物生产中也得到成功应用，在结合干细胞 技术的治疗性克隆和再生医学方面也取得了初步成果，展现出了具有深远意义的 应用前景。但是，目前该领域仍然存在着很多急待解决的重要问题：克隆成功率 低，克隆胚和克隆动物经常呈现发育异常，妊娠和出生前后的高死亡率。对哺乳 动物早期胚胎发育过程中DNA 甲基化、组蛋白修饰等表观遗传重编程 （epigenetic reprogramming）机制的深入了解，有助于研究体细胞核在去核卵 母细胞中的表观遗传重编程事件，进而改善克隆胚重编程效率和发育能力。 猕猴是一种重要的实验动物，在人类疾病模型和生物医药研究中有重要的意 义。本研究主要围绕猕猴体细胞克隆胚胎早期发育过程中的表观遗传重编程事件 和核移植前体细胞同步化处理这两方面展开。1），首次详细地了描绘了猕猴着床 前胚胎发育过程中整体水平的DNA 甲基化表观遗传重编程事件，研究发现在受精 卵中父本基因组形成原核后迅速地发生了去甲基化，在2 细胞期后的卵裂过程 中，母本基因组才开始逐渐地去甲基化，到桑葚胚达到最低水平，然后开始重新 （de novo）甲基化,到囊胚期时形成不对称的甲基化模式，滋养外胚层（TE）呈 现高甲基化状态，而内细胞团（ICM）呈现低甲基化状态,这一不对称模式可能是 灵长类动物特有的，其他哺乳动物呈现正好相反的不对称模式。2），研究发现， 大多数猕猴克隆胚胎的DNA 甲基化重编程存在异常,效率低。很多2 细胞期克隆 胚（67%）和8 细胞期克隆胚（50%）的核DNA 甲基化水平显著高于对应的体 外受精胚，8 细胞克隆胚之间呈现多种不同的表观遗传特征。大多数克隆囊胚的 ICM 细胞核的甲基化水平显著高于IVF 囊胚，这些异常可能是导致克隆胚胎移 植到代孕母体后发育时间不长就失败的原因。3），在核移植前对猕猴成纤维细 胞同步化处理的研究中发现，血清饥饿，细胞周期阻断剂DMSO（二甲基亚砜）、 roscovitine、aphidicolin 和indirubin 的处理都有显著的同步化效果，提高了G0+G1 期细胞的比例。经过BrdU 标记法证实了这几种处理方法抑制细胞增殖的效果，并且证实了这种周期阻滞作用是可逆的。用原位末端标记法（TUNEL）分析证 实，血清饥饿1 到4 天后细胞凋亡比例显著上升，在贴壁的细胞中约有6%发生 凋亡，而正常对照只有1%左右，而周期阻断剂处理没有增加细胞凋亡率，这提 示这些周期阻断剂可能是一种相对安全且有效的猕猴成纤维细胞处理方法。核移 植前对猕猴成纤维细胞进行处理，有助于优化体细胞核移植技术，也是改善体细 胞核在克隆胚中重编程效率的重要途径。

Frankia的REP-PCR、RAPD-PCR鉴定及遗传多样性研究

本文采用溶菌酶法、CTAB法、微波法及CTAB+微波法等4种方法进行Frankia菌Cp11基因组DNA的提取。结果表明四种方式均可行，但以CTAB法及微波法最为有效。提取方法与REP-PCR带型间关系的研究表明，方法上的差异不会影响到REP-PCR带型的变化。对14株Frankia菌株作REP-PCR分析，并对之进行比较分类，证明REP-PCR方法不但能实现菌株间的差异鉴别，还能有效地进行Frankia菌的分类。这一结果与DNA同源相关性所得的分类结果具有良好的相关性。选用20个随机引物，对分自2个分类接种群的8株Frankia纯培养的总DNA进行随机扩增。其中引物OPW15和OPW16能扩增得到较为稳定的RAPD图谱。扩增产物分子量大都分布在0.5-4Kb之间。从稳定的RAPD扩增图谱看，Frankia菌间存在有丰富的遗传多样性；在选定适当引物情况下，能依据共同带型将Frankia菌化归为同一分类接种群。

Frankia菌的遗传多样性的RAPD研究

选用20个随机引物，对分自2个分类接种群的8株Frandia纯培养的总DNA进行随机扩增，其中引物OPW15和OPW16能扩增得到较为稳定的RAPD图谱．扩增产物分子量大都分布在0．5～4Kb之间．从稳定的RAPD扩增图谱看，Frankia菌间存在有丰富的遗传多样性；在选定适当引物情况下，能依据共同带将Frankia菌化归为同一分类接种群．

A preliminary genetic map of Zhikong scallop (Chlamys farreri Jones et Preston 1904)

Zhikong scallop (Chlamys farreri Jones et Preston 1904) is one of the most important aquaculture species in China. The development of a genetic linkage map would provide a powerful tool for the genetic improvement of this species. Amplified fragment length polymorphism (AFLP) is a PCR-based technique that has proven to be powerful in genome fingerprinting and mapping, and population analysis. Genetic maps of C. farreri were constructed using AFLP markers and a full-sib family with 60 progeny. A total of 503 segregating AFLP markers were obtained, with 472 following the Mendelian segregation ratio of 1:1 and 31 markers showing significant (P< 0.05) segregation distortion. The male map contained 166 informative AFLP markers in 23 linkage groups covering 2468 cM. The average distance between markers was 14.9 cM. The female genetic map consisted of 198 markers in 25 linkage groups spanning 3130 cM with an average inter-marker spacing of 15.8 cM. DNA polymorphisms that segregated in a 3:1 ratio as well as the AFLP markers that were heterozygous in both parents were included to construct combined linkage genetic map. Five shared linkage groups, ranging from 61.1 to 162.5 cM, were identified between the male and female maps, covering 431 cM. Amplified fragment length polymorphism markers appeared to be evenly distributed within the linkage groups. Although preliminary, these maps provide a starting point for the mapping of the functional genes and quantitative trait loci in C. farreri.

胶州湾和东太平洋海隆(~13°N)沉积物微生物多样性研究

海洋是一个巨大的生态系统，多样的微生物是构成海洋生态系统的基本元素。海洋微生物的群落结构及演变深刻的反映着海洋生态系统的变迁。本文采用分子生物学技术，研究了近海沉积物生态系统——胶州湾沉积物中细菌的多样性、群落结构的时空演替规律以及远洋深海沉积物生态系统——东太平洋海隆北纬13o附近深海沉积物中细菌和古细菌群落结构沿沉积物断层的分布情况，结果表明在两处沉积物中，微生物群落的结构都与环境因子有显著的相关性，是反映海洋沉积物环境特征的重要（分子）标志物，并且可能在这些环境中参与生物地球化学循环等重要过程。 1.从胶州湾不同区域的8个代表性站点采集4个季度的沉积物样品。提取总基因组DNA，利用16S rDNA作为分子标记，采用克隆文库对胶州湾沉积物中细菌群落的组成、空间分布和季节演替规律进行了研究。结果显示沉积物中的细菌具有高度多样性，来自于13个细菌门，同时还有28%的未鉴定克隆，表明胶州湾沉积物中蕴藏着巨大的微生物资源。其中已鉴定的优势种群是α-、β-、γ-、δ-变形细菌、绿弯菌、厚壁菌、蓝细菌和放线菌。同时还包括酸杆菌、拟杆菌、浮霉菌、疣微菌、芽单胞菌、绿菌、梭杆菌、异常球菌-栖热菌等类群的存在。将各克隆库的组成与温度、总碳、总氮等环境因子结合分析，结果显示细菌群落结构更替的主要驱动力是季节变化所带来的温度等环境因子的演变。对数据库中与本研究所获得序列具有最近亲缘关系序列的来源环境进行分析表明，胶州湾中细菌群落受航运活动、水产养殖、重金属污染等人类活动的明显影响，同时这些活动表现出显著的空间特异性，比如C4和D6等站点明显受到航运活动的影响，而A3和Y1等站点则容易受到沿岸径流所带来的淡水和油污染的影响。 2.分别利用PCR-DGGE和克隆文库技术对东太平洋海隆北纬13o附近深海柱状沉积物样品中细菌和古菌群体进行研究，结果显示这些微生物群落沿四个分别代表不同沉积年代断层明显的成层分布，与环境因子结合分析表明这种成层分布与氧化还原性质等地球化学特征的成层分布相吻合，提示我们该生态系统中的微生物受到环境因子的巨大作用，同时也表明这些微生物可能参与该生态系统中硫、金属元素代谢等过程。通过系统发育分析，四个断层中的微生物群落中呈现出很多与热液活动相关的个体（其中34.7%的细菌序列和31%的古菌序列与来源于各种热液环境的序列具有最近的亲缘关系）。但总体群落结构分析表明该区域可能属于热液活动影响区域的边缘，处于从热液活动环境到普通的低温沉积物环境的过渡区域。 3.将在胶州湾和东太平洋海隆北纬13o附近海洋沉积物生态系统中都存在的优势细菌类群（α-、β-、γ-、δ-变形细菌和放线菌、绿弯菌、厚壁菌、酸杆菌、浮霉菌）进行系统发育分析和背景比较分析，结果显示两处沉积物中的细菌优势种群虽然在大类群上很多是相同的，但是可能由于两处沉积物中不同物理化学等环境因子的选择作用（如胶州湾的近海特征和人为活动，东太平洋深海特点和热液活动），而导致优势种群在系统发育关系上距离比较远。这表明独特的微生物群落结构，特别是优势种群的群落结构信息是描述特定环境生态系统的重要方面。本研究表明在全球环境变迁中,自然环境因子和人类活动都在深刻改变着微生物群落的结构和功能。本文阐述了在环境变迁特定时期两处沉积物生态系统中的微生物群落结构及时空差异，为研究大范围生态系统的演变提供了依据，同时也为在两处沉积物环境中进行微生物参与的生物地球化学研究奠定了基础。

Determination of urinary oxidative DNA damage marker 8-hydroxy-2 '-deoxyguanosine and the association with cigarette smoking

8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8OHdG) has been widely used as a biomarker of oxidative DNA damage in both animal models and human studies. To evaluate the effect of cigarette smoking on oxidative stress, we studied the levels of urinary 8OHdG from smokers and non-smokers and investigated the association with cigarette smoking. The urinary 8OHdG concentrations were determinated by capillary electrophoresis with end-column amprometric detection (CE-AD) after a single-step solid phase extraction (SPE), and then quantitatively expressed as a function of creatinine excretion. To increase the concentration sensitivity, a dynamic pH junction was used and the focusing effect was obvious when using 30 mM phosphate (pH 6.50) as sample matrix. The limit of detection is 4.3 nM (signal-to-noise ratio S/N = 3). The relative standard deviation (R.S.D.) was 1.1% for peak current, and 2.3% for migration time. Based on the selected CE-AD method, it was found that the mean value of urinary 8OHdG levels in the smokers significantly higher than that in non-smokers (31.4 +/- 18.9 nM versus 14.4 +/- 7.6 nM, P = 0.0004; 23.5 +/- 21.3 mug g(-1) creatinine versus 12.6 +/- 13.2 mug g(-1) creatinine, P = 0.028). (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Study of urinary 8-hydroxydeoxyguanosine as a biomarker of oxidative DNA damage in diabetic nephropathy patients

Increased oxidative stress induced by hyperglycemia may contribute to the pathogenesis of diabetic complications. Urinary 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) has been reported to serve as a sensitive biomarker of oxidative DNA damage and also of oxidative stress. This article studied oxidative DNA damage in patients with diabetic nephropathy and in healthy control subjects by urinary 8-OHdG evaluations. Contents of 8-OHdG in urine were analyzed by capillary electrophoresis with end-column amperometric detection (CE-AD) after a single-step solid-phase extraction (SPE). Levels of urinary 8-OHdG in diabetic nephropathy patients with macroalbuminuria was significant higher than in control subjects (5.72 +/- 6.89 mumol/mol creatinine versus 2.33 +/- 2.83 mumol/mol creatinine, P = 0.018). A significant difference of 24 h urinary 8-OHdG excretions exists between the patients with macroalbuminuria and the patients with nonnoalbuminuria (19.2 +/- 16.8 mug/24 h versus 8.1 +/- 1.7 mug/24 h, P = 0.015). There was a positive correlation between urinary excretion of 8-OHdG and glycosylated hemoglobin (HbA(1)c) (r = 0.287, P = 0.022). A weak correlation exists between the levels of 8-OHdG and triglyceride (r = 0.230, P = 0.074). However, the urinary 8-OHdG contents are not correlated with blood pressure and total cholesterol. The increased excretion of urinary 8-OHdG is seen as indicating an increased systemic level of oxidative DNA damage in diabetic nephropathy patients. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.