單基因遺傳病致病基因的突變檢測(cè)——遺傳性痙攣性截癱和先天性角化不良.pdf

1、單基因疾病是指那些由于單個(gè)基因的缺陷而引起的遺傳病，其發(fā)生基本上受一對(duì)等位基因控制，其傳遞方式符合孟德爾遺傳定律Ⅲ。目前對(duì)單基因遺傳病已知致病基因的突變篩查和新基因的克隆是進(jìn)行基因診斷的主要方法之一，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)就是對(duì)PCR產(chǎn)物直接測(cè)序來確定突變的位置和類型。本文主要應(yīng)用這種方法進(jìn)行幾種單基因疾病致病基因的突變篩查，運(yùn)用單倍型分析、跨物種同源序列比對(duì)、野生型和突變型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等生物信息學(xué)方法鑒定病理性突變。 遺傳性痙攣性

2、截癱(Hereditary Spastic Paraplegia，HSP)(MIM＃182600)是一組神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，其具有臨床表型多樣性以及很強(qiáng)的遺傳異質(zhì)性。根據(jù)遺傳方式不同HSP可分為常染色體顯性遺傳(autosomal dominant，AD)、常染色體隱性遺傳(autosomal reeessive，AR)和X連鎖隱性遺傳(X-linked recessive，XR)，其中以AD-HSP最常見。SPATACSIN(spas

3、ticity、with thin or atrophied corpus eallosum syndrome protein)是SPGll(MIM＃610844)位點(diǎn)的致病基因，也被稱作皿K1AA1840或者FLJ21439。目前發(fā)現(xiàn)SPG11基因的突變是伴發(fā)胼胝體發(fā)育不良的常染色體隱性遺傳性痙攣性截癱(ARHSP-TCC)的主要發(fā)病原因。考慮到HSP的異質(zhì)性，本文應(yīng)用PCR產(chǎn)物直接測(cè)序的方法對(duì)15個(gè)AR-HSP家庭(26個(gè)患者)和18

4、個(gè)散發(fā)病例，共44個(gè)病人進(jìn)行了SPG11基因的突變篩查。我們?cè)谝粋€(gè)廣東惠州ARHSP-TCC的家庭中發(fā)現(xiàn)新的復(fù)合型雜合突變，c．[5121-5122insAG]+[6859C>T](p．[11708RfsX2]+[Q2287X])。對(duì)家庭的遺傳分析顯示母親是突變c．5121—5122insAG的攜帶者，父親是突變c．6859C>T的攜帶者?；颊哂捎谕瑫r(shí)存在兩個(gè)突變導(dǎo)致發(fā)病，而弟弟和妹妹因只具備其中之一故表型正常。詳盡的臨床和實(shí)驗(yàn)室檢查顯

5、示帶有復(fù)合型雜合突變的HSP患兒還伴有胼胝體發(fā)育不良、智力障礙和小腦代謝降低。母源性突變c．5121_5122insAG為第29外顯子剪接位點(diǎn)的插入，雖然通過spliceview預(yù)測(cè)，剪接方式并沒有改變，但是導(dǎo)致下游的移碼突變，p．I1708RfsX2；父源性突變c．6859C>T為第38外顯子的無(wú)義突變，即第228位密碼子從谷氨酰胺變?yōu)榻K止密碼子，p．Q2287X，兩突變都引起肽鏈合成提前終止。該突變發(fā)生在進(jìn)化上高度保守的堿基，在對(duì)照

6、組中闕如。通過構(gòu)建單倍型，提示在這個(gè)家庭中，同時(shí)具有這兩個(gè)突變的單倍型才會(huì)發(fā)病。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)提示SPATACSIN基因編碼的野生型蛋白有5個(gè)跨膜區(qū)，這兩個(gè)突變都導(dǎo)致第一個(gè)跨膜區(qū)的方向發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，并且在原一、二跨膜區(qū)之間又增加了一個(gè)跨膜區(qū)。同時(shí)發(fā)生31個(gè)基序的丟失以及α螺旋和β折疊數(shù)量的改變。本文鑒定了SPG11基因的新的復(fù)合型雜合突變導(dǎo)致一個(gè)中國(guó)家庭發(fā)生ARHSP-TCC，為該病的產(chǎn)前基因診斷提供了一個(gè)新的證據(jù)。先天性角化不良(dysk

7、eratosis congenim，DC)(MIM 305000)是一種罕見的先天性多系統(tǒng)損害的綜合征。早期表現(xiàn)主要以皮膚網(wǎng)狀色素沉著、甲萎縮和黏膜白斑三聯(lián)征為特征。80％患者在30歲以前出現(xiàn)一系甚至三系血細(xì)胞減少，發(fā)生進(jìn)行性骨髓造血功能衰竭，引起患者早年死亡。DC具有遺傳異質(zhì)性，其中主要的遺傳方式是X連鎖隱性DC(XR-DC)，大約占DC病例90％以上。編碼蛋白角化不良素(DYSKERIN)的DKCl基因的突變與XR-DC有關(guān)。我們對(duì)

8、兩個(gè)DC的家庭進(jìn)行了臨床和遺傳學(xué)研究。家庭1中的兩個(gè)兒子都是患者，病情一輕一重。家庭2中先證者和弟弟均是患者，病情嚴(yán)重，隨訪調(diào)查，現(xiàn)都已病逝。 我們應(yīng)用PCR產(chǎn)物直接測(cè)序的方法進(jìn)行DKCl基因的突變篩查。家庭1中兩個(gè)患者都有DKCl基因的同一突變，c．1058C>T(p．A353V)。他們母親表型正常，這個(gè)位點(diǎn)直接測(cè)序?yàn)镃和T的雜合峰，為突變基因雜合子。此突變是已知突變，國(guó)內(nèi)外均已報(bào)道過數(shù)次，為一熱點(diǎn)突變，大約30％男性患者都檢

9、測(cè)到這一突變。家庭2，在先證者和弟弟都發(fā)現(xiàn)一個(gè)突變c．1075C>T(p．D359N)，由于家庭中其他人的血液樣本暫時(shí)沒有采集到，遺傳檢測(cè)有待進(jìn)一步進(jìn)行。這個(gè)突變?cè)趪?guó)際上只報(bào)道過一例散發(fā)病例，在中國(guó)人群中是首次報(bào)道。兩個(gè)突變位置很近，位于DKCl基因編碼蛋白角化不良素(DYSKERIN)的同一個(gè)推定的RNA結(jié)合區(qū)域，該區(qū)域與DC的發(fā)病有關(guān)，且對(duì)端粒酶RNA和H/ACA類核仁小RNA的結(jié)合有特殊的作用。另外，我還做了遺傳性色素性異常癥、掌