两个神经遗传性疾病家系致病机理研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xmingfu
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背景与目的Duchenne 型肌营养不良症(Duchenne muscular dystrophy,DMD)和 Becker型肌营养不良症(Becker muscular dystrophy,BMD)都是由DMD基因的突变而引起抗肌萎缩蛋白表达异常而致。该病属于X连锁隐性遗传,理论上女性为携带者无临床症状发生。然而,越来越多的研究表明部分女性携带者也可出现临床表征,其最可能的解释为该携带者发生了 X染色体的偏移失活。本研究中,我们对一个患有疑似BMD症状的女孩进行临床表型分析以及对致病原因进行了探讨。材料方法1.研究对象:先证者是一个六岁女孩,自2.5岁起发现肌酸激酶(CK)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)持续升高,最大值分别可达6050 u/L和123 u/L。2.研究方法:通过体格检查、生化指标等对患者进行临床诊断;采用全外显子测序检测神经肌肉疾病的致病和相关基因,筛选突变位点;多重连接探针扩增技术(MLPA)检测DMD基因是否存在外显子拷贝数改变;PCR扩增家系成员DMD基因并测序确定遗传模式;利用SOPMA、PHYRE2和Ⅰ-TASSER对DMD野生型、突变型蛋白二级、三级结构预测;SOSUI对突变蛋白的功能影响进行评估;G显带技术检测家系成员外周血中的染色体组成;采用雄激素受体基因(AR)分析方法检测先证者及其母亲的X染色体失活类型;使用PCR、荧光定量PCR等技术对家系成员DMD基因表达进行研究。结果根据临床表型及全外显子测序结果确诊患者有疑似 BMD症状(BMD-like),致病基因为DMD。先证者26号外显子上存在c.34583459insAA杂合突变,在数据库中尚未见报道。该突变通过软件预测为有害突变,在各物种中高度保守。由于突变位点在DMD基因中位置靠前,且移码突变引起翻译提前终止,蛋白质二级、三级结构发生显著改变。该突变遗传自母亲,然而,先证者母亲各项生化检测指标完全正常。母亲染色体核型分析结果为45,X[17]/46,XX[83]嵌合。在X染色体失活类型检测中发现,先证者与母亲均存在不同程度的偏移失活。先证者突变型/野生型等位基因为62/38%,母亲为32/68%。在cDNA上扩增突变区域发现先证者与母亲等位基因的表达比例存在差异。先证者突变型/野生型等位基因约为50/50%,母亲约为20/80%。荧光定量PCR显示先证者与母亲DMD基因在mRNA水平上表达显著降低。结论本研究首次报道了DMD基因位于26号外显子上的突变(c.34583459insAA)导致女性携带者患肌营养不良症。研究发现对于发生移码突变和无义突变的女性携带者,其发病及严重程度不仅与X染色体非随机失活模式相关,也与突变位点所在位置有关。本研究扩大了我国人群中DMD基因的突变谱,且为该家系日后的产前诊断奠定基础。背景与目的发育迟缓(developmental delay,DD)/智力障碍(Intellectual disability,ID)是常见的精神疾病,其主要特点为认知能力受限,智力低下,适应自然和社会环境的能力薄弱等。目前,DD/ID患者人数已占世界人口约3%,已经成为社会和医疗最大的挑战之一。DD/ID与遗传因素和环境因素有关,遗传因素主要包括染色体畸变和单基因突变等。本研究中,我们对一个患有发育迟缓伴3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症(MCCD)和3-羟基-3-甲基戊二酸尿症(3-HMG)的男孩进行致病突变的功能研究以及对其致病原因进行探讨。材料方法1.研究对象:来自佛山一个发育迟缓家系,先证者是一个两岁中国男孩,因发育迟缓伴手足徐动到神经内科就诊。2.研究方法:通过体格检查、生化指标等对患者进行临床诊断;采用二代测序对四千种单基因遗传病基因突变进行分析,筛选致病基因及突变位点;PCR扩增家系成员HCFC1基因并测序确定遗传模式;利用SOPMA、PHYRE2和I-TASSER对HCFC1野生型、突变型蛋白二级、三级结构预测;通过real-time PCR,Western-blotting对突变型表达水平进行鉴定;检测新突变对亚细胞定位,细胞增殖,细胞凋亡,细胞周期,以及相关基因表达的影响。结果根据临床表型及全外显子测序结果确诊患者发育迟缓,为X染色体隐性遗传方式,致病基因为HCFC1。先证者18号外显子上存在c.4442C>T的半合子突变,在数据库中尚未见报道。该突变处于HCFC1蛋白的Acidic功能域,在软件上预测可能有害,在各物种中高度保守。该突变影响亚细胞定位,蛋白表达水平升高。与3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症和3-羟基-3-甲基戊二酸尿症相关的MCCC1,MCCC2,HMGCL基因表达下降。由于突变远离Kelch功能域,因此与钴胺素新成代谢相关的MMACHC表达没有影响。过表达突变型HCFC1可能会抑制HEK293T细胞的凋亡,但对细胞增殖和细胞周期影响不大。结论本研究首次报道了 HCFC1基因位于Acidic功能域的突变(c.4442C>T)导致发育迟缓伴3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症和3-羟基-3-甲基戊二酸尿症,同时提出转录调控异常能引起代谢紊乱导致出现更严重而复杂的临床表型。本研究扩展了 HCFC1基因的突变谱,且为该家系日后的产前诊断奠定基础。
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