人工耳蜗植入聋儿术前基因检测及家系分析

摘要: 国内外研究表明GJB2、SLC26A4(PDS)和线粒体DNA(Mitochondrial DNA, mtDNA)的病理性突变导致了大部分的遗传性聋。 文章收集了2006年4月~2007年9月接受人工耳蜗(Cochlear implant, CI)植入的14 例患儿及其父母的外周血, 应用基因诊断方法进行 GJB2、SLC26A4(PDS)和mtDNA 1555位点突变检测。结果显示, 35.7%的患儿检测到致病突变, 其中28.6%为GJB2基因突变, 类型均为235delC纯和突变, 其父母为携带GJB2 235delC的杂和子; 7.1%为mtDNA A1555G突变, 其母亲亦携带mtDNA A1555G突变。这表明CI 植入聋儿最常见的基因突变是GJB2 235delC突变, 其次是mtDNA A1555G突变, 通过对耳聋家系常见致病基因的检测和家系分析, 可以对优生优育及减少耳聋发病率提供科学准确的遗传信息。     

黑龙江省非综合性耳聋基因位点的研究

目的:分析黑龙江地区新生儿耳聋易感基因的携带情况。方法:选取2014年6月至2015年3月在我院出生、义诊以及门诊筛查的新生儿1036例,采取EDTA抗凝静脉全血,提取基因组DNA进行PCR,利用直接测序法检测非综合性耳聋常见突变基因GJB2、SLC26A4及线粒体12S rRNA。结果:1036例新生儿中,64例筛查阳性,阳性检出率6.18%。其中GJB2 235del C 26例,35del G 3例,109GA 5例,176-191del16 4例,299-300delAT 9例,SLC26A4IVS7-2 14例,SLC2168 3例,12S rRNA突变2例。其中有家族史的新生儿63例,携带耳聋基因的患儿17例,阳性检出率为27.0%。结论:GJB2 235del C和SLC26A4 IVS7-2为本省的高发致病位点,对新生儿进行耳聋基因筛查,亦或对年轻夫妇进行孕前检查,部分耳聋可早期发现,制定相应的干预措施,可预防或降低耳聋的发生。     

与耳聋相关的线粒体12S rRNA突变

线粒体DNA突变是引起听力损伤的重要原因之一. 其中,线粒体12S rRNA基因突变与综合征型耳聋和非综合征型耳聋相关. 导致综合征型耳聋的线粒体DNA突变多为异质性,然 而对于非综合征型耳聋突变则多以同质性或高度异质性存在,说明这种分子致病性需要较高的阈值. 位于12S rRNA解码区的A1555G和C1494T突变是造成氨基糖甙类抗生素耳毒性和 非综合征型耳聋常见的分子机制. 这些突变可能造成12S rRNA二级结构的改变,影响线粒体蛋白质的合成,降低细胞内ATP的产生,由此引起的线粒体功能障碍导致耳聋. 但是多数 基因突变的致病机制还仅处于推测阶段. 其它修饰因子如氨基糖甙类抗生素、线粒体单体型、核修饰基因参与了线粒体12S rRNA基因A1555G和C1494T突变相关的耳聋表型表达.     

非综合征型耳聋患者耳聋易感基因突变的检测分析

目的:探究非综合征型耳聋患者耳聋易感基因的携带情况及突变类型,为耳聋患者治疗或遗传咨询提供理论依据。方法:收集821例非综合征型耳聋患者的外周静脉血,提取基因组DNA后,进行4个常见耳聋易感基因GJB2、GJB3、SLC26A4和线粒体12S r RNA的9个突变热点筛查。结果:821例非综合征型耳聋患者中耳聋易感基因筛查阳性375例,阳性率为45.7%,不同性别之间阳性率无明差异(P=0.625)。375例存在耳聋易感基因突变的研究对象中,4个易感基因的9突变热点共检测出447例点突变,其中GJB2基因的有241例点突变(53.9%),以235 del C位点突变率最高;SLC26A4基因的有126例点突变(28.2%),以IVS7-2 AG位点突变为主;线粒体12S r RNA基因的有79例点突变(17.7%),绝大部分为1555 AG位点突变;而GJB3基因仅有1例点突变(0.2%)。375例存在耳聋易感基因突变的研究对象中,304例发生1种突变(81.1%),有70例发生2种突变(18.7%),仅有1例发生3种突变(0.3%)。结论:非综合征型耳聋患者中GJB2基因的235 del C位点以及SLC26A4基因的IVS7-2 AG位点突变率较高,常见耳聋易感基因筛查有助于非综合征型耳聋患者的诊断、干预及治疗。     

表观遗传学——耳聋研究的新视野

耳聋是一种常见的人类感觉系统缺陷, 新生儿发病率可达1/1000～3/1000。耳蜗感觉神经上皮毛细胞的结构或功能异常可导致耳聋,遗传因素在其中起重要作用。虽然一些与遗传性耳聋相关的基因及染色体位点已经被定位或克隆, 仍有很多耳聋的病因尚不清楚。人们发现, 除了常见的热点基因突变(GJB2、SLC26A4、线粒体DNA C1494T和A1555G等)外, 一些表观遗传学的改变也在耳聋的发生中起重要作用。例如, miR-96 突变会导致人和小鼠的渐进性失聪, 异常的CpG岛甲基化与一些耳聋综合征的发生有关等。文章着重对表观遗传学在耳聋领域的研究现状和进展进行了综述。     

表观遗传学——耳聋研究的新视野

耳聋是一种常见的人类感觉系统缺陷,新生儿发病率可达1/1000～3/1000。耳蜗感觉神经上皮毛细胞的结构或功能异常可导致耳聋,遗传因素在其中起重要作用。虽然一些与遗传性耳聋相关的基因及染色体位点已经被定位或克隆,仍有很多耳聋的病因尚不清楚。人们发现,除了常见的热点基因突变(GJB2、SLC26A4、线粒体DNA C1494T和A1555G等)外,一些表观遗传学的改变也在耳聋的发生中起重要作用。例如,miR-96突变会导致人和小鼠的渐进性失聪,异常的CpG岛甲基化与一些耳聋综合征的发生有关等。文章着重对表观遗传学在耳聋领域的研究现状和进展进行了综述。     

湖南地区人群中线粒体12S rRNA基因A1555G突变筛查

为建立快速、简便、准确筛查线粒体DNA 12S rRNA基因A1555G突变的基因检测技术平台,收集1 758例（女性808例,男性950例）正常人群样本,利用Bsm AⅠ酶切法筛查线粒体DNA A1555G突变以及通过实时荧光定量Taqman探针法和直接测序法对筛查结果进行验证,结果检测到2例A1555G阳性突变样本,其中1例为男性,1例为女性。实时荧光定量Taqman探针法与Bsm AⅠ酶切法、直接测序法检测结果完全相符,未发现假阳性和假阴性,该方法具有结果准确直观、简单省时,特异性强,敏感性高的优点,适用于对母系遗传性耳聋线粒体DNA A1555G突变的大规模筛查或氨基糖甙类抗生素应用前的预防性检测。     

新生儿筛查发现的非综合征型耳聋病例及其家系进行GJB2基因全编码区变异分析

通过对温州地区新生儿听力筛查发现的遗传性非综合征型耳聋病例及其家系进行GJB2(gap junction beta 2)基因全编码区变异分析,寻找致聋GJB2基因突变,探讨GJB2基因复合变异的致聋性。该研究通过提取21个家系先证者及其57个家系成员的外周血基因组DNA,聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增GJB2基因的全编码序列,扩增产物经限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)初步筛查235del C,然后对扩增产物进行DNA测序,并进一步对序列变异进行生物信息学分析。结果显示,21个非综合征型耳聋家系中,7个家系确诊是GJB2基因突变所致,GJB2致聋基因突变类型包括235del C纯合、299-300del AT+109GA复合杂合。还发现2个家系的GJB2基因变异可能致聋,分别为79GA+109GA+341AG复合杂合、79GA纯合+558GA杂合。但结果显示,79GA+341AG复合杂合或复合纯合、235del C+79GA复合杂合一般不足以致聋。以上结果表明,GJB2基因复合变异在非综合征型耳聋病例中常见。某些GJB2基因变异是否致聋具有明显遗传异质性。多态性变异的多重复合有时可能致聋。遗传背景和(或)环境因素可能参与GJB2基因变异的致聋性。     

浙江省非综合征型耳聋患者12SrRNA突变频谱分析

线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)突变是引起耳聋的重要原因之一。尤其是12S rRNA基因是药物性耳聋与非综合征型耳聋相关的突变热点区域。文章收集了浙江省各地区非综合征型及药物性耳聋患者标本318例,对其进行临床和分子遗传学评估。12S rRNA基因突变分析发现34个变异位点,已知的1555A>G、1494C>T和1095T>C突变分别占9.1%、0.6%和1.25%。结构和种系发生分析显示,839A>G和1452T>C突变位于12S rRNA基因的高度保守区域且未在449例正常对照组中发现,可能增加了耳毒性药物的敏感性。其他变异位点为多态性位点。文章数据支持了12S rRNA基因是耳毒性药物的作用靶点之一这一理论,为预测个体耳毒性的发生风险,提高氨基糖甙类药物治疗安全性提供了有价值的信息,以期降低耳聋的发生。     

线粒体DNA G7444A突变可能影响A1555G突变的表型表达

线粒体12S rRNA和tRNASer(UCN) 基因是导致非综合征型听力损失的两个突变热点区域。作者收集了1个母系遗传感音神经性聋家系, 该家系同时携带线粒体DNA (mtDNA) A1555G和G7444A突变。临床资料分析表明, 该家系包括药物致聋的耳聋外显率(所有耳聋患者/所有母系成员)为58%, 而非药物致聋的耳聋外显率(非药物性聋患者/所有母系成员)为25%, 明显高于其他携带A1555G突变的耳聋家系。先证者的线粒体全序列分析表明, 该线粒体基因组共有28个多态位点, 属于东亚人群B4c1单体型。在这些多态位点中, 除A1555G和G7444A突变外, 未发现其他有功能意义的突变。这表明mtDNA G7444A突变可能加重由A1555G突变造成的线粒体功能缺失, 从而增加耳聋的外显率。     

基因芯片技术在病毒性病原体检测中的研究进展

基因芯片技术具有高通量、高度平行性、高度自动化的特点。在对传染病病原体的研究中,基因芯片技术已应用于耐药性相关遗传多态性分析、基因分型、生物种系的遗传进化分析、宿主与病原体相互关系分析、病原体检测等。但在病原体检测方面,与检测细菌相比,基因芯片技术对病毒的高通量检测难度较大。简要介绍了目前基因芯片技术在病毒性病原体检测中的研究进展、所采用探针的类型及设计原则、基因芯片杂交结果的影响因素等。     

Diagnostic Application of Targeted Resequencing for Familial Nonsyndromic Hearing Loss

Identification of causative genes for hereditary nonsyndromic hearing loss (NSHL) is important to decide treatment modalities and to counsel the patients. Due to the genetic heterogeneity in sensorineural genetic disorders, the high-throughput method can be adapted for the efficient diagnosis. To this end, we designed a new diagnostic pipeline to screen all the reported candidate genes for NSHL. For validation of the diagnostic pipeline, we focused upon familial NSHL cases that are most likely to be genetic, rather than to be infectious or environmental. Among the 32 familial NSHL cases, we were able to make a molecular genetic diagnosis from 12 probands (37.5%) in the first stage by their clinical features, characteristic inheritance pattern and further candidate gene sequencing of GJB2, SLC26A4, POU3F4 or mitochondrial DNA. Next we applied targeted resequencing on 80 NSHL genes in the remaining 20 probands. Each proband carried 4.8 variants that were not synonymous and had the occurring frequency of less than three among the 20 probands. These variants were then filtered out with the inheritance pattern of the family, allele frequency in normal hearing 80 control subjects, clinical features. Finally NSHL-causing candidate mutations were identified in 13(65%) of the 20 probands of multiplex families, bringing the total solve rate (or detection rate) in our familial cases to be 78.1% (25/32) Damaging mutations discovered by the targeted resequencing were distributed in nine genes such as WFS1, COCH, EYA4, MYO6, GJB3, COL11A2, OTOF, STRC and MYO3A, most of which were private. Despite the advent of whole genome and whole exome sequencing, we propose targeted resequencing and filtering strategy as a screening and diagnostic tool at least for familial NSHL to find mutations based upon its efficacy and cost-effectiveness.     

基因芯片技术及其在肿瘤基因组学中的应用

基因芯片又称DNA微阵列,分为cDNA微阵列和寡聚核苷酸微阵列。DNA微阵列技术是探索基因组功能的一种强有力工具。扼要介绍基因芯片、表达谱芯片技术和原理,以及基因芯片技术在肿瘤基因组学中的应用。     

基因芯片与植物基因差异表达分析

基因芯片为研究植物不同个体或物种之间以及同一个体在不同生长发育阶段、正常和疾病状态下基因表达的差异、某一性状多基因的协同作用,寻找和定位新的目的基因等方面带来了革命性的变革。与传统研究基因差异表达的方法相比,它具有微型化、用材少、快速、准确、灵敏度能高基、在因同等一研究方面已取得了显著的成绩,如拟南芥、酵母、水稻等。     

Large DNA palindromes as a common form of structural chromosome aberrations in human cancers

Breakage-fusion-bridge cycles contribute to chromosome aberrations and generate large DNA palindromes that facilitate oncogene amplification in cancer cells. At the molecular level, large DNA palindrome formation is initiated by chromosome breaks, and genomic architecture such as short inverted repeat sequences facilitates this process in mammalian cells. However, the prevalence of DNA palindromes in cancer cells is currently unknown. To determine the prevalence of DNA palindromes in human cancer cells, we have developed a new microarray-based approach called Genome-wide Analysis of Palindrome Formation (GAPF, Tanaka et al., Nat Genet 2005; 37: 320-7). This approach is based on a relatively simple and efficient method to purify "snap-back DNA" from large DNA palindromes by intramolecular base-pairing, followed by elimination of single-stranded DNA by nuclease S1. Comparison of Genome-wide Analysis of Palindrome Formation profiles between cancer and normal cells using microarray can identify genome-wide distributions of somatic palindromes. Using a human cDNA microarray, we have shown that DNA palindromes occur frequently in human cancer cell lines and primary medulloblastomas. Significant overlap of the loci containing DNA palindromes between Colo320DM and MCF7 cancer cell lines suggests regions in the genome susceptible to chromosome breaks and palindrome formation. A subset of loci containing palindromes is associated with gene amplification in Colo320DM, indicating that the location of palindromes in the cancer genome serves as a structural platform that supports subsequent gene amplification.     

Different influences of DNA purity indices and quantity on PCR-based DGGE and functional gene microarray in soil microbial community study

Based on the comparative study of the DNA extracts from two soil samples obtained by three commercial DNA extraction kits, we evaluated the influence of the DNA quantity and purity indices (the absorbance ratios A260/280 and A260/230, as well as the absorbance value A320 indicating the amount of humic substances) on polymerase chain reaction (PCR)-based denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and a functional gene microarray used in the study of microbial communities. Numbers and intensities of the DGGE bands are more affected by the A260/280 and A320 values than by the ratio A260/230 and conditionally affected by the DNA yield. Moreover, we demonstrated that the DGGE band pattern was also affected by the preferential extraction due to chemical agents applied in the extraction. Unlike DGGE, microarray is more affected by the A260/230 and A320 values. Until now, the successful PCR performance is the mostly used criterion for soil DNA purity. However, since PCR was more influenced by the A260/280 ratio than by A260/230, it is not accurate enough any more for microbial community assessed by non-PCR-based methods such as microarray. This study provides some useful hints on how to choose effective DNA extraction method for the subsequent assessment of microbial community.     

机械点样DNA微点阵技术及其在基因表达分析上的应用(I)

从芯片制作、芯片杂交、芯片扫读与图像分析、基因表达数据分析等方面,详细介绍了机械点样DNA微点阵技术及其应用于多基因表达分析的基本步骤与原理。     

机械点样DNA微点阵技术及其在基因表达分析上的应用(II)

从芯片制作、芯片杂交、芯片扫读与图像分析、基因表达数据分析等方面,详细介绍了机械点样DNA微点阵技术及其应用于多基因表达分析的基本步骤与原理。     

基因芯片技术检测3种肠道病原微生物方法的建立

目的:建立一种运用多重PCR和基因芯片技术检测和鉴定伤寒沙门氏菌、痢疾杆菌和单核细胞增生利斯特菌的方法。方法:分别选取伤寒沙门氏菌染色体ViaB区域中编码调控Vi抗原表达的基因(vipR)、痢疾杆菌编码侵袭质粒抗原H基因(ipaH)和单核细胞增生利斯特菌溶血素基因(hlyA)设计引物和探针,探针3'端进行氨基修饰,下游引物标记荧光素Cy3。在优化的PCR和杂交反应条件下,进行三重PCR扩增,产物与包括3种致病菌特异性探针的基因芯片杂交。在评价基因芯片的特异性和灵敏度之后,对临床样本进行检测。结果:只有3种目的致病菌的PCR产物在相应探针位置出现特异性信号,其他阴性细菌均无信号出现;3种致病菌的检测灵敏度均可达到103CFU/mL;检测30例临床样本的结果与常规细菌学培养结果一致。结论:所建立的可同时检测伤寒沙门氏菌、痢疾杆菌和单核细胞增生利斯特菌的基因芯片方法快速、准确,特异性高,重复性好,为3种肠道致病菌的快速检测和鉴定提供了新方法和新思路。