腓骨肌萎缩症4型遗传学研究进展

腓骨肌萎缩症也称夏科-马利-杜斯氏病(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT),是人类最常见的遗传性周围神经病之一,其遗传方式以常染色体显性遗传为主,也有部分呈常染色体隐性遗传或X连锁显性或隐性遗传。根据临床表型将CMT分为脱髓鞘型(CMT1)、轴突型(CMT2)和中间型（DI-CMT）。常染色体隐性遗传的CMT1(AR-CMT1,也称CMT4型)临床表现除了CMT常见的四肢远端进行性肌无力和萎缩,以及高足弓和爪形手外,常起病早,进展迅速,并有不同程度的感觉障碍和脊柱畸形(以脊柱侧凸为主)。近年来的研究显示,CMT4有11种亚型,其中有些亚型的致病机制较明确,有些亚型存在建立者突变,有些亚型还局限在临床描述和突变检出上。文章综述了CMT4的最新研究进展,包括各亚型的临床表现、致病机制和小鼠模型等。     

腓骨肌萎缩症2型(CMT2)小鼠模型的研究进展

腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT)是人类最常见的遗传性运动和感觉神经疾病之一, 全球群体发病率约为1/2500。CMT主要分为脱髓鞘型(包括CMT1, CMT3, CMT4和CMTX1)和轴索型(CMT2)。迄今为止, 先后已有17个CMT2的致病基因被定位和克隆, 然而对这些基因的致病机制所知甚少。建立CMT2小鼠模型是从动物水平研究突变基因致病机制的有效手段。目前已成功构建了近10种CMT2的转基因小鼠、基因敲除小鼠或基因敲入小鼠模型, 其中尤以带有人源致病基因的转基因小鼠模型为多。文章简要介绍了CMT2小鼠模型构建策略, 着重阐述了CMT2小鼠模型的研究进展, 并对个别小鼠模型进行了剖析。     

下一代半导体测序技术在遗传性心肌病分子诊断中的应用

遗传性心肌病(Inherited cardiomyopathy, ICM)是一种常见的遗传性心脏疾病,主要由基因突变所致,是青少年和年轻运动员猝死的最主要原因之一。到目前为止,已经发现约100个基因和其致病有关,这些基因相关的变异位点具有不同的致病机制。随着临床遗传检测在遗传疾病诊断中的应用,对遗传性心肌病的分子遗传学特性及其致病机制进行深入了解,是对该病遗传诊断的关键。下一代半导体测序仪在2010年底由美国Life Technologies公司发布,其以布满微孔的高密度半导体芯片为测序基础,具有快速、经济、灵敏性好、准确率高等特点,已经应用于遗传疾病的突变筛查。文章主要对遗传性心肌病的分子遗传学特性和下一代半导体测序技术在遗传性心肌病遗传检测中的应用以及面临的挑战进行了概括总结,有助于遗传性心肌病的诊断、预防和治疗。     

利用果蝇模型研究人类Ⅱ型腓骨肌萎缩症的进展

腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth, CMT)通常是由神经元中某些蛋白质缺陷引起的一种常见家族遗传性外周神经系统疾病,患者表现为远端感觉和运动神经元的缺陷,行动能力不足,严重者可丧失行动能力。根据临床和电生理特征, CMT主要分为原发性脱髓鞘病变CMT1、原发性轴突病变CMT2以及继发性脱髓鞘和轴突病变的DI-CMT。越来越多的研究利用果蝇模型来模拟人类疾病和人类健康相关过程的各个方面。果蝇没有被髓鞘包围的轴突,因此不适合建立脱髓鞘型的CMT模型,而比较适合轴突病变CMT2的研究。该文主要针对CMT2进行分析,总结了人类CMT2涉及的相关致病基因,以及如何利用果蝇模型进行CMT2模型构建和病理分析。这对于CMT2疾病的生物学和医学研究具有重要的意义。     

6个线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征(MELAS)家系先证者线粒体基因全序列比较分析

线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征(Mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes, MELAS)是一种异质性很强的遗传代谢性疾病,而位于tRNA ^Leu(UUR)基因的A3243G突变是该疾病最常见的致病位点。文章对6个汉族MELAS家系的先证者进行了临床病理、分子遗传学特征分析,探讨了线粒体基因多态性对MELAS病人表型可能产生的影响。线粒体基因检测结果显示,4例先证者为A3243G阳性,其异质性比例介于29%~59%之间,临床症状的严重性和异质性程度大致呈正相关;2例MELAS/Leigh叠加综合征先证者为A3243G阴性,复发次数和严重程度重于其他4例先证者,其中1例先证者的血液和肌肉组织中发现ND5基因T13094C突变,该位点已报道与MELAS/Leigh叠加综合征、小脑共济失调相关。另外,线粒体基因全序列测序结果显示：除主要致病突变外,还存在多个与耳聋、癫痫、糖尿病、心肌病、Leigh综合征相关的线粒体基因多态位点,临床症状严重的患者其多态位点也更多。这表明MELAS综合征的复杂表型不仅受致病突变位点的直接影响,也可能受到其他与疾病相关的多态性位点的修饰作用。     

一个非综合征性耳聋家系致病基因的研究

非综合征性耳聋(nonsyndromic hearing impairment, NSHI)是一种十分常见的人类神经系统疾病, 约有1/1000的新生儿患有语前聋。GJB2基因编码间隙连接蛋白Cx26, 是最常见的NSHI致病基因, 大约50%的常染色体隐性遗传NSHI是由GJB2基因突变引起的。在本研究中, 收集了江苏省一个复杂的非综合征性耳聋家系, 并对其进行了分子遗传学研究。对所有已知常染色体隐性遗传的NSHI致病基因, 选用其侧翼的微卫星标记进行连锁分析, 发现该家系的致病基因与D13S175连锁。对GJB2基因进行整个编码区域的测序, 发现235碱基处发生了碱基C的纯合缺失, 这一突变可能是该家系中绝大多数患者致病的遗传基础。     

甲状腺髓样癌遗传学研究进展

甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma,MTC)是起源于甲状腺C细胞或滤泡旁细胞的恶性肿瘤,分遗传型髓样癌和散发型髓样癌两种.MTC主要由RET原癌基因突变引起,对患者进行基因测序分析能在基因水平诊断MTC,从而为患者早期行预防性手术治疗提供依据.从甲状腺髓样癌临床分型、分子遗传基础及动物模型不同层面进行综述,有利于进一步了解疾病致病机制和开展药物实验性治疗研究.     

在两个X连锁显性腓骨肌萎缩症家系中发现同一GJB1基因突变Glu208Lys

在两个X连锁显性腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT) 家系中进行了GJB1基因的突变分析。提取基因组DNA, PCR(polymerase chain reaction)反应扩增GJB1基因编码序列, 进行单链构象多态性(single strand conformational polymorphism, SSCP)分析, 对有差异SSCP带型的PCR产物进行测序, 结果在两家系中发现同一GJB1基因c.622G→A (Glu208Lys)突变。所发现的突变位点在国内尚未报道。     

一个中国Gilbert综合征家系的遗传学分析

对一个中国汉族Gilbert综合征遗传家系致病基因突变位点进行鉴定,以期了解该病的分子遗传学基础。首先提取先证者基因组DNA,PCR扩增尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶UGT1A1基因的5个外显子,以琼脂糖电泳鉴定PCR产物,纯化后直接测序鉴定。基因扫描显示,与血清胆红素水平密切相关的UGT1A1基因在第1和第5外显子存在纯合突变,而 UGT1A1基因启动子区域和内含子/外显子剪接边界位点序列未检测到突变。进一步对其他家系成员该基因的相应位点进行突变检测,结果显示他们在第1和第5外显子也存在杂合突变,其中还有两个成员在启动子区域检测到(TA)插入突变。对家系成员未抗凝新鲜血液进行生化检测证实了基因突变分析的结果。综合以上结果发现该家系三种突变并存,致病因素为第1和/或第5外显子突变,为显性遗传,两种突变位点纯合导致先证者出现严重胆红素代谢功能障碍。该家系因此成为Gilbert综合征突变位点及其致病机理研究的一个典型临床病例。     

一个常染色体显性遗传非综合征型耳聋家系致病基因及可能性分子遗传学机制研究

对一个中国常染色体显性遗传非综合征型耳聋家系(HBXG-712家系)进行了考察,主要采用了微阵列芯片法、全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)技术以及Sanger测序法等方法检测该家系致病基因,另通过对蛋白产物进行三维重建进行生物信息学分析。经WES测序,本次研究共获得51个候选基因,通过将Sanger测序结果与标准序列进行比对及验证基因型与表型的一致性,确定EYA4为该家系致病基因,同时位于该基因上的错义突变c.T1301A(p.I434K)为其分子病因基础,且生物信息学分析认为该突变具有致病性。本研究结果提示:EYA4(c.T1301A;p.I434K)为HBXG-712家系耳聋的致病基因,提示发生于eya同源区域的错义突变可导致非综合征型耳聋的发生。     

肥厚型心肌病的致病分子机制研究进展

肥厚型心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是以左心室及室间隔不对称肥厚为基本特征的原发性心肌病,其发病率约为0.2%,是青少年和运动员心源性猝死的最常见原因。HCM的发病年龄、发病程度和猝死风险等临床表型具有多样性,通常呈常染色体显性遗传。目前已报道的HCM相关突变超过900种,主要定位在β肌球蛋白重链基因、肌球蛋白结合蛋白C基因、心脏肌钙蛋白T基因等13个心脏肌节蛋白基因;另一方面,越来越多的研究显示线粒体基因突变与HCM发生相关。文章在简单介绍HCM形态学特征及临床表型的基础上,着重综述了HCM的致病分子机制及其最新研究进展。     

家族性渗出性玻璃体视网膜病变患者LRP5基因突变研究

家族性渗出性玻璃体视网膜病变(familial exudative vitreoretinopathy, FEVR)是一种遗传性眼科疾病,主要特征为视网膜周边血管发育异常和病变。由于病变程度不同,临床表型可从无明显症状到眼睛完全失明。本文通过研究3个中国FEVR家系和1个散发型患者,探索其致病突变与疾病表型之间的关系。收集家系中患者及亲属的外周血制备基因组DNA,设计引物以扩增FEVR致病基因FZD4、LRP5、NDP和TSPAN12的外显子区域并通过Sanger法进行测序。结果发现,在LRP5基因上存在3个未在dbSNP数据库及千人基因组计划数据库中报道过的杂合突变p.M181R、p.R399S和p.G503R,以及2个已发现但未在FEVR中报道过的杂合突变p.R494Q和p.G876S。生物信息学分析表明这5个突变位点均高度保守,为有害突变。荧光素酶报告基因实验证明了这5个突变均不能激活Norrin/β-catenin信号通路,进一步证明了这5个突变的致病性。该研究扩充了我国FEVR疾病的遗传数据库,可为该疾病的分子诊断提供依据。     

Periaxin蛋白与腓骨肌萎缩症

Periaxin是施旺氏细胞(Schwann cells)与晶状体纤维细胞中特异表达的支架蛋白之一．在施旺氏细胞包裹轴突形成髓鞘过程中,periaxin蛋白参与髓鞘的延展、修复及再生等．PRX基因的缺失或突变将引起脱髓鞘型腓骨肌萎缩症(CMT)4F亚型的发生．本文就periaxin蛋白分子结构特点、生理学功能、以及其基因突变与脱髓鞘型腓骨肌萎缩症CMT4F亚型的发生等进行综述．     

单分子测序技术在肿瘤诊断中的应用研究进展

肿瘤的发生发展通常与多个基因的遗传突变、表达异常有关,全面深入地分析肿瘤基因组、转录组及表观遗传组学对于快速剖析疾病特定基因簇及修饰位点至关重要。之前,研究者们主要采用第二代测序技术进行有效信息的挖掘,然而随着研究的不断深入,第二代测序技术表现出诸如序列拼接困难、低丰度难以检出等缺点。因此,单分子测序技术以其独特的优势应运而生,文中主要对单分子测序技术在几种常见肿瘤中的研究现状进行了综述,并展望了其在临床诊断中的应用前景。     

靶向小鼠Idua基因的CRISPR/Cas9系统构建及打靶效率分析

黏多糖贮积症(mucopolysaccharidosis,MPS)是一种遗传代谢病.人IDUA基因编码的α-L-艾杜糖苷酶(α-L-iduronidase,IDUA)功能异常是导致Ⅰ型MPS的主要病因.本研究拟构建特异性靶向小鼠Idua基因的CRISPR/Cas9编辑系统,用以模拟人IDUA基因突变,为建立精准模拟Ⅰ型MPS的细胞模型和动物模型提供高效基因编辑系统.本研究筛查了人类IDUA基因的致病突变,并将候选突变位点定位于小鼠Idua基因上,作为拟突变位点.然后通过sgRNA的设计、表达质粒构建、转染、药物筛选、TA克隆测序等步骤证明了设计的sgRNA具有高效的打靶效力.本研究结果对深入研究MPS的致病机制和探讨MPS的治疗具有重要意义.     

Nature:外显子测序发现促心肌梗死风险基因

<正>近日,来自美国的科学家在著名国际期刊Nature发表了他们的最新研究成果,他们通过对心肌梗死病人进行外显子测序发现两个蛋白编码基因的罕见突变可能会导致心肌梗死患病高风险。这项研究对临床预测心肌梗死发病,针对性开发治疗药物具有重要意义。研究人员指出,心肌梗死(MI)是全世界范围内致死率非常高的一种疾病,具有复杂的遗传模式。对于早发性MI,基因遗传是一个主要的风险因素。之前已有研究证明LDL基因中的罕见突变能够增加个别家庭发生MI的风险,同时有超过45个位点的常见突变与人群的MI发生风险具     

定位于1p36.12～1p35.1 的良性家族性婴儿惊厥家系 8 个候选基因的排除克隆*

目的:克隆定位于1p36.12～1p35.1上微卫星标志D1S2864和D1S2830之间12.4cM的区间内的腓骨肌萎缩症2L型的致病基因。方法:应用生物信息学方法筛选8个候选基因(NHE1、SMN、STX12、OX1R、BDR2、DHHC18、FLJ10315和SESN2),设计合成扩增8个基因外显子及外显子与内含子交界的引物,DNA直接测序法进行序列变异分析。结果:未发现与BFIS共分离的致病突变,但发现3个已知的多态。结论:排除了8个候选基因为该BFIS致病基因的可能。     

常染色体显性遗传性先天性白内障的基因突变研究

摘要 目的：从收集的两个来自中国的常染色体显性遗传性的先天性核性白内障家系中，确定与其白内障致病相关的基因遗传突变位点，以明确致病原因。方法：首先通过记录详细的家系成员患病史、白内障手术史和其他临床资料，通过眼科常用的视力、眼压、裂隙灯检查以及眼底检查，排除家系成员的其他眼科疾病。并在取得家系成员的知情同意下，从家系成员的外周血白细胞中提取基因组DNA，最后通过对已知的先天性白内障候选基因进行测序，以筛选出致病的突变位点。并通过软件分析突变位点的高保守性。结果：通过眼科常用的裂隙灯仪器检查，两个家系的先天性白内障临床表型均被确定为核性白内障类型。通过对先天性白内障就候选基因直接测序，发现了在晶状体蛋白γD基因（CRYGD）中，核苷酸位置c.193处，发现了一个G>A的突变。该突变与两个家系中所有患病的个体共分离，未患病的成员和120名无关对照成员中未观察到该突变。共保守分析表明，一个高度保守的区域序列位于CRYGD的第65位密码子（P.65）。结论：在两个常染色体显性遗传性先天性核性白内障的中国家系中发现了CRYGD基因的一个新突变D65N，这是第一次在CRYGD基因的第193位核苷酸处，发现突变G→A。导致了第65位密码子的天冬氨酸（D）突变为天冬酰胺（N），这些结果提供了强有力的证据，证明了晶状体蛋白γD基因（CRYGD）是先天性白内障的致病基因，并与核性的先天性白内障临床表型高度相关。     

一例CYP11B基因突变导致11β-羟化酶缺乏症的诊疗和基因检测分析

先天性肾上腺皮质增生症(congenital adrenal hyperplasia,CAH)是一种常染色体隐性遗传病,在不同类型的CAH发病率中,11β-羟化酶缺乏症排第二位,该疾病的发生与人8号常染色体上CYP11B基因突变有关。本研究采集了1名14岁患者的外周血,通过提取基因组DNA,应用全外显子测序对其进行了基因检测,对疑似变异进行Sanger测序验证,并分析其特点。结果发现,患者CYP11B1基因第8外显子存在c.1226C>T纯合错义突变,导致其编码蛋白第409位丝氨酸突变为苯丙氨酸(p.Ser409Phe),从而影响血红素与酶的结合,最终导致CYP11B1酶活性丧失,引起一系列临床症状。这一突变目前尚未见国内外有相关报道。本研究丰富了CYP11B1基因变异谱,为进一步研究11β-羟化酶缺乏症的致病机制提供了临床资料和遗传资源。     

LITAF、RAB7、LMNA和MTMR2基因在中国人腓骨肌萎缩症患者的突变分析

为了分析LITAF、RAB7、LMNA和MTMR2基因在中国人腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT)的突变特点, 文章分别应用PCR结合DNA序列分析方法和PCR-单链构象多态性(PCR-SSCP)结合DNA序列分析方法对6个常染色体显性遗传家系先证者和27个散发病例进行LITAF和RAB7基因突变分析; 应用PCR-SSCP结合DNA序列分析方法对14个常染色体遗传的CMT家系先证者和27个散发患者进行LMNA和MTMR2基因突变分析。结果发现: LITAF基因c.269G→A、c.274A→G序列变异和LMNA基因c.1243G→A、c.1910C→T序列变异, 未发现RAB7和MTMR2基因的序列变异。其中LITAF基因c.269G→A、LMNA基因c.1243G→A和c.1910C→T为新发现的单核苷酸多态; LITAF基因c.274A→G为已知多态。说明LITAF、RAB7、LMNA和MTMR2基因突变在中国人CMT患者中罕见。