背景天使综合征（Angelman Syndrome,AS）是一种罕见严重的神经精神系统疾病,多在儿童时期发病,遗传方式为常染色体显性遗传,临床特征包括发育迟缓、智力低下、不自主发笑、语言和运动功能障碍、癫痫发作等。研究发现UBE3A基因是AS的主要致病基因,该基因位于15号染色体上。虽然大多数AS患者是由于包括UBE3A基因在内的母源性15号染色体长臂11至13区缺失,但大约10%的AS患者是由于是母源性UBE3A基因突变所致,明确基因诊断对于遗传咨询和评估再发风险至关重要。UBE3A基因属于母源性印记基因,在神经系统中,该基因仅为母源性表达,父源UBE3A基因被长非编码RNA（UBE3A-ATS）沉默。UBE3A基因转录后形成的UBE3A蛋白属于一种E3泛素连接酶,它通过泛素化降解底物蛋白质,对神经系统的发育和成熟具有重要作用。目的鉴定Angelman综合征家系的疾病遗传方式和相关致病基因;鉴定UBE3A基因新突变,拓宽UBE3A基因的突变谱;针对UBE3A基因新突变的功能研究,揭示突变对UBE3A基因表达和靶蛋白ARC泛素化水平的影响,为患者提供遗传咨询和胚胎植入前遗传学诊断。方法采集患者病史、绘制家系图研究疾病的临床表现以及遗传方式;全基因组芯片分析患者染色体情况;全外显子组测序检测和Sanger测序验证来鉴定致病基因突变;实时荧光定量PCR分析致病基因的拷贝数;对UBE3A基因突变位点进行氨基酸序列的保守性分析以及预测突变的致病性;构建UBE3A野生型和突变型及靶基因ARC质粒;通过实时荧光定量PCR检测基因突变对UBE3A基因和靶基因ARC mRNA表达水平的影响;通过蛋白质免疫印迹实验分析基因突变对UBE3A蛋白和靶蛋白ARC表达量的影响;通过免疫共沉淀技术检测UBE3A基因突变对靶蛋白ARC泛素化水平的影响;采用Karyomapping技术进行胚胎植入前遗传学诊断。结果1.Angelman综合征的患者存在智力发育低下、不自主发笑、抽搐手抖、共济失调、斜视、依从性差、精细动作无法完成,且家系遗传符合常染色体显性遗传病,属于印记基因母系遗传并存在家系共分离现象。2.鉴定了UBE3A基因新突变,是UBE3A基因c.2029G＞C（p.G677R）的错义突变。生物信息学分析显示突变具有致病性;UBE3A基因突变所对应的氨基酸序列在不同灵长类物种间具有高度的保守性。3.针对UBE3A基因突变的分子生物学研究显示,突变UBE3A基因的mRNA水平显著低于野生型UBE3A基因,且突变蛋白表达水平显著降低,并且发现UBE3A基因突变导致靶蛋白ARC的表达升高。4.通过免疫共沉淀实验,发现UBE3A基因突变导致ARC蛋白的泛素化水平降低,造成ARC蛋白的累积增加,明确突变对ARC蛋白的影响。5.通过胚胎植入前遗传学诊断,获得1枚未携带突变的整倍体囊胚进行移植。结论本课题在Angelman综合征家系中鉴定了UBE3A基因新突变,拓宽了UBE3A基因的突变谱,表明了UBE3A基因新突变造成了基因表达水平降低和靶蛋白ARC泛素化水平降低,导致ARC蛋白的积累,患者出现Angelman综合征相关临床表型。患者最终采用胚胎植入前遗传学诊断进行助孕治疗。