FOXC2基因在先天发育缺陷中的变异分析

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FOXC2基因在先天发育缺陷中的变异分析在胚胎发育过程中,受到环境、遗传等多种因素的影响,胎儿在形态、组织结构及生理功能上的发育受到影响,常发生胎儿流产、死胎或存在出生缺陷,给家庭、社会带来沉重的经济与心理负担。先天性发育缺陷是流产、死胎、死产和新生儿死亡的主要原因之一。我国近年出生缺陷发生率大约波动在11‰~18‰,是严重影响出生人口健康素质的因素。寻找先天性发育缺陷的确切病因,进一步揭示其发病机理,对于开展产前预防、诊断及干预,提高出生人口素质具有重要的意义。人叉头框-C2基因是具有DNA-结合域的翼状螺旋转录因子家族中的一员,在进化上具有高度保守性。定位于16q22- 16q24,只包含一个单独编码的外显子,没有内含子,cDNA全长为1506bp。其编码的蛋白质共有494个氨基酸残基。已有动物实验证明,Foxc2基因在胚胎发育过程中有着重要的作用,敲除Foxc2基因的小鼠可在心血管、软骨组织、肾脏、主动脉弓及眼睛间质等多部位表现出发育异常。人的FOXC2已经被克隆出来,人类的FOXC2基因和小鼠Foxc2基因有95%以上的同源性。人类FOXC2基因与临床的关联性最早是在家族遗传性疾病淋巴水肿-双睫毛综合征中被确认,LD综合征是一种罕见的常染色体显性遗传病。临床特征是下肢水肿和双重睫毛,还有个体合并静脉曲张、先天性心脏病和上睑下垂等,对LD家族的遗传分析发现FOXC2基因的突变和LD综合征发病密切相关。在动物实验中发现Foxc2与淋巴管的发生、中轴骨骼的发育、心血管系统及泌尿系统的发育有关,然而,在人类胚胎发育过程中,该基因的分子生物学表现及功能状况尚不清楚,故对FOXC2在胚胎发生中的作用及与先天发育缺陷的关系等方面进行研究。第1部分先天发育缺陷胎儿的类型分析目的:分析了长春地区先天性发育缺陷的类型,为重点缺陷的预防提供理论依据。方法:收集长春市多家医院妇产科就诊的流产或引产死胎,伴发育缺陷胎儿73例。对明显的发育畸形进行记录。分析异常器官。结果:在73例先天性发育异常胎儿中,男性41例,女性32例。由于在一个胎儿可以发生多组织器官的畸形或缺陷,共发现了93个器官或组织发育畸形,致宫内死胎共32例。神经管异常47例,占全部发育异常胎儿的64.3%(47/73),占发育畸形的构成比例为50.5%(47/93)。心血管发育异常病例19例,占全部发育异常胎儿的26%(19/73);心血管发育异常死胎15例,心血管发育异常儿胎死宫内发生率为78.9%(15/19),占畸形胎儿死胎总数的46.9%(15/32)。结论:在73例先天性发育缺陷胎儿中,男性比例高于女性。神经管发育缺陷是长春地区最主要的先天发育缺陷。心血管发育异常是胎死宫内最主要原因,也是本地区主要的先天发育缺陷。发现与成人LD综合征相似的淋巴水肿胎儿。第2部分FOXC2是人胚胎多器官发育重要的转录因子目的:研究FOXC2是否参与人胚胎发生发育过程。方法:通过免疫组化方法分析了FOXC2在人胚胎发育过程中的作用。结果:FOXC2在人胚胎最早期的头部间充质发生发育过程中起作用。在肋骨软骨的生发中心肋软骨始基细胞核看到FOXC2蛋白强表达。心脏的大血管、主动脉全层、心室内膜及心室壁外层可见到FOXC2的表达。胚胎肾脏的髓质可见到FOXC2的表达。结论:FOXC2基因是中轴骨骼的发育过程中必不可缺少的转录因子;FOXC2在人胚胎心血管系统发生、发育过程中发挥重要的生物功效;人胚胎期肾脏的发育也需要FOXC2参与。第3部分胎儿先天发育缺陷危险因素及FOXC2基因多态性分析目的:了解先天发育缺陷的危险因素及FOXC2基因的变异与先天发育缺陷发生的关系。方法:对73例先天发育缺陷胎儿的相关危险因素进行调查、登记和分析。提取发育缺陷胎儿基因组DNA,通过PCR反应扩增出包含FOXC2 cDNA的目的片段,送检测序,进行基因多态性分析。结果:父母亲的不良生活习惯、家族发育缺陷遗传史、父母特殊工作史、特殊化学试剂接触史、未行孕前检查及孕早期未补充叶酸、维生素等与胎儿先天性发育缺陷的发生密切相关。对68例发育缺陷胎儿成功测序样本进行分析,共存在20个突变位点,其中引起编码氨基酸改变的突变点共15个。此15个有效突变位点集中在12个病例(包括神经管发育异常、心血管发育异常、淋巴水肿及多囊肾胎儿)中,FOXC2基因突变发生率为17.6%(12/68)。结论:孕期多种因素可以导致先天发育缺陷的发生率增加。基因变异分析发现了胚胎发育期神经管、心血管发育异常、淋巴水肿及多囊肾等先天发育缺陷胎儿存在FOXC2基因多点变异;胚胎期淋巴水肿胎儿显示了与成人LD综合征相似的高FOXC2基因突变率;胚胎期发育缺陷胎儿FOXC2基因的有效突变导致编码氨基酸改变,证明FOXC2基因变化与胎儿先天缺陷的发生密切相关。第4部分先天性心脏病危险因素及FOXC2基因多态性分析目的:了解先心病的危险因素及FOXC2基因的变异与先心病发生的关系。方法:对34例先心病患者的相关危险因素进行调查、登记和分析。提取先心病患者基因组DNA,通过PCR反应扩增出包含FOXC2 cDNA的目的片段,送检测序,进行基因多态性分析。结果:父母亲的吸烟、饮酒等不良生活习惯、父母特殊化学试剂接触史、家族发育缺陷遗传史、孕早期服药、孕早期感冒等均与CHD的发生有关联。成功测序29例先心病患者中,引起编码氨基酸改变的突变位点有9个,集中在7例患者中,有效突变率为24.1%(7/29)。结论:孕期多种不良因素可以导致先心病发病率的增加。CHD患者的FOXC2基因突变引起了编码氨基酸的改变,表明FOXC2的基因突变与CHD的发生密切相关;先心病患者与心脏畸形胎儿共同存在FOXC2基因216bp、255bp和505bp位点的突变,证明这三个突变位点是先心病的突变热点。
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