显性迟发性耳聋伴外显不全先天性嗅觉丧失家系的分子病因学研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:myyiao123
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目的本课题组前期收集到一个常染色体显性遗传性耳聋家系,该家系部分成员同时伴有先天性嗅觉丧失。先天性嗅觉丧失为一类由嗅觉上皮的改变或嗅神经、嗅球和嗅束发育不全导致出生时即丧失嗅觉的罕见疾病。为明确先天性嗅觉丧失与耳聋是否由同一个遗传性病因导致。本研究拟对该家系分子病因进行探索,从而对家系成员进行遗传咨询及婚育指导。方法对自愿参与本研究的家系成员进行病史采集、体格检查及相关辅助检查,特别关注听力、肾脏、鳃裂、嗅觉、心脏、眼科、骨骼、精神和皮肤科的异常。明确家系各家庭成员临床表型,绘制家系图。采集患者外周静脉全血样本,使用血液DNA提取试剂盒抽取DNA。利用PCR扩增及琼脂糖凝胶电泳方法对三大常见耳聋基因GJB2、SLC26A4、MT-RNR1基因全外显子及侧翼序列进行筛查。Sanger测序技术进行验证,Sequencher5.6软件分析结果。使用靶向捕获二代测序(NGS)技术分别对406个候选耳聋基因、20个嗅觉障碍和3个味觉障碍相关致病基因进行测序。从公共数据库Exome Variant Server、gnom AD、1000 Genomes中提取候选变异的次等位基因频率(MAFs),筛选可疑突变位点。使用Sanger测序技术对所有家系成员进行可疑致病位点家系内验证。通过Poly Phen-2、Mutation Taster、PROVEAN、SIFT等工具对候选基因突变进行致病性预测,使用Phylop Score及Phast Cons等工具进行保守性分析。最后利用Py MOL version 1.8.X以人SIX1-EYA2复合物(PDB:4EGC)野生型晶体结构为模板构建突变复合物;使用工具软件Site Directed Mutator(SDM)对突变复合体的蛋白质热稳定性进行预测;使用Poisson–Boltzmann solver(APBS)及PDB2PQR计算SIX1-EYA2复合物表面电荷;使用Visual Molecular Dynamics(VMD)version 1.9.3对野生型和突变型复合物的结构和静电势能进行可视化,两者进行对比。结果1、家系成员表型:该家系有7名耳聋,均呈现双侧、迟发性、中至重度感音神经性耳聋,为常染色体显性遗传。所有患者均有向更高频率倾斜的听力图特征,开始于中度听力损失,随年龄的增长听力损失加重。这7名耳聋患者中有4名患者(II-4、II-5、II-7、III-2)同时伴有先天性嗅觉丧失。其余体格检查均未见明显异常。2、家系内成员基因型:三大常见耳聋基因筛查均未发现致病突变;406个已知耳聋基因二代测序发现三个杂合错义突变:TECTA杂合突变c.2408C>T、c.4315C>A以及SIX1杂合突变c.385T>C,20个嗅觉和3个味觉的已知致病基因二代测序筛查未发现可疑突变。经Sanger验证,SIX1杂合突变c.385T>C在家系内呈现基因型-表型共分离。3、SIX1基因p.Tyr129His在数据库Exome Variant Server、gnom AD、1000 Genomes未发现突变位点。工具软件Poly Phen-2、Mutation Taster及PROVEAN预测该突变位点致病可能性大,SIX1多物种保守性分析显示突变位点氨基酸高度保守。4、分子建模致病性分析预测突变后SIX1-EYA2蛋白复合物结构发生改变,电势发生变化,蛋白质结构稳定性下降。结论1、该家系内最新发的SIX1错义突变c.385T>C(p.Tyr129His)可能为该家系显性迟发性听力损失的可能原因。2、嗅觉缺失可能是一种与SIX1突变相关的不完全外显的新表型,但这一点还需要进一步研究。
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