第1:先天性出汗性外胚层发育不良患者中GJB6基因突变筛查;第2:AMPD1基因在体细胞系和神经细胞瘤细胞系中表达的初步研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mgy1982
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目的:先天性疾病是一种在出生前或出生后一个月内发生的疾病。很多先天性疾病都是遗传物质异常所导致的遗传性疾病。先天性出汗性外胚层发育不良(Hidroticectodermal dysplasia,HED),也称为Clouston综合症,是一种常染色体显性遗传疾病,其特点是杵状甲、脱发以及手掌和脚底角质化。先天性杵状甲(或者杵状指)是一类临床上较少见的遗传性皮肤病,由于甲床和第三指节骨部分的连接组织增生,导致指甲板扩大和手指及脚趾终端分部。目前对于杵状甲还缺少具体可行的治疗方法,但是针对其病理症状进行治疗可能会减少杵状甲表型的发生;如果在疾病发生早期进行干预还有可能逆转病情,但目前尚缺少有效的手术治疗方法。先天性脱发的临床特征为正常头皮毛发不可再生性脱落,稀疏的眉毛和睫毛以及缺少腋毛、阴毛或其他体毛。有1-2%的先天性脱发患者会出现整个头皮甚至全部体表出现无毛特征。脱发病在有家族病史的家系中更易出现,这说明遗传因素可能是脱发病发生的一个诱因。对有2个或2个以上患者的家系的研究结果表明,基因异常能提高患病风险。针对不同脱发病型可采用不同的治疗对策,如果脱发病灶较小,一些治疗可能使头发重生脱发面积变小;但是对于严重脱发的患者,注射一些糖皮质激素如氯倍他索,醋酸氟轻松及皮质类固醇或者使用药膏的治疗方法对于脱发并没有明显的效果。类固醇药物的注射经常用来治疗一些小面积的脱发及眉毛缺失,但还不能确定其具体疗效。先天性毛发和指甲疾病一直以来就是具有未知遗传基础的一组罕见疾病,并研究较少。有研究指出称编码缝隙连接蛋白connexin30的GJB基因突变能导致此类疾病的发生。间隙连接蛋白-6(GJB6),或connexin30(Cx30),在人体中是由GJB6基因编码的蛋白质,是间隙连接复合物之一。GJB6基因位于13号染色体长臂1区1号带和1区2号带1亚带(13q11-q12.1)之间。间隙连接蛋白(Connexins)是一组结构相关的跨膜蛋白家族,可以装配形成脊椎动物的间隙连接。间隙连接由两个半通道或连接子构成,每个半通道或连接子由六个间隙连接蛋白装配组成。间隙连接在多细胞生物体中能够直接传递细胞间信号,它们由成簇的连接子构成通道集群,能使相邻细胞间的离子、营养物质以及小的代谢产物自由通过。外胚层上皮细胞及内耳的上皮细胞表达大量的间隙连接蛋白,其在协调角质细胞的生长和表皮细胞分化中扮演重要的角色;在内耳的听觉上皮细胞中,它能够回收听觉转导过程中流失的钾离子。间隙连接在多种生化反应中有至关重要的作用,如协调心脏肌肉去极化过程,胚胎发育以及毛细血管的应答。基于此,间隙连接蛋白基因的突变可能导致机体功能及发育的异常。在本研究中,我们对一个来自中国人群的先天性指甲发育不良以及脱发和掌跖角化过度家系进行GJB6的突变筛查,寻找其遗传病因。我们有望通过鉴定GJB6基因的突变引入快速的分子诊断和新型药物的治疗策略,在未来,可能有助于找到治疗这种罕见遗传性疾病的方法。  方法:一个患有杵状甲和脱发的中国家庭,其包括四个患者和两个正常人,被选为研究对象并签订知情同意书。通过家谱分析有力的证明了该疾病是常染色体显性遗传并且所有患病的成员是等位基因杂合突变。肝素化处理收集的外周血,用苯酚-氯仿提取基因组DNA,并十二烷基磺酸钠-蛋白酶K纯化DNA。用琼脂糖凝胶电泳检测DNA的提取质量。通过聚合酶链式反应(PCR)分别用引物:(1)5-AGACTAGCAGGGCAGGGAGT-3(上游)以及5-GGAAAAAGATGCTGCTGGTG-3(下游);(2)5-CCTCCAGCTGATCTTCGTCT-3(上游)以及5-GGTTGGTATTGCCTTCTGGA-3(下游),扩增人类GJB6基因全长序列,产生1350bp和1250bp扩增片段。扩增后用浓度为1%的琼脂糖凝胶电泳分离PCR产物,纯化PCR产物,然后在ABI-PRISM3100自动测序仪上进行双向测序,所有的测序结果进行组装、分析并用SeqManⅡ程序与野生型序列进行比对。  结果:本研究调查了一个五代的有常染色体显性遗传性家族史的杵状指和脱发家系。所有的患者都有先天性的杵状指、脱发和掌跖角化等相似的临床症状。患者杵状指症状在出生时即发现,脱发在6岁时出现。体检发现患者头发、睫毛、眉毛及其他体毛出现缺失。没有发现患者有听觉、视觉异常,牙齿异常及精神异常。实验室各检测指标正常,患者寿命正常。我们对GJB6基因进行聚合酶链式反应扩增后,用琼脂糖凝胶电泳进行分离纯化。对这六个家系成员的GJB6基因进行测序,发现了一个杂合的错义突变c.31G>A,这一变异导致了GJB6编码蛋白的第11位氨基酸从甘氨酸G变成了精氨酸R,这种变异可能使蛋白质的功能或结构发生转变从而引发了脱发和杵状指症状。这种在细胞质内存在的蛋白质CX30的氨基端的G11R的突变在4例患者中都存在。家系里的2个正常人中均未发现缺失、插入或错义突变。近年来,已发现了越来越多的连接蛋白参与的人类疾病的发生。连接蛋白的突变影响到多个器官和系统并与多种疾病的发生有关。另外,不同的连接蛋白突变能引起相同或相似的疾病。基因组研究不断地揭示与连接蛋白有关的疾病的突变,包括耳聋、皮肤病、中枢和外周神经病变、白内障以及心血管功能障碍等。GJB6基因的突变导致连接蛋白的组成和结构发生变化,它可能导致间隙连接的非正常转运活动。缝隙连接是细胞间水、离子及小分子交换的通道。它参与细胞间短程、快速的信息传递。由于这个位置上的突变在其他人群中也有过报道,所以我们没有进行后续的正常对照研究。  结论:总结本研究的结果就是:“在GJB6基因(在蛋白质水平位G11R)中一个错义突变31G→A在中国人群的天生性HED患者中普遍存在”。为了对那些有患该病史的家族提供适当的诊断、遗传咨询和产前诊断,GJB6基因突变尤其是G11R等位基因是家族中患杵状甲和脱发所必须考虑的因素。GJB6基因的UTR区域和启动子区域也应该得到鉴定,研究突变体的调控效果和功能性分析将毫无疑问有助于了解GJB6基因表型变异性的机制,并综合先前对GJB6基因的研究,这些结果丰富了对连接蛋白功能特点的了解。然而,还需要研究突变的类型、突变的位置、组织学检查患病个体的候选基因以及鉴定世界范围内不同区域更多的患者。通过当前对HED疾病的分子生物学基础的了解,疾病起因于GJB6基因的突变,我们将引进一个新颖的对头发和指甲的各种疾病治疗的药物学或者基于基因的治疗方法,这类疾病的基因治疗方法在临床上可能不会立即实现,但是在此领域有效的研究无疑肯明了在未来能对该疾病有效管理。
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