目的:在神经管发育过程中,STIL基因参与SHH信号通路传导,通过影响神经祖细胞的增殖,促进神经管的正常发育。STIL基因敲除的小鼠胚胎出现神经管闭合失败,前脑无裂畸形、中线和左右轴不对称畸形。我们在部分人类NTD样本观察到STIL基因稀有突变的现象,本研究的目的是探索STIL基因稀有突变是否会影响神经管发育过程中SHH通路的信号传导,以及STIL基因稀有突变与人类NTD是否具有相关性。方法:采用人类NTD样本与正常样本,通过高通量测序检测神经管畸形患者是否富集STIL基因稀有变异,采用SPSS16.0与European Molecular Biology Laboratory(EMB I)和National Center for Biotechnology Information(NCBI)对稀有变异进行生物信息学分析,对稀有突变位点进行筛选和验证。对筛选出可能具有功能破坏性的稀有变异位点构建突变体质粒,转染HEK293T细胞,利用细胞免疫荧光技术确定重组质粒的正确定位。利用western blot技术检测STIL蛋白表达水平,通过免疫共沉淀方法检测STIL与SUFU相互作用,利用real time PCR技术检测STIL及靶基因Gli1转录因子m RNA表达水平;通过CCK8细胞增殖检测方法,在转染后检测突变体对细胞增殖的影响。结果:1、通过对全基因组测序新发突变结果进行分析,我们所测NTD样本中12.15%存在STIL基因稀有变异,其中,2.54%携带稀有错义突变。2、运用western blot技术和real time PCR技术检测稀有变异影响基因表达,其中,STIL基因E863K、A1047D蛋白质水平下降和E863K m RNA水平表达下降。3、通过对SHH信号通路靶基因Gli1的m RNA水平检测,推测STIL基因E863K变异削弱了STIL对SHH通路的正向调控。4、采用CCK8方法,检测细胞增殖,发现STIL基因E863K、A1047D变异影响了HEK293T细胞的增殖能力。结论:STIL基因稀有变异影响基因表达,从而影响蛋白质功能变化,可能会引起SHH通路信号转导功能紊乱,影响SHH信号通路下游靶基因的转录功能,靶基因转录水平降低,引起神经管形成过程中神经细胞的增殖减少,最终导致了NTD的发生。这个发现揭示了STIL基因具有功能破坏性的稀有变异可能会通过SHH信号通路途径,损害胚胎神经管正常发育,是导致神经管畸形发生的一种可能性因素。