眼睛是人类的重要器官之一,负责收集外界信息,并通过其视网膜将收集到的信息传入大脑形成视觉。人类眼睛的工作原理与相机照相类似:我们用相机照相时,被照相物体通过光线进入相机的镜头,然后在胶卷底片上成像;同样,外界物体光线通过人类眼睛的角膜、晶状体在视网膜成像,并通过视神经将所获得的图像信息传入大脑形成视觉。视网膜是人类形成视觉的最关键部分,是一层很薄的软组织,分为边缘区和中央区,正中央区称为黄斑区。视网膜的退化或萎缩会导致视力的下降,甚至失明;视网膜黄斑区的退化或萎缩称为视网膜黄斑退化,如果在青少年时期以前发病被称为青少年视网膜黄斑退化,如果在老年时期发病则被称为老年黄斑变性。人类青少年视网膜黄斑退化主要是由于调控视网膜发育或维持视网膜正常功能的基因突变所致。到目前为止,青少年视网膜黄斑退化无有效的早期诊断、治疗和预防方法,因此,人类青少年视网膜黄斑退化疾病基因的克隆和突变位点的鉴定是其致病机制研究的关键,是解决此类疾病早期诊断、治疗和预防的基础。本研究主要收集人类青少年视网膜黄斑退化家系,基于人类基因组计划的研究成果,采用遗传连锁分析,基因克隆和序列分析,研究人类青少年视网膜黄斑退化疾病位点/基因。获得的主要研究结果如下:1.人类青少年视网膜黄斑退化家系的收集人类青少年视网膜黄斑退化疾病属于单基因疾病。定位克隆法是克隆单基因疾病基因的强有力方法,单基因疾病基因的定位克隆主要是同过家系的遗传连锁分析来完成的,因此,家系的收集、尤其是大家系的收集是发现单基因疾病基因/位点和致病突变的关键。在家系收集时,表型的确定(疾病的确诊)很重要,因为错误的表型会导致发现错误的疾病基因连锁位点或找不到真正的疾病基因连锁位点。本研究收集了2个青少年黄斑退化大家系,并进行了临床表型特征和遗传特征的研究。2.相关青少年视网膜黄斑退化家系的遗传连锁分析和疾病基因的定位对于青少年视网膜黄斑退化家系的疾病基因克隆,首先是疾病基因的定位:包括已知黄斑退化疾病基因位点的确定和新疾病基因位点的鉴定。(1)通过用基因型分析和基因编码区序列分析鉴定已知疾病基因位点/基因和突变。Bardet-Biedl综合征(BBS)是一个有多个器官缺陷的人类常染色体隐性遗传性疾病,其中视网膜退化是最主要的表型之一。我们对收集的一个中国人Bardet-Biedl综合征(BBS)近亲结婚大家系(家系972)进行详细临床检查,从血液样品中获得DNA。然后用人类染色体上短重复片段遗传标记物(Short tandemrepeat,STR Markers)对己知BBS 13个位点/14个基因进行了疾病基因连锁分析,发现了该家系的疾病基因连锁到BBS7/BBS12基因位点。进一步的BBS7和BBS12基因外显子序列分析发现了该家系的疾病由BBS7 S556R突变所致。这是第一个中国人BBS疾病基因研究的报道,并发现了BBS7的1个新突变。(2)全基因组扫描发现视网膜黄斑退化疾病基因阳性位点已有部分青少年视网膜黄斑退化的疾病基因被克隆,但在中国还未有青少年视网膜黄斑退化的疾病基因被克隆的报道。我们收集到1个包括18个患者共43人的常染色体显性遗传青少年视网膜退化大家系(1085家系)。该家系患者的临床症状较为特别,以黄斑退化和视网膜色素变性同时发生为特征。我们先用人类染色体上短重复片段遗传标记物(Short tandem repeat,STR Markers)对已知青少年视网膜退化位点进行了连锁分析。在排除该家系与已知视网膜疾病基因位点连锁后,我们用美国Illumina公司The HumanLinkage-12磁珠芯片(6090SNP(Single nucleotide polymorphism,单核苷酸多态性)标记物)全基因扫描新技术,采用该公司推荐的标准方法进行人类染色体的全基因组遗传连锁扫描。将全基因组扫描所得信息计算Lod Score(表示疾病基因与标记物连锁的可能性),用Lod Score值来判断SNP与疾病基因的距离。对已完成扫描的这个青少年黄斑退化家系结果分析完后,我们确定了可能的阳性位点。3.青少年视网膜退化家系疾病基因新位点的确认和最小遗传间距的确定一旦全基因遗传连锁分析完成后,可能会有多个可能的阳性位点,下面的任务就是进行单倍体型分析和使用更多更精细的STR标记物或单核苷酸多态性标记物或增加更多病人样本来确定和缩小最小遗传间距(Minimum genetic interval,MGI)。这是最终疾病基因鉴定的前提。我们通过单倍体型分析初步判定该家系的疾病基因位点位于7p21。