遗传代谢病是一种先天的、遗传代谢功能障碍的一类疾病。多数是因为维持机体正常代谢的酶或受体的编码基因出现了异常而引发的一系列单基因遗传病。Reed综合征,是一种罕见的常染体显性遗传病,患者往往患有皮肤平滑肌瘤,而且患者患肾癌的风险远远高于常人。FH基因在Reed综合征中起着重要的作用。本研究在患有Reed综合征子宫平滑肌瘤的家系中鉴定出新发的FH突变c.557 G>A(p.S186N),并且进行了一系列研究以确认该突变的致病性。对于该病的研究,我们首先利用Sanger测序技术对Reed综合征先证者血液进行了测序分析,发现并验证了该患者携带FH c.557G>A突变,并且该突变点尚未报道,因此本研究将围绕FH c.557G>A突变的致病机制展开研究。利用生物信息学、生物化学和细胞生物学的方法对突变体蛋白的结构和功能进行分析;通过构建pEGFP-FH-WT和pEGFP-FH-MT的真核表达载体,转染细胞,利用免疫荧光技术检测FH c.557G>A突变体蛋白在细胞中的定位是否发生变化;通过细胞增殖实验检测FH c.557G>A突变体对细胞增殖速度的影响;通过构建稳定转染FH野生型和突变体的细胞系,检测突变是否引起富马酸水合酶酶活性的改变;利用Seahorse XF24通量分析仪检测突变体细胞的细胞外酸化率;应用Western-blot技术检测FH突变体对肿瘤相关因子及相关信号通路的影响。结果表明,与野生型相比,FH突变体的富马酸水合酶酶活性明显降低,这可能是由于天然凝胶电泳中同源四聚体形成受损所致;免疫荧光实验表明,与在细胞质中均匀表达的FH野生型相比,过表达的FH突变体表现出点状结构,这表明氨基酸的改变可能导致功能失调的蛋白质发生积累,从而降低其细胞毒性。重要的是,FH突变体过表达的细胞表现出更高的增殖能力和细胞外酸化率值(ECAR),这可能是由于HIF-1α的上调所致,表明细胞具有肿瘤的表型。值得注意的是,与野生型相比,FH突变体过表达的细胞中磷酸化形式的mTOR显著增加,并且自噬受到抑制。我们的工作首次揭示了由新发FH突变c.557G>A(p.S186N)引起Reed综合征的分子机制,这将为该病精准的遗传咨询和临床诊断提供重要信息。去糖基化障碍病(NGLY1-CDDG),是一种罕见的常染体隐性遗传病,患者往往伴随着肌无力、眼睛泛有红血丝等症状。NGLY1基因在去糖基化疾病中扮演着重要的角色,但是目前对于NGLY1突变导致先天性去糖基化障碍病的研究少之又少。对于该病的研究,我们首先利用全外显子方法和Sanger测序技术对该病先证者血液进行了测序分析,发现并验证了该患者的等位基因分别携带NGLY1c.1231G>A和c.1405G>A两个突变位点,并且均未报道。因此本研究围绕这两个新发突变位点的致病机制进行研究。通过构建pEGFP-NGLY1-WT和pEGFP-NGLY1-MT的真核表达载体,转染细胞,利用免疫荧光技术检测NGLY1突变体蛋白在细胞中的定位是否发生改变。为了更深入的探讨NGLY1的功能,我们利用慢病毒包装系统,构建稳定过表达和稳定敲低NGLY1的细胞系;通过免疫共沉淀技术(IP)来寻找与NGLY1相互作用的蛋白;为明确斑马鱼是否可以作为研究该病的模式动物,我们利用序列比对、同源建模和系统发育分析,比较斑马鱼Ngly1蛋白在进化上的保守性,通过荧光定量PCR技术分析斑马鱼ngly1基因的时空表达。结果显示,与在细胞质中均匀表达的NGLY1野生型相比,两种过表达的NGLY1突变体均表现出点状结构;Western-blot实验表明稳定过表达和敲低NGLY1的HEK293T细胞系构建成功;通过qRT-PCR我们发现斑马鱼ngly1mRNA在胚胎发育的全过程中都有表达,包括二细胞期,24h,48h和72h,并且在胚胎发育第5天时达到高峰;在成鱼中,相比于其他组织,ngly1在卵巢和睾丸中高表达,在肝脏中低表达。这些结果为斑马鱼ngly1基因的结构保守性、时空表达提供了新的信息,为今后以斑马鱼为模式动物开展Ngly1的功能研究奠定了基础。综上所述,本研究以Reed综合征和先天性去糖基化障碍患者为研究对象,通过全外显子分析和Sanger测序技术对患者血液进行测序分析,发现并验证了患者所携带的新发基因突变。利用生物信息学、生物化学以及分子生物学和细胞生物学手段来研究FH和NGLY1新发突变的致病性机理,同时克隆表达并鉴定了斑马鱼ngly1基因的生物学特征。我们的研究成果将会为Reed综合征及先天性去糖基化障碍的临床诊断提供理论依据。