论文部分内容阅读
目的:
1.在全国各地收集视神经萎缩家系,然后建立临床、家系资料以及分子遗传学资料数据库。
2.在收集的视神经萎缩家系及正常对照中筛查与Leber遗传性视神经病变(LHON)相关的线粒体DNA(mtDNA)三个原发突变位点(ND1/G3460A、ND4/G11778A、ND6/T14484C),绘制中国LHON人群的突变频谱。
3.对其中两个具有典型临床表现和家族史并同时携带有原发突变位点及T3394C突变的LHON家系先证者进行线粒体DNA(mtDNA)全基因组进行研究分析。
4.进一步分析ND1基因T3394C突变对LHON发病的分子机制,为LHON的诊疗提供新的依据。
材料与方法:
1.通过与北京中医药大学东方眼科医院、中国中医科学院眼科医院、河北省邢台市眼科医院和温州医学院附属眼视光医院合作,以及全国其它医院送来的家系,构建视神经萎缩家系的各地收集网络。经所有受试者同意和温州医学院伦理道德委员会的许可,签署知情同意书后,最后采集外周静脉(肘静脉)血样3~5mL,并收集详细的临床和家系资料(其中包括用Cyrillic软件绘家系图)。
2.对受试对象(包括患者和正常对照)进行详细具体的眼科临床检查,包括检测视力(应用标准国际对数视力表),色觉检查(应用俞自萍色觉图),视野检查(应用Humphrey视野计),VEP(应用德国罗兰电生理仪)以及眼底彩照(应用佳能眼底数码彩照)。
3.用经典的酚-氯仿抽提法或DNA提取试剂盒法提取全基因组DNA(包含mtDNA)并以其作为PCR扩增模板,对先证者及家系母系成员原发突变G11778A、G3460A和T14484C所在的3个片段进行PCR扩增,对PCR产物进行纯化后,最后应用自动测序仪进行测序。
4.对两个同时携带有T3394C突变和原发突变位点的LHON家系先证者进行进一步的眼科临床检查,详细询问家族史并记录。然后使用设计好的24对引物对其进行线粒体全基因扩增、纯化和测序。
5.使用生物软件(包括DNAStar5.0、Chromas2.24、Clustal X1.83等)对测序结果与剑桥序列(NC_012920)进行比对分析,确定线粒体基因变异位点及其单体型,分析ND1 T3394C对LHON发病的影响。
6.根据Genbank选取17种不同进化物种如:人(Homo sapiens)、牛(Bostaurus)、鼠(Musmusculus)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)等不同物种对线粒体序列进行种系发生学分析。
7.同样,收集116例正常对照(仅限汉族人群)根据上述所述方法抽取3~5mL外周静脉血后进行线粒体基因分析。
结果:
1.自2004年以来,到2012年12月,本课题组已收集了1218个视神经萎缩家系,其中携带LHON三个原发突变位点的家系504个,包括429个G11778A突变家系、16个G3460A突变家系、59个T14484C突变家系。
2.这两个家系表现有典型的LHON临床症状和遗传学特点,家系母系成员分别为17位和13位,外显率分别为24%和46%。
3.对家系进行mtDNA全序列测序分析发现其携带原发突变外,还有其它碱基突变,mtDNA单体型均属于东亚单体型M9a。在这所有的突变中有很有意义的ND1亚基上高度保守的T3394C突变。
4.在116例正常对照中发现4例携带有T3394C突变。
结论:
1.三个原发突变位点存在中国LHON患者中,但并不是每个携带者均出现LHON症状。中国LHON人群中,T14484C突变频率和白种人接近,G3460A突变的频率明显低于白种人,但是G11778A突变频率则明显高于白种人。
2.这两个家系具有典型的LHON临床表现和家族遗传特点,而且外显率较高,G11778A和T14484C分别是其主要的致病因素。
3.3394位于ND1第30位保守性位置,其突变使得组氨转换为酪氨酸,并且该突变已证实与代谢性疾病和遗传性耳聋有关,本研究在正常对照组中发现4例携带该突变位点,这两个家系外显率较高,表明该突变位点可能协同原发突变位点提高LHON的外显率。
4.家系先证者单体型均属于单体型M9a,可能协同原发突变位点对LHON的发病起促进作用。
5.家系母系成员相同的mtDNA表现不同的病情严重程度,表明环境因素、核修饰因子等可能影响LHON的表型表达。