[目的]先天性白内障,是导致儿童弱视甚至失明常见的眼部疾病,其特征是由于胚胎期晶状体发育异常而导致的晶状体混浊。先天性白内障的发病率高,约占儿童致盲性眼部疾病的10%。由于发病人群的特殊使得先天性白内障的早期确诊困难,加之其遗传方式多样、治疗方法局限、手术效果不佳等问题,从根源上找寻其致病基因并进行基因治疗成为美好愿景。目前国内外学者采用测序技术以及芯片技术,已经筛查出20个与先天性白内障相关的致病基因。随着新一代高通量基因芯片技术的发展,能够在短时间内有效检测出导致先天性白内障发生发展的突变基因,对其发病机制的研究、临床诊疗及预防等方面都发挥着重要作用。本实验通过对云南省西双版纳自治州一个先天性白内障家系进行全基因组扫描,对芯片拷贝数变异(Copy Number Variation, CNV)结果进行分析后确定候选基因,再进一步针对筛选出来的候选基因的相关生物学信息进行分析,拟讨论该家系中发现的候选基因在其先天性白内障疾病的发生、发展中所起到的作用,为完善先天性白内障的致病基因库、探讨该基因型与疾病临床表型之间的关系提供一定的实验依据。[方法]1.从昆明医科大学第四附属医院眼科住院部收集来自云南省西双版纳自治州的家族遗传性先天性白内障家系1个。2.收集相关临床资料,明确该家系内总人数、患病人数及其在每一代的分布情况,绘制家系系谱图并分析该家系先天性白内障的遗传方式。3.对研究家系的8名成员进行总体的健康评估和全面的眼部检查,排除全身性其他系统严重的疾病,明确先天性白内障的类型；4.采集8名家族成员的外周静脉血,采用PerfectPure DNA Blood Kit (5 PRIME)试剂盒从外周静脉血中提取基因组DNA, GeneAmp(?)RCR9700系统扩增,并用2%琼脂糖凝胶电泳验证PCR产物分子量介于150bp-20000bp之间。5.将纯化、片段化后的PCR产物与CytoScanTM基因芯片进行杂交,在Affymetrix扫描仪中进行芯片扫描,生成数据。6.对CNV的扫描结果进行综合分析,筛选可疑致病基因；使用生物信息学软件MAS3.0、GO分析检测这些共同的变异基因,并结合患者临床资料,全面挖掘变异基因可能参与的信号通路与相互之间的作用关系,预测与先天性白内障可能相关的基因网络、信号通路、蛋白网络以及变异基因与临床表型之间的关系。[结果]1.该调查家系4代人群中,每代均有先天性白内障的患者且患者的子女有正常的有患病的,排除了性染色体遗传以及常染色体隐性遗传后,可以断定该家系先天性白内障的遗传方式为常染色体显性遗传。2.通过对30个样本进行全基因组芯片检测,最终筛选出最典型的33个CNV区域：2个CNV Gain区域,31个CNV Loss区域。在排除性染色体上的突变基因以及已被报道过和先天性白内障有关的ZNF28、ZNF468、MYO1C三个基因后,最终筛查出25个候选基因。3.通过生物信息学分析,25个候选基因主要的生物学功能表现在蛋白结合、锌离子结合蛋白、结合核苷酸、ATP结合蛋白、转录抑制、酪氨酸磷酸酶跨膜受体蛋白活性、DNA酶活性等方面。此外,25个候选基因还涉及DNA依赖的转录调控、脂肪酸生物合成、细胞黏附、细胞周期、细胞的氧化还原平衡、细胞有丝分裂、DNA损伤修复、器官的形态形成、蛋白质水解作用、新陈代谢等生物过程。4.本研究的检测结果中包含了很多第一次发现和先天性白内障有关的突变基因,为今后家系遗传性白内障的研究提供了新的方向和理论依据。对这些基因进行后续功能验证等实验,对家族性先天性白内障的发病机制、早期的诊断与治疗有非常重要的意义。[结论]先天性白内障患者家系的基因组中存在CNV,本研究中的突变基因可能通过激活相关通路,从而在先天性白内障的发生发展中起重要作用,并有可能成为家族遗传性先天性白内障的相关致病基因,可辅助胚胎期该疾病的筛查与诊断。