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第一部分
目的:(1)明确18例糖原累积病Ⅱ型(glycogen storage disease type Ⅱ, GSDⅡ)患者酸性α-葡萄糖苷酶(acid alpha-Glucosidase, GAA)基因突变情况并探讨患者基因型与临床表型的相关性;(2)为其中1个GSDⅡ型患者家系提供产前诊断。
方法:(1)对18例GSDⅡ型患者进行临床分析;混合白细胞法或干血滤纸片测定法检测患者GAA酶活性;PCR和DNA直接测序对18例临床表现符合GSDⅡ型的患者进行GAA基因突变检测,检出突变的片段均经DNA双向测序证实;对2个缺失片段较大的新缺失突变采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳证实;(2)PCR及直接测序分析患者2家系羊水细胞GAA基因,并结合羊水细胞酶活性检测为该家系提供产前诊断。
结果:(1)18例GSDⅡ型患者共检出22种突变,包括14种错义突变:P266S、D404H、Q401R、E489N、P545L、I557F、Q563R、R600P、G615V、R660C、D645E、T711R、W746C;3种无义突变:Q663X、W738X、E888X;和5种缺失突变:c.827-845del19、c.1396delG、c.1320-1322 delGAT、c.2431delC、2242delG;其中D404H、Q563R、R600P、G615V、V909M、Q663X、W738X、c.2431delC、c.827-845del19、c.1320-1322delGAT、2242delG 11种突变为未报道突变。18例患者突变总检出率为91.7%,突变W746C最为常见,且在迟发型患者中占35.7%,假性缺陷等位基因c.[1726G>A; 2065G>A]检出率为36.1%;(2)患者2家系中胎儿羊水细胞GAA酶活性明显低于正常参考值范围,为正常对照的1.2%,且携带与患者2一致的突变W738X/E888X;患者2及其母亲和胎儿均携带假性缺陷等位基因c.[1726G>A; 2065G>A]。
结论:(1)18例GSDⅡ型患者共检出22种突变,其中11种为新突变。突变W746C为较常见突变,且与迟发型GSDⅡ相关。(2)患者2家系的产前基因及酶学诊断提示该家系中胎儿为GSDⅡ型患者。由于假性缺陷等位基因可引起GAA酶活性降低,故GAA基因分析应作为亚洲人群GSDⅡ产前诊断的常规手段。
第二部分
目的:研究葡萄糖-6-磷酸酶催化亚基 (glucose-6-phosphatase catalytic unit, G6PC) 的5种新错义突变(L225P, G272W, A274V, G266D, S326P)及1种已报道错义突变L173P对葡萄糖-6-磷酸酶活性的影响及野生型和突变型G6PC降解与蛋白酶体的关系。
方法:(1)构建携带野生型及错义突变型G6PC cDNA的慢病毒表达载体,将野生型及错义突变型G6PC导入HepG2细胞,同时将野生型G6PC导入U251细胞作为对照;(2)利用钼酸铵与有机磷结合而成的磷钼酸铵络合物可被坏血酸还原成磷蓝的原理检测野生型及突变型G6PC酶活性;(3)Western blot观察野生型及2种突变型G6PC蛋白(S326P和L173P)在蛋白酶体抑制剂作用前后在HepG2细胞中表达的变化,同时观察蛋白酶体抑制剂作用前后U251细胞中野生型G6PC表达的变化。
结果:(1)成功构建了野生型及突变型G6PC慢病毒表达载体:pHR’SIN-CSIGW-G6PC质粒,pHR’SIN-CSIGW-L225P质粒,pHR-SIN-CSIGW-L173P质粒,pHR’SIN-CSIGW-G272W质粒,pHR’SIN-CSIGW-A274V质粒,pHR-SIN-CSIGW-S326P质粒, pHR’SIN-CSIGW-G266D质粒;(2)使野生型和突变型G6PC蛋白过表达于HepG2细胞,野生型G6PC蛋白过表达于U251细胞,并获得稳定表达的细胞株;(3)位于第7螺旋区的突变G272W、A274VD、G266D和内质网膜腔内非螺旋区的突变L173P使G6PC残存野生型酶活性的14~16%,第6、9螺旋区的突变L225P和S326P使酶蛋白活性几乎完全丧失,仅残存野生型酶活性的8.2%和2.1%;(4)蛋白酶体抑制剂作用于过表达野生型和突变型G6PC的HepG2细胞细胞株后, G6PC表达无明显增加;而蛋白酶体抑制剂作用于无内源性G6PC表达的U251细胞后,野生型G6PC表达明显增加。
结论:本研究建立的慢病毒表达系统使野生型及突变型的G6PC成功过表达于HepG2细胞;所选取的6个G6PC基因错义突变均使G6PC蛋白酶活性明显下降;HepG2细胞中过表达的的野生型和错义突变型G6PC蛋白的降解与蛋白酶体间的关系尚不明确。