小頭畸形（Microcephaly,MCPH）是一種基于常染色體隱性遺傳模式的神經(jīng)發(fā)育障礙,多見(jiàn)于近親婚配的后代中。與正常人相比,患者大腦結(jié)構(gòu)正常但頭顱整體較小,患者出生時(shí)枕額頭圍（Occipitofrontal head circumference,OFC）比正常人低2-3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（Standard deviations,SDs）,大腦體積和大腦皮層的表面積明顯較小�；颊哂幸欢ǔ潭鹊闹橇φ系K,一些患者還會(huì)出現(xiàn)多動(dòng)癥、表達(dá)性語(yǔ)言障礙和癲癇等癥狀。小頭畸形的致病因素包括遺傳和環(huán)境因素,目前已報(bào)道的與小頭畸形相關(guān)的基因有18個(gè),隨著新一代測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展,更多的相關(guān)基因和變異將會(huì)被發(fā)現(xiàn)。本課題利用全外顯子測(cè)序技術(shù),檢測(cè)了2個(gè)巴基斯坦患者家系的DNA樣本,篩選到ASPM（c.77delG,p.G26fs）和NDE1（c.728delC,p.T243fs）新的致病變異,經(jīng)過(guò)Sanger測(cè)序驗(yàn)證了突變位點(diǎn)的正確性。此外,我們對(duì)ASPM和NDE1的突變蛋白進(jìn)行了結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)ASPM突變導(dǎo)致移碼突變產(chǎn)生截?cái)嗟鞍?NDE1突變導(dǎo)致移碼突變使蛋白序列發(fā)生改變。ASPM和NDE1的突變改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和... 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)福建省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

部分小頭畸形患者照片

3圖1.1：部分小頭畸形患者照片圖1.2大腦核磁共振成像（MRI）圖。（A）正常大腦橫斷面MRI；（B）小頭畸形患者大腦橫斷面核磁共振成像，白色箭頭指出的地方顯示腦回簡(jiǎn)化程度不一，額葉較��；（C）小頭畸形患者大腦矢狀面MRI，黑色箭頭指出的地方顯示胼胝體發(fā)育不全；（D）小頭畸形患者大腦矢狀面MRI，黑色箭頭指出的地方顯示小腦蚓部輕度發(fā)育不全，白色箭頭指出的地方顯示腦橋相對(duì)較校1.1.2小頭畸形的致病基因及致病機(jī)理到目前為止，已經(jīng)有18個(gè)與小頭畸形相關(guān)的基因被報(bào)道，分別是MCPH1--MCPH18，MCPH基因在物種間高度保守，在腦進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮作用[10]。這些基因編碼的蛋白與多種細(xì)胞過(guò)程有關(guān)，如著絲粒完整性、染色質(zhì)重塑、中心粒生物發(fā)生、中心體成熟等，這些基因突變產(chǎn)生的異常蛋白會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期調(diào)控失衡和異常的有絲分裂，從而導(dǎo)致小頭畸形的發(fā)生。MCPH1（Microcephalin）基因位于染色體8p23上，包含14個(gè)外顯子，共編碼835個(gè)氨基酸，該基因參與決定了大腦體積的大小，在靈長(zhǎng)類(lèi)譜系中是高度保守的[11]。MCPH1蛋白是端粒完整性的重要調(diào)控因子，在神經(jīng)祖細(xì)胞的分裂和衰老中起重要調(diào)節(jié)作用，同時(shí)還參與DNA損傷修復(fù)、腫瘤抑制等[12]。研究認(rèn)

11全外顯子測(cè)序（WES）是利用探針雜交捕獲外顯子區(qū)域的DNA序列，經(jīng)富集后通過(guò)高通量測(cè)序的技術(shù)，主要用于識(shí)別和研究與疾并種群進(jìn)化相關(guān)的編碼區(qū)及調(diào)控區(qū)域（Untranslatedregions,UTR）相關(guān)的遺傳突變。外顯子區(qū)域DNA序列的捕獲是該技術(shù)的重點(diǎn)，常用的方法有固相捕獲法和液相捕獲法[74]。固相捕獲法是利用探針，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)來(lái)捕獲目標(biāo)序列，其中“探針”一般為微陣列或過(guò)濾器，附著在固相載體上[75]。當(dāng)基因組DNA被消化成短片段后與探針雜交，目標(biāo)片段被捕獲而非靶向片段被沖走，之后目標(biāo)片段在固相載體上被富集，最后洗脫測(cè)序（圖1.3A）。該方法可以有效地捕獲大規(guī)模的外顯子組，但是該方法有一些缺點(diǎn)：如需要提供較多的DNA信息，同時(shí)所需的硬件較昂貴[76]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，液相捕獲技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該方法與固相捕獲法類(lèi)似，不同點(diǎn)在于探針不再固定在固相載體上，而是與生物素結(jié)合。該方法首先用生物素標(biāo)記探針，之后將生物素標(biāo)記的探針與消化后的DNA片段雜交，之后加入磁性鏈霉素株與生物素標(biāo)記的探針結(jié)合，同樣的目標(biāo)DNA片段與探針結(jié)合，非靶向片段被沖洗掉，之后將目標(biāo)片段從探針中洗脫出來(lái)進(jìn)行測(cè)序（圖1.4B）[77]。與固相捕獲法相比，該方法所需的DNA量更少，試劑成本較低，具有更好的靈活性，因此，液相捕獲法被廣泛的應(yīng)用。圖1.3外顯子捕獲技術(shù)原理圖。（A）固相捕獲技術(shù)，（B）液相捕獲技術(shù)。目前，常用的液相法外顯子捕獲試劑盒有3種，分別是：Agilent公司的SureSelect試劑盒、Roche公司的NimbleGen試劑盒和Illumina公司的Nextera


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