【摘要】：第一部分全基因組外顯子測(cè)序發(fā)現(xiàn)x連鎖顯性遺傳性高度近視疾病的致病基因 背景：高度近視是非常嚴(yán)重的近視類型,一般是指眼軸長度長于26mam或者屈光度大于-6.00D的屈光不正。在中國,高度近視的發(fā)病率為1%--2%。高度近視的病因相當(dāng)復(fù)雜,與遺傳和環(huán)境因素都有關(guān)聯(lián),其發(fā)病機(jī)理至今仍不清楚,但是遺傳因素在高度近視發(fā)生過程中起著重要作用,目前已有21種高度近視類型的致病基因或者染色體位點(diǎn)被鑒定。自2010年以來,基于芯片的高通量測(cè)序技術(shù)成為全基因組外顯子測(cè)序經(jīng)濟(jì)、適用、高效的策略,研究人員利用全外顯子組測(cè)序技術(shù)鑒定不少孟德爾遺傳疾病致病基因,這為識(shí)別遺傳性高度近視疾病的致病基因和研究其發(fā)病機(jī)理提供新思路。 方法：選擇同一個(gè)高度近視家系不同家庭的三個(gè)患者進(jìn)行全基因組外顯子測(cè)序,并按照一定的優(yōu)化策略,識(shí)別其候選致病基因和致病變異。用Sanger測(cè)序方法驗(yàn)證家系成員攜帶候選致病變異的情況,進(jìn)一步篩選致病變異。利用生物信息學(xué)方法分析候選致病變異,初步確定致病變異和致病基因。利用反轉(zhuǎn)錄PCR檢測(cè)致病基因在小鼠不同組織中的表達(dá)情況,推測(cè)其基因功能。利用連鎖分析技術(shù)驗(yàn)證候選致病基因與疾病是否共分離,確定致病基因。 結(jié)果：全基因組外顯子測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)過變異篩選后,獲得9個(gè)候選致病變異。經(jīng)過家系成員基因組分析后,篩選出3個(gè)位于x染色體上的候選致病變異。生物信息學(xué)分析初步確定致病基因是A3基因,攜帶無義突變c.228TA p.Tyr76*,且至少在600個(gè)正常個(gè)體中未檢測(cè)到。反轉(zhuǎn)錄PCR結(jié)果顯示A3基因在小鼠眼睛組織中高度特異性表達(dá)。連鎖分析實(shí)驗(yàn)表明A3基因的無義突變c.228TA p.Tyr76*在高度近視疾病家系中與疾病共分離。經(jīng)數(shù)據(jù)庫和文獻(xiàn)查詢,A3基因在視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá),參與光傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)失活反應(yīng)。斑馬魚A3基因敲除模型研究文獻(xiàn)報(bào)道,缺少A3基因會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜電圖(ERG)的b波振幅降低,并延長其恢復(fù)時(shí)間,這與高度近視家系ERG檢測(cè)結(jié)果一致。 結(jié)論：高度近視具有顯著的遺傳異質(zhì)性,存在多種遺傳模式和致病基因。本研究利用全基因外顯子組測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)x連鎖顯性遺傳性高度近視的致病基因3基因。結(jié)合生物信息學(xué)、連鎖分析和全基因外顯子組測(cè)序技術(shù)是發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳病致病基因的有效策略。 第二部分人類基因變異數(shù)據(jù)庫LOVD的創(chuàng)建 國際人類基因變異組計(jì)劃(Human Variome Project, HVP)是由臨床醫(yī)師、遺傳學(xué)專家、研究人員和生物信息學(xué)人員參與的國際合作計(jì)劃,主要任務(wù)是全面建立各個(gè)基因?qū)Ｒ粩?shù)據(jù)庫,收集和共享所有文獻(xiàn)報(bào)道和研究單位未發(fā)表的致病突變和非致病變異,分析基因型和臨床表型的相互關(guān)系和發(fā)病的分子機(jī)制,以期能夠準(zhǔn)確進(jìn)行臨床基因診斷,正確防治疾病,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療。HVP提議建立不同國家的節(jié)點(diǎn)來共同完成人類基因變異的收集、管理和共享。LOVD (Leiden Open source Variation Database)平臺(tái)是HVP推薦使用的基因變異數(shù)據(jù)收集和管理平臺(tái),已被多個(gè)國家接受。本研究使用LOVD平臺(tái)創(chuàng)建中國節(jié)點(diǎn)的人類基因變異數(shù)據(jù)庫(http://www.genomed.org/LOVD2/),建立96個(gè)基因數(shù)據(jù)庫,收集14859條變異,單一變異9224條�；蜃儺悢�(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示致病變異和可能致病的變異占總數(shù)的37%,其中缺失和替換變異最為常見,分布在不同外顯子上。但有部分基因的致病變異集中在個(gè)別外顯子上,如MYH7和CDC73基因,致病變異大多數(shù)位于外顯子30-40和外顯子1-7。還有一些致病變異位于不常見的位置,如KCNQ1基因的變異c.1032GA (p.Ala344Ala)雖是同義變異,但影響mRNA轉(zhuǎn)錄。c.903+469TC位于MTRR基因內(nèi)含子7內(nèi)部,偏離剪切位點(diǎn)區(qū)域,卻是一個(gè)比較常見的致病變異。另外,基因5'-UTR和3'-UTR區(qū)域也存在不少致病變異,如BRCA1基因c.-3GC和GLA基因c.1277_1278delTAA�？傊�,人類基因變異數(shù)據(jù)庫LOVD的創(chuàng)建,不僅可以整體分析基因變異數(shù)據(jù),如熱點(diǎn)區(qū)域、突變類型、頻率、遺傳模式、種族差異以及基因型和表型關(guān)系等,而且為相關(guān)的科研人員、遺傳學(xué)家和臨床醫(yī)師提供數(shù)據(jù),尤其有助于基因檢測(cè)策略的選擇和基因變異的解讀。
【圖文】：

度分布圖和序列復(fù)制水平等（圖5)。如果顯示綠色表示該指標(biāo)正常，如果是橙色或紅色表示該指標(biāo)可能存在問題。據(jù)圖顯示，本研究樣本的WES結(jié)果質(zhì)量還是比較高的。

UBC 和 ZNF496 (圖 10)。2010年有研究證實(shí)A3基因作為協(xié)調(diào)器整合多個(gè)G蛋白偶聯(lián)受體的信號(hào)途徑[74]，推測(cè)與視紫紅質(zhì)有關(guān)[75]。而視紫紅質(zhì)是一大類可以感光的G蛋白偶聯(lián)受體，可以將電磁福射信號(hào)轉(zhuǎn)化成細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)信號(hào)。由視蛋白（Opsin)和輔因子視黃醒共價(jià)連接所構(gòu)成的視紫紅質(zhì)在光源的刺激下，分子內(nèi)的視黃酸會(huì)發(fā)生異構(gòu)化，從“11-順式”變成“全反式”，這個(gè)變化進(jìn)一步引起視蛋白的構(gòu)象變化從而激活與之偶聯(lián)的G蛋白，引發(fā)下游的信號(hào)傳遞過程。0/^7從^^基因是一個(gè)中波長的敏感色素基因，，編碼視蛋白，與紅綠色覺缺陷有關(guān)，在視錐細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。19%年免疫定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示基因也在人視網(wǎng)膜對(duì)紅、綠和藍(lán)色光線敏感的視錐細(xì)胞中表達(dá)[76]?另外，與>43基因相互作用比較密切的基因也與光受體活性和G蛋白偶聯(lián)受體活性有關(guān)。這就說明基因作為抑制基因參與光信號(hào)的傳導(dǎo)過程，有可能與高度近視疾病有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R778.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 宋傳貴,胡震,袁文濤,狄根紅,沈鎮(zhèn)宙,黃薇,邵志敏;上海地區(qū)早發(fā)性乳腺癌患者BRCA1和BRCA2基因突變分析[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2005年43期

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本文編號(hào)：2597294