一先天性并指（趾）多指（趾）畸形家系的表型及HOXD13基因突變分析.pdf

1、目的：并指(趾)(Syndactyly，SD)是我國常見的指(趾)畸形，屬于常染色體顯性遺傳，臨床上可分為5種亞型，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型的致病基因已有明確定位，分別定位于2q34～36、2q31～32、2q21～23.2。先天性并(多)指(趾)，(synpolydactyly，SPD)屬于Ⅱ型SD。臨床表現(xiàn)除了并指外還伴有多指，典型的表現(xiàn)為手部第3、4指并指，足部第4、5趾并指，常伴有蹼中部分或全部多指(趾)；手部畸形的患者可伴有異常的掌紋

2、，雙足畸形嚴(yán)重者可有跖骨基底部的趾不發(fā)育及多趾等，部分SPD病例還伴發(fā)尿道下裂。 HOX基因(homEobox)，即同源異型基因(homeoticgene)，是控制發(fā)育的主要基因，其在研究果蠅發(fā)育時(shí)被發(fā)現(xiàn)，是與人體發(fā)育特別是胚胎發(fā)育密切相關(guān)的基因群，對人器官發(fā)生和細(xì)胞分化調(diào)控起關(guān)鍵作用。研究表明，多指(趾)并指(趾)癥的發(fā)病與HOX基因密切相關(guān)。目前的研究認(rèn)為本病的致病基因?yàn)镠OXD13，先天性并指(趾)多指(趾)(Synpol

3、ydactyly，SPD)是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的由HOXD13基因突變(聚丙酰胺鏈延伸)而導(dǎo)致的人類肢體畸形綜合癥。HOXD13基因位于2q31，含有兩個(gè)外顯子，基因全長1365bp，編碼區(qū)長1008bp，編碼的蛋白產(chǎn)物在3'端含一同源盒功能域，在5'端含有兩個(gè)聚絲氨酸鏈和一個(gè)聚丙氨酸鏈。與SPD發(fā)病相關(guān)的常見熱點(diǎn)突變區(qū)域就在聚丙氨酸鏈的編碼區(qū)。研究證實(shí)的典型的SPD家系多由HOXD13基因第一外顯子編碼的聚丙氨酸鏈延伸(polyalanine

4、 expansion，PAE)所致。 SPD為常染色體的顯性遺傳病，男女發(fā)病幾率均等，常有家族發(fā)病的傾向，該病的患者中常存在較大的表現(xiàn)度和外顯率差異，病情嚴(yán)重的個(gè)體手部功能往往喪失較多，使患者不能從事正常的活動，給家庭和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)，通過遺傳學(xué)研究不僅可以有助于我們診斷患者，明確突變位點(diǎn)，更重要的是可以為產(chǎn)前診斷提供具體可靠的方法，為高危妊娠的女性提供遺傳咨詢，指導(dǎo)生育，降低部分先天缺陷胎兒的出生率，提高人口素質(zhì)。本課題通過對一個(gè)

5、SPD家系的表型調(diào)查，分析患者臨床特征及遺傳方式；提取家系成員靜脈血液，首先進(jìn)行染色體核型分析，然后提取基因組DNA，擴(kuò)增目的片段，進(jìn)行序列分析。 方法： 1研究對象為中國山西陽泉的一個(gè)累及四代家庭成員的SPD家系，受試對象為包括先證者在內(nèi)的10名家系成員。該家系中所有患者均為先天性SPD，對健在的4名患者進(jìn)行了詳細(xì)的臨床檢查，并對先證者Ⅳ及Ⅱ1、Ⅲ1雙手和雙腳拍攝X線片。 2在獲得SPD患者及其家庭成員知情同意

6、后，抽取患者及其直系親屬的外周血(EDTA抗凝)。另取先證者及其父親的靜脈血液1ml，用肝素抗凝，常規(guī)做外周血淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)，并行染色體核型分析。 3從患者及其直系親屬的外周抗凝血中提取DNA-20℃保存?zhèn)溆?。為了檢測基因突變，設(shè)計(jì)特定的引物，對HOXD13基因的包含編碼聚丙氨酸鏈非完全三核苷酸重復(fù)序列的第一外顯子中的突變熱點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)增，產(chǎn)物經(jīng)4％瓊脂糖凝膠電泳檢測以判斷是否存在突變。將擴(kuò)增產(chǎn)物純化后測序，所測得序列與Geneba

7、nk中正常人的序列進(jìn)行比較。結(jié)果1該家系中男女均有發(fā)病，連續(xù)傳遞，無隔代遺傳現(xiàn)象，且無交叉遺傳，屬于常染色體顯性遺傳。 2家系中患者均存在不同程度的并(多)指(趾)，但患者間存在較大的表現(xiàn)度差異。 3先證者及其父親染色體核型分析，均未發(fā)現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目異常。 4瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果顯示手足正常者與患者均出現(xiàn)長度505bp的一條帶，將擴(kuò)增產(chǎn)物純化、測序，發(fā)現(xiàn)所有患者HOXD13基因聚丙氨酸編碼序列內(nèi)多出9個(gè)三核

8、苷酸重復(fù)序列共27bp。這種重復(fù)使其編碼的聚丙氨酸鏈中的丙氨酸殘基由正常的15個(gè)延伸到了個(gè)24個(gè)。 結(jié)論 1家系中4代連續(xù)發(fā)病，無隔代遺傳現(xiàn)象，且男女患者均有受累，患者雙親之一是患者，符合常染色體顯性遺傳的特點(diǎn)。 2先證者及其父親的染色體核型分析結(jié)果為46，XY，為正常核型。 3家系患者的HOXD13基因編碼的聚丙氨酸鏈中丙氨酸殘基由正常的15個(gè)延伸為24個(gè)，HOXD13基因?yàn)楸鞠忍煨圆?多)指(趾)家系