MRX84致病基因的精細(xì)定位及候選基因分析.pdf

1、智力低下(mental retardation，MR)是一組精神障礙性疾病，有高度的遺傳異質(zhì)性，以智能、情感和社會(huì)適應(yīng)行為障礙為主要特征，突出表現(xiàn)為智力低下和社會(huì)適應(yīng)能力欠缺?？戳Φ拖掳l(fā)病率高、病因復(fù)雜,分離導(dǎo)致智力低下的致病基因是了解其發(fā)病機(jī)制和進(jìn)行預(yù)防及治療的關(guān)鍵。一方面，X連鎖基因是導(dǎo)致智力低下的主要原因，另一方面，定位和分離X染色體上的致病基因比常染色體上的致病基因要容易得多，因此研究者將尋找智力低下致病基因的工作重點(diǎn)放在了x染

2、色體上。到2005年9月為止，共發(fā)現(xiàn)X連鎖智力低下209種，分離得到致病基因65個(gè)。 非特異性X連鎖智力低下(MRX)約占X連鎖智力低下病例的2/3。非特異性X連鎖智力低下，是指智力低下在一個(gè)家系以X連鎖方式遺傳，男性患者除了智力低下以外沒有任何一致的表型以區(qū)別于正常男性。由于MRX具有高度遺傳異質(zhì)性，定位MRX基因只能基于單個(gè)大家系。 MRX84家系是本研究所在山東省遺傳病調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的。2002年，張錫宇等采用x染

3、色體掃查方法對(duì)該家系進(jìn)行了連鎖分析，將其致病基因定位于Xp1.3-q22.3的DXS8080和DXS456之間的約22.3cM區(qū)域內(nèi)。HUGO Gene Nomenclature Committee(人類基因組組織基因命名委員會(huì))將該家系命名為MRX84． 為分離MRX84家系的致病基因，本研究對(duì)MRX84進(jìn)行了精細(xì)定位和候選基因分析。 一、縮小MRX84致病基因的候選區(qū)域。本研究從定位區(qū)域邊界附近選擇了pter-D

4、XS8054-DXS8083-GATAl60808-DXS6849-DXSl204-DXS8032-ALAS2-qter七個(gè)已知位點(diǎn)，利用PCR結(jié)合變性聚丙烯酰胺凝膠電泳方法對(duì)MRx84家系進(jìn)行分析。在所檢測(cè)的七個(gè)STR位點(diǎn)中，六個(gè)STR位點(diǎn)能提供連鎖分析信息。單體型分析表明，DXS8054和DXS8083在家系中與致病基因之間出現(xiàn)重組現(xiàn)象，結(jié)果將致病基因候選區(qū)域縮小至DXS8083和DXS456之間64Mb區(qū)域。 二、MRX

5、84致病基因候選區(qū)域內(nèi)7個(gè)候選基因突變分析。根據(jù)基因的位置和功能，本研究從該區(qū)域中首先選擇了7個(gè)候選基因進(jìn)行了突變分析。 ZNF41基因編碼是一種鋅指蛋白家族類的轉(zhuǎn)錄因子，包括一個(gè)高度保守的轉(zhuǎn)錄抑制結(jié)構(gòu)域KRAB-A和KRAB-B，多介鋅指DNA結(jié)合基序，并具有Kruppel家族特征的指連接區(qū)。ZNF41基因在認(rèn)知發(fā)育中至關(guān)重要，其突變可引起非特異性智力低下。 FTSJl基因編碼的蛋白質(zhì)在進(jìn)化上高度保守，是S-腺苷甲硫

6、氨酸結(jié)合蛋白家族的一員，是一種核仁蛋白，可能與rRNA的加工與修飾有關(guān)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該基因突變可導(dǎo)致MRX9和MRX44。 FGDl蛋白包括Dbl(DH)和pleckstrin(PH)同源結(jié)構(gòu)域，能夠特異性的結(jié)合并激活Cdc42Hs，參與Rho GTP酶信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，起到鳥苷酸交換因子(GEFs)的作用。FGDl蛋白還能激活細(xì)胞絲裂原活化蛋白激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)，引起c-Jun激酶SAPK/JNKI活化。FGDl突變導(dǎo)致一種發(fā)育障礙——A

7、arskog-Scott綜合征和非特異性X連鎖智力低下。 DLG3基因編碼突觸相關(guān)蛋白102(synapse-associated protein 102，SAP102)。SAP102是膜相關(guān)鳥氨酸激酶(membrane-associated guanylate kinase，MAGUK)蛋白家族中的一名成員，在腦發(fā)育的早期表達(dá)，是神經(jīng)元中主要的MAGUK，組成興奮性突觸的突觸后致密物(postsynaptic density，

8、PSD)。Tarpey等2004年研究了329個(gè)XLMR家系，在其中的四個(gè)家系中發(fā)現(xiàn)了DLG3的截短突變。 NLGN3基因編碼的蛋白質(zhì)是神經(jīng)細(xì)胞表面蛋白家族成員，這個(gè)家族的成員與中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸的建立與重建有關(guān)。NLGN3基因突變可能與孤獨(dú)癥和Asperger綜合征有關(guān)。 SLCl6A2基因又叫MCT8，其蛋白通過運(yùn)輸甲狀腺激素進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育發(fā)揮重要作用。目前已發(fā)現(xiàn)10種SLCl6A2基因突變可導(dǎo)

9、致綜合征型X連鎖智力低下。 IL1RAPL2基因是MRX34致病基因ILlRAPLl基因的同源基因，兩個(gè)基因在基因組結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上十分相似，蛋白質(zhì)同源性達(dá)70.4％。原位雜交發(fā)現(xiàn)該基因在不同發(fā)育時(shí)期神經(jīng)系統(tǒng)表達(dá)，所以將其作為定位在該區(qū)域中MRX的候選基因。 因而，以上7個(gè)基因無論從位置還是從功能方面看都可做為MRX84的候選基因。根據(jù)它們的基因組結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并合成擴(kuò)增其編碼序列和外顯子內(nèi)含子接頭序列的引物，PCR擴(kuò)增產(chǎn)

10、物經(jīng)純化后采用上、下游引物測(cè)序，測(cè)序結(jié)果能清晰地讀出全部編碼序列和外顯子內(nèi)含子接頭序列。測(cè)序結(jié)果與基因庫(kù)中序列比較，除在SLCl6A2和ILlRAPL2基因各檢測(cè)到一個(gè)SNP外，其余序列均與基因庫(kù)中序列一致，提示MRX84家系患者不是由于以上七個(gè)基因編碼區(qū)域突變所致?？傊?，本課題通過連鎖分析將MRX84致病基因候選區(qū)域縮小到DXS8083和DXS456之間的64Mb區(qū)域；通過突變分析，排除了MRX84家系患者是由于ZNF41，F(xiàn)TSJl