遗传性先天性白内障一家系致病基因的连锁定位与超微结构分析

摘要

目的：应用全基因组扫描、连锁分析的方法对一个常染色体显性遗传的先天性白内障家系进行基因定位；从定位的染色体区域内寻找候选基因，通过基因序列分析对候选基因进行突变筛查；并对家系患者在白内障手术中摘除的晶状体做形态学研究，从而进一步探求致病基因与临床表型之间的关系。 方法：对家系患者进行详细的临床检查，排除其他疾患，确定临床表型。将家系患者在白内障手术中摘除的晶状体做光镜及电镜的形态学检查。提取家系成员外周血DNA，选取分布在GJA8、CRYGS、BFSP2、PTX3、MIP、HSF4、CRYAA、CRYAB、CRYBB1、CRYBB2基因上下2厘摩(centimorgan，cM)范围内的微卫星标记物，通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染法确定单体型；对CRYGC、CRYGD、GJA3及CRYBA1基因直接测序，以确定该家系致病基因是否为已知的常染色体显性遗传先天性白内障(autosomaldominantcongenitalcataract，ADCC)基因。在全部常染色体范围内选取370对荧光微卫星标记物进行全基因组扫描，相邻微卫星标记物之间的平均距离为10cM。利用聚合酶链反应(PolymeraseChainReaction，PCR)对全部荧光微卫星标记物进行扩增后，在ABI3130-avant全自动遗传分析仪上读取370对微卫星标记物的等位基因片段大小，并利用Genescan3.1和Genotyper2.0软件进行两点法计算LOD值并构建单体型。运用SimWalk2，Version3.35软件按照多点法分别计算疾病表型与不同染色体上的多个微卫星位点之间的最大优势对数Lodscore。根据连锁分析的结果，对该区域内在晶状体中呈高表达，且对维持晶状体纤维细胞的分化状态起重要作用的基因-BFSP1进行直接的序列分析。 结果：FAN家系中19名患者均为绕核型或合并中央粉尘状白内障。光镜显示：晶状体纤维细胞水肿变性、断裂、坏死，进而发生营养不良性钙化。电镜证实其超微结构的变化为：晶状体纤维排列紊乱、有不同程度的扭曲、断裂。纤维间的球窝互锁结构发生变异，纤维间间隙增宽，间隙内有中等电子密度絮状物存在。连锁分析显示：FAN家系致病基因与已知的ADCC致病基因无关。进一步的全基因组扫描结果提示：在20号染色体短臂上D20S112与D20S195处出现＞+2的Lod值。在其附近增加微卫星标记物进行连锁分析后发现，微卫星标记物D20S163-D20S915-D20S152-D20S98-D20S904-D20S875-D20S112-D20S1140-D20S432与FAN家系中所有患者疾病表型共分离，其中D20S904最大Lod值为6.02，表明该家系的致病基因位于20p12-20p11.2之间的13.96cM区域内。在该区域内的基因-BFSP1全部外显子及外显子与内含子交界处均未发现任何突变。 结论：1.本研究首次将一常染色体显性遗传绕核型先天性白内障家系的致病基因定位于20p12-20p11.2之间的13.96cM范围内。在该区域内迄今尚无有关ADCC候选基因的报道。 2.该区域内的BFSP1基因不是此家系的致病基因，可能在这一区域内存在新的ADCC相关致病基因导致FAN家系的疾病表型。 3.白内障超微结构分析提示：此新的致病基因功能可能与晶状体纤维细胞的分化及细胞之间的连接有关。

目录

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摘要

英文缩略语

前言

第一部分 遗传性先天性白内障一家系致病基因的排除定位研究

第二部分 遗传性先天性白内障一家系超微结构研究与全基因组扫描基因定位及候选基因序列分析

一、试验目的

二、材料和方法

三、结果

四、讨论

五、结论

参考文献

综述 先天性白内障分子发病机制的研究进展

附表

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致谢