两种遗传性皮肤病的分子遗传学研究

摘要

皮肤是人体最大的器官之一，对机体起着保护和调节等作用。人的皮肤主要包含了两大组织层：靠外的表皮（epidermis）及其下真皮（dermis）。毛囊、汗腺等腺体是皮肤附属器。本论文主要研究内容与表皮及相关皮肤附属器有关，包括了两个部分：
　　（1）播散性浅表光线型汗孔角化症散发病例的遗传学研究
　　播散性浅表光线型汗孔角化症（disseminated superficial actinic porokeratosis，DSAP）由Cherosky在1966年进行首次描述。目前认为DSAP呈常染色体显性遗传。随着分子遗传学研究的逐渐深入，已经有5个染色体连锁位点及7个相关致病基因被相继发现。其中MVK是被报道次数最多的DSAP致病基因。
　　华中科技大学附属协和医院的皮肤科确诊了6例DSAP散发病例。对这6例患者的MVK基因编码区进行了直接测序分析，发现了两个新的DSAP致病错义突变c.31C>T（P11S）和c.1004G>A（G335D），以及一个已知错义突变c.1126G>A（G376S）。通过免疫组织化学方法确认MVK在正常人和DSAP患者的皮肤中皆有表达，但是两者MVK表达位置有差异。通过免疫荧光技术观察野生型和三种突变型MVK蛋白质在人永生化角质形成细胞HaCaT中的定位，没有发现明显差异。对氨基酸突变后MVK蛋白质二级结构的改变进行分析，发现当位于ATP结合结构域的第335位甘氨酸突变成天冬氨酸后，氨基酸之间的氢键发生较大改变，导致此处肽段的二级结构Loop区发生轻微变化，这或许影响了ATP同MVK的ATP结合结构域的相互作用。AutoDock软件分析出G335D突变体与ATP的结合能比野生型的低，这间接证明了此位点突变可能影响了ATP同MVK的结合作用。Western免疫印迹检测发现，P11S、G335D和G376S这三个MVK蛋白质突变体的半衰期皆不同程度地短于野生型。最后我们通过细胞形态观察和流式细胞术检测，发现利用siRNA干扰了MVK表达之后，细胞会出现异常凋亡。这种异常凋亡过程可能与PARP1相关。
　　（2）一个X染色体连锁隐性少汗性外胚层发育不全家系的遗传学研究少汗性外胚层发育不全（Hypohidrotic ectodermal dysplasia，HED）是175种遗传性外胚层发育不全综合征中最常见的一种。目前已知HED有多种遗传方式，包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X染色体连锁隐性遗传。已鉴定EDA、EDAR、EDARADD和WNT10A这4个基因和HED发生相关。其中EDA是最常见的致病基因。
　　在本研究中，经孝感市中心医院确诊了一个HED家系。我们直接对先证者的EDA基因的外显子及外显子和内含子的交界区进行了测序分析，发现了一个位于类TNF结构域的错义突变c.T1061>C，此突变导致第354位亮氨酸突变成脯氨酸（L354P）。在家系内未患病的男性成员和168个正常人对照中均未发现此突变。对野生型和突变型EDA蛋白质的二级结构进行模拟，发现L354P改变了相应位点处残基的氢键结构，导致此处肽段的二级结构随之发生变化。类TNF结构域中二级结构的改变很可能影响了EDA与配体EDAR的结合，从而干扰了整个信号通路的传递，导致了外胚层发育过程中的障碍及不健全。因为此家系中的致病突变位于X染色体上的EDA基因中，所以此家系所患疾病名称最终被定义为X染色体连锁隐性少汗性外胚层发育不全（X-Linked reccesive Hypohidrotic ectodermal dysplasia，XLHED）。
　　综上所述，本论文对两种和皮肤生长发育相关的疾病DSAP和XLHED进行了遗传学研究，发现了新的致病突变。这些新突变扩展了相关基因的突变谱，为产前诊断及分子诊断提供了依据，为精准医疗提供基础。我们还对这些突变做了相关功能性分析，努力探讨致病突变导致病症表型的分子机制，为疾病的防治提供理论依据。

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1 引言

1.1 皮肤主要的结构和功能

1.2 皮肤的发生

1.3 外胚层附属器

1.4 角质层中的脂类

1.5 汗孔角化症及其亚型病症概述

1.6 X染色体连锁隐性少汗性外胚层发育不全病症概述

1.7 本研究的主要内容与意义

2 播散性浅表光线型汗孔角化症散发病例的遗传学研究

2.1 前言

2.2 研究对象与方法

2.3 实验结果

2.4 讨论

3 一个X染色体连锁隐性少汗性外胚层发育不全家系的遗传学研究

3.1 前言

3.2 研究对象与方法

3.3 实验结果

3.4 讨论

4 全文总结与展望

4.1 本论文主要研究成果

4.2 本研究主要创新点

4.3 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录

附录2 本文所用到的主要缩略语

附录3 本研究用到的专业软件