一个非综合征型少牙畸形家系的临床及分子遗传学分析

摘要

背景：先天性缺牙是人类常见的牙齿发育异常性疾病之一，其发病率约为1.6～20％，多发生于第三磨牙，其次为第二前磨牙和侧切牙。按是否伴发系统性疾病，可分为综合征和非综合征两种类型。临床上较为常见的为个别牙缺失(小于6颗)，称为牙齿发育不全(hypodontia，OMIM 106600，以下均不包括第三磨牙)。当缺牙数目大于6颗时，称为少牙畸形(oligodontia，OMIM 604625)，它在白种人中的发病率约为1.1％，可以单独发病，也可以和其他系统性疾病伴发。全口无牙较为少见，它通常是综合征的临床表现之一。目前的研究表明，有家族史的少牙畸形呈单基因病的特点，可表现为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁遗传。该病有两个较为明确的致病基因，分别是定位于染色体4p16.1～16.3的MSXl(msh homeobox 1)基因和定位于染色体14q12～13的PAX9(paired box 9)基因，它们均编码转录因子，在牙齿发育过程中起调控作用。1996年，Vastardis等首先发现MSXl基因突变造成了人类牙齿的选择性缺失：2000年，Stockton等报道了第一个PAX9基因突变与大量磨牙先天性缺失相关。迄今为止，与先天性缺牙相关的MSXl和PAX9基因突变已经达20多个(http：//www.hgmd.0rg/)。基因型.表型相关性分析表明，MSXl基因突变家系的临床表现包括非综合征型和综合征型，唇腭裂为常常合并出现的畸形，累及的牙齿以第二前磨牙和第三磨牙为主；PAX9基因突变的家系主要表现为非综合征型，以磨牙缺失较为常见。随着分子生物学实验技术的不断进步，对人类遗传性疾病的研究更加深入。目前，在先天性缺牙的遗传学研究领域，多数是基于家系以进行候选基因的突变筛选研究，其数据大多来自欧美，突变多集中于MSXl和PAX9基因。先天性缺牙在中国人中的发病率较高，但是相关的遗传学研究进展较少，因此收集更多的家系筛选基因突变，并进行基因型-表型分析，对于提高中国人先天性缺牙的认识具有非常重要的意义。 目的：分析一个中国汉族非综合征型少牙畸形家系的临床及遗传特征，并检测基因突变情况，为正确理解先天性缺牙的遗传学发病机制提供实验依据。 方法：收集先天性缺牙家系，设计调查表，调查家系家族史等资料;对家系成员进行全身检查和口腔专科检查，拍摄曲面断层片;分析家系的临床资料，总结其临床特征；同时整理家族史等资料，绘制系谱图，做遗传特征分析;在知情同意的前提下，抽取先证者和部分家系成员的外周血标本，提取全血基因组DNA；针对PAX9和MSX1基因设计特异性的引物，采用聚合酶链式反应(PCR)结合DNA直接双向测序的方法，检测了该家系中7例患者及7例表型正常者和100例无亲缘关系健康个体的基因突变；查阅CBM和Pubmed比对信息，排除多态性，以确认突变；应用生物信息学预测突变对功能的影响。 结果：该家系表现为常染色体显性遗传，且该病在家系中外显率较高。家系患者的临床特征为非综合征型多数牙缺失、牙齿形态发育异常和牙齿异位、间隙及殆关系异常，牙齿缺失以第二前磨牙和第三磨牙为主。基因检测结果显示，MSX1基因的内含子1的3上游2bp处存在一个新的替代突变IVS1-2A>G(451A>G)，使内含子1的剪切受体位点发生改变。该突变未在家系内正常人及无亲缘关系的健康对照中出现。对PAX9基因的检测未发现异常序列。生物信息学预测结果显示，该突变使MSX1基因正常的剪切位点消失，突变可能引起了蛋白质产物的结构变化。 结论： 1.该家系为常染色体显性遗传； 2.家系内患者的临床特征以第二前磨牙及第三磨牙先天缺失较为常见： 3.中国人MSX1基因突变可引起家族性少牙畸形，IVS1-2A>G为一个新的突变； 4.该突变扩大了先天性缺牙的基因突变谱，为进一步理解先天性缺牙的遗传学发病机制奠定了基础。

目录

论文说明：英文缩写词表

声明

1引言

2实验材料和方法

3结果

4讨论

5结论

参考文献

附录

致谢

综述：非综合征型先天缺牙的遗传学研究进展