耳聋-甲发育不全(DDOD)综合征分子致病机制及西南地区聋病分子流行病学研究

摘要

第一部分DDOD综合征致病机制研究
　　背景：DDOD综合征是一种罕见的常染色体显性遗传病,严重影响患者的生活质量。已明确该综合征的责任基因为 ATP6V1B2,其致病机制尚不清楚。为了进一步明确DDOD综合征的致病机制,我们对山西的一个DDOD综合征家系进行了分子致病机制的研究。方法：通过对DDOD综合征家系的先证者及其家人进行Sanger测序明确DDOD综合征的责任基因突变,通过相对定量PCR研究ATP6V1B2的转录水平的变化。结果：先证者携带有ATP6V1B2的新生无义突变c.1516C>T,其父母及弟弟均未携带该突变。相对定量PCR研究中,先证者与其父母相比,转录水平无明显改变,与其弟弟相比,转录水平有差异。结论：证实该DDOD综合征家系的致病原因为ATP6V1B2第14外显子发生了新生无义突变c.1516C>T。且基因突变后转录水平无明显改变。
　　第二部分ATP6V1B2突变的致聋机制研究
　　背景：ATP6V1B2编码的蛋白ATP6V1B2为ATPase的一个亚基,在人体广泛表达,已证实ATP6V1B2的突变为DDOD综合征的主要致病原因,其发病机制不清楚。为了进一步明确ATP6V1B2在听觉形成中的作用。我们在mRNA水平及蛋白水平对不同发育阶段的小鼠耳蜗进行了研究。方法：选用不同发育阶段(E17,E19,P1,P7,P14,P21,P30)的小鼠,取出耳蜗,行冰冻切片,采用免疫组化法及免疫荧光染色法研究 Atp6vb2在小鼠内耳听觉器官发育过程中的蛋白表达。采用原位杂交方法研究 Atp6vb2在小鼠内耳听觉器官发育过程中的转录水平变化。构建野生型与突变型ATP6V1B2表达载体,转染HEK293细胞,鉴定ATPase的水解活性及转运功能。结果：免疫荧光法显示:ATP6V1B2在昆明小鼠耳蜗Corti’s器的内毛细胞、外毛细胞及螺旋神经节上均有明显表达,在内外毛细胞上的荧光与MYO7A的荧光相吻合,在螺旋神经节上的绿色荧光与Neurofilament的荧光位置相吻合。小鼠内耳发育过程中ATP6V1B2表达位置比较恒定。采用免疫组化法检测了ATP6V1B2在昆明小鼠耳蜗的表达分布情况。结果与免疫荧光染色结果一致。均表现为在小鼠耳蜗内外毛细胞、螺旋神经节存在ATP6V1B2表达。探针组螺旋神经节及内外毛细胞染色较深,阴性对照未着色。说明在mRNA水平,ATP6V1B2在出生后第二天的昆明小鼠耳蜗的螺旋神经节及内外毛细胞有表达,这与我们之前的免疫组化的结果相吻合。ATPase的实验显示随着突变质粒转染比例的提高,转染细胞的ATPase的水解活性显著减低。转染细胞的溶酶体pH值在增加,说明随着突变质粒转染比例的提高,ATPase质子泵的转运活力在下降。结论：通过对不同发育阶段的小鼠耳蜗切片进行免疫荧光及免疫组化染色,在蛋白水平明确了ATP6V1B2在小鼠耳蜗表达,主要表达部位为耳蜗的内外毛细胞及螺旋神经节、神经元;在小鼠耳蜗的发育过程中,ATP6V1B2表达部位稳定,说明Atp6v1b2在听觉形成中具有重要的功能。通过RNA原位杂交,首次在mRNA水平证实Atp6v1b2在小鼠耳蜗表达,表达部位为耳蜗的内外毛细胞及螺旋神经节,与免疫组化及免疫荧光的实验结果相一致。通过构建ATP6V1B2基因野生型、c.1516C>T突变型和PEGFP基因的真核共表达载体,并转染 HEK293细胞,进一步对 V-ATPase的水解及转运活性鉴定,发现随着突变质粒转染比例的提高,转染细胞的ATPase的水解活性显著减低。转染细胞的溶酶体pH值在增加,说明随着突变质粒转染比例的提高,ATPase质子泵的转运活力在下降。在功能学上初步证实该突变能影响V-ATPase的水解活性,继而影响靠ATP水解提供能量进行的 H+离子转运功能,造成溶酶体内酸度减低。
　　第三部分西南地区非综合征型聋分子流行病学研究
　　背景：在我国,每年有30,000个聋儿出生。位于中国西南部的云南,由52个民族组成,是人类文明的重要起源地,对该地区耳聋致病因素知之甚少。为该区域的耳聋患者及其家人提供有效的耳聋风险评估和基因咨询,我们对云南省华夏中专特教学校非综合征型耳聋患者的常见分子病因进行了调查。方法：对云南省华夏中专特教学校的235名耳聋患者的GJB2、SLC26A4和mtDNA12S rRNA突变进行了分析。并对包括携带有SLC26A4突变的16例患者、未携带任何SLC26A4突变的37例少数民族和47例汉族在内的共100例患者进行颞骨CT扫描。结果：GJB2在少数民族的检出率为16.67％(7/42),汉族的检出率为17.62%(34/193),二者没有明显差异(P>0.05)。235delC为非综合征型聋的热点突变。首次在汉族非综合征型聋患者中发现了431_450del19突变,其使终止密码子提前出现,蛋白结构改变。SLC26A4在少数民族的检出率为9.52%(4/42),汉族的检出率为9.84%(19/193),两组没有明显差异(P>0.05)。mtDNA12S rRNA在少数民族和汉族的检出率分别为11.90%(5/42)和7.77%(15/193),二者相比没有明显差异(P>0.05)。在16例携带有SLC26A4突变进行CT扫描的患者中,14例被诊断为EVAS;另2例不伴有内耳畸形。EVAs在少数民族中的检出率为14.63%(6/41)。结论：本研究中,基因突变阳性检出率为35.74%,其中GJB2、SLC26A4和mtDNA1555A>G检出率分别为17.45%、9.79%和8.51%。云南少数民族和汉族的耳聋相关基因突变谱及检出率没有明显差异。

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本研究由以下项目联合资助

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中英文缩略词对照表

中文摘要

英文摘要

前言

第一部分DDOD综合征的分子机制研究

前言

结果

讨论

小结

第二部分ATP6V1B2突变的致聋机制研究

前言

第一章ATP6V1B2在小鼠内耳听觉器官发育过程中的表达分析

材料与方法

结果

小结

第二章ATP6V1B2在小鼠内耳听觉器官发育过程中的转录水平的表达分析

材料和方法

结果

讨论

小结

第三章 野生型与突变型ATP6V1B2表达载体的构建及功能鉴定

材料和方法

结果

讨论

小结

第三部分 西南地区非综合征性聋聋病分子流行病学研究

前言

材料和方法

结果

讨论

小结

参考文献

文献综述

附录1

附录2

个人简历

致谢