三節(jié)指節(jié)拇指相關(guān)肢端畸形的致病基因研究.pdf

1、三節(jié)指節(jié)拇指一并多指綜合征(triphalangeal thumb polysyndactyly syndrome，TPTPS、MIM 190605)是一種呈常染色體顯性遺傳的肢端畸形，表現(xiàn)為在第1指即大拇指的位置出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)具有三節(jié)指節(jié)的類(lèi)似大拇指結(jié)構(gòu)，同時(shí)在第3，4和5指間存在并指，而第2指往往受累較輕。1994年，TPTPS和軸前多指/三節(jié)指節(jié)拇指(preaxial polydactyly/triphalangeal thumb

2、，PPD/TPT)兩種都表現(xiàn)三節(jié)指節(jié)拇指的肢端畸形的致病基因同時(shí)被定位于染色體7q36區(qū)域。進(jìn)一步擴(kuò)大家系進(jìn)行的連鎖分析將PPD/TPT基因的關(guān)鍵區(qū)域縮小到450kb并排除了SHH基因。通過(guò)比較基因組和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的定位分析實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此區(qū)域內(nèi)LMBR1(limbregion 1)/C7ORF2基因第5內(nèi)含子中存在大約800bp的極化活性區(qū)(zone ofpolarizing activity,ZPA)調(diào)控序列(ZPA regulatory

3、 sequence，ZRS)，在它控制下的LacZ報(bào)告基因在肢芽后緣ZPA區(qū)域有特異性表達(dá)。隨后，研究人員在Hx(hemimelic-extra toes)和M100081突變鼠以及4個(gè)人類(lèi)PPD/TPT家系中發(fā)現(xiàn)了ZRS的點(diǎn)突變，證實(shí)了這個(gè)ZRS作為SHH順式增強(qiáng)因子在PPD/TPT中的致病作用。在TPTPS家系中進(jìn)行的定位研究?jī)H能確定致病基因位于包含PPD/TPT關(guān)鍵區(qū)域和SHH基因的染色體7q36區(qū)域，范圍較大。在TPTPS患者表

4、型中出現(xiàn)TPT、IV型(Haas型)并指和脛側(cè)半肢畸形．多并指．三指節(jié)拇指綜合征(fiNal hemimelia-polysyndactyly-triphalangeal thumb syndrome，THTPTTS，MIM 188770)共存的事實(shí)提示，TPT、TPTPS、Haas．型并指和THPTTS可能是同一種遺傳機(jī)制導(dǎo)致的不同表現(xiàn)形式。但迄今為止，TPTPS致病基因仍然未知。對(duì)TPTPS進(jìn)行深入的分子遺傳學(xué)研究，將會(huì)有助于揭示T

5、PT相關(guān)肢端畸形的發(fā)生機(jī)制，為這種嚴(yán)重出牛缺陷的基因診斷和產(chǎn)前診斷提供依據(jù)。 本文收集了兩個(gè)中國(guó)人TPTPS家系，家系中受累個(gè)體具有典型的TPTPS手部畸形。根據(jù)文獻(xiàn)和UCSC人類(lèi)基因組數(shù)據(jù)庫(kù)選擇遺傳標(biāo)記進(jìn)行連鎖分析和單倍型分析，首次在中國(guó)人家系中確認(rèn)了TPTPS致病基因定位于染色體7q36。在家系1(18名家系成員，7名患者)中進(jìn)行兩點(diǎn)連鎖分析，當(dāng)θ=O時(shí)遺傳標(biāo)記P384獲得最大Lod值為3．72，肯定連鎖。該家系中遺傳標(biāo)記D

6、7S3037與其端粒側(cè)臨近標(biāo)記之間發(fā)生一次重組事件，表明TPTPS致病突變位于SHH基因端粒側(cè)。家系2(8名家系成員，3名患者)中，患者共享染色體7q36區(qū)域遺傳標(biāo)記的單體型，提示致病突變定位于同一染色體區(qū)域。為尋找致病突變，根據(jù)定位的候選區(qū)域內(nèi)基因信息，直接針對(duì)兩個(gè)中國(guó)人TPTPS家系患者進(jìn)行了候選區(qū)域基因LMBR1/C7ORF2、HLX139、RNF32、NOM1、C7ORF13、LOC389602、LOC393076、 LOC39

7、3889和LOC393890外顯子及兩側(cè)部分內(nèi)含子區(qū)域的直接測(cè)序研究，結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的致病性序列改變。應(yīng)用VISTA軟件對(duì)人類(lèi)、小鼠和非洲爪蟾的非編碼序列進(jìn)行了同源性比對(duì)，在PPD/TPT候選區(qū)域內(nèi)選擇10個(gè)高度保守的調(diào)控序列區(qū)域(包括ZRS)，直接在TPTPS患者中進(jìn)行了測(cè)序檢測(cè)，結(jié)果亦未見(jiàn)突變。此外，還在兩個(gè)PPD/TPT家系中進(jìn)行了ZRS突變檢測(cè)和初步功能研究。在其中一個(gè)墨西哥人PPD/TPT家系中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)ZRS-402處C>

8、T的點(diǎn)突變。ZRS-402處C高度保守，在各種已知物種中都為C。在墨西哥人群隨機(jī)篩查118條染色體未見(jiàn)該點(diǎn)突變出現(xiàn)于正常人群，提示這是一個(gè)導(dǎo)致PPD/TPT表型的新的ZRS突變。在另外一個(gè)中國(guó)人PPD/TPT家系中未發(fā)現(xiàn)ZRS的突變。進(jìn)一步應(yīng)用斑馬魚(yú)(zebrafish)增強(qiáng)子-GFP-Tol轉(zhuǎn)座子表達(dá)系統(tǒng)對(duì)新發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)ZRS突變進(jìn)行斑馬魚(yú)體內(nèi)表達(dá)研究。結(jié)果顯示，GFP報(bào)告基因從受精后30小時(shí)(hourspost-fertiliz,at