唐氏綜合癥外周血表達(dá)譜分析和21號(hào)染色體DNA甲基化譜分析.pdf

1、唐氏綜合癥又稱21三體綜合癥，其是患者體細(xì)胞內(nèi)多出一條完整，有時(shí)是部分21號(hào)染色體(Hsa21)所致。唐氏綜合癥的發(fā)病率介于1/650～1，000，是最常見的常染色體異常疾病。患者臨床表型超過80種，而且各個(gè)表型在發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度上都存在著差異。認(rèn)知缺陷和先天性心臟病是其典型特征，已被廣泛研究。
　　在唐氏綜合癥的研究中，人們發(fā)現(xiàn)唐氏患者的某些神經(jīng)學(xué)臨床癥狀的發(fā)生具有年齡特異性，如Alzheimer在唐氏兒童時(shí)期不發(fā)生，而40歲

2、之后幾乎所有唐氏患者都會(huì)得該病。這些發(fā)現(xiàn)提示Hsa21三體基因可能在唐氏發(fā)育中受時(shí)間的調(diào)控，而且這種調(diào)控通過直接或間接的效應(yīng)并擴(kuò)大到二倍體基因，從而影響到不同發(fā)育時(shí)期的唐氏表型。研究不同時(shí)期的唐氏組織表達(dá)特征將有助于更全面認(rèn)識(shí)導(dǎo)致唐氏表型的分子機(jī)制，然而，由于很難獲得足夠的唐氏以及對(duì)照的組織樣本，對(duì)于唐氏不同發(fā)育時(shí)期基因組表達(dá)特征的研究還很有限。外周血細(xì)胞因其易獲得性，已廣泛應(yīng)用基因表達(dá)譜研究中;而且唐氏患者臨床表現(xiàn)出多個(gè)血細(xì)胞相關(guān)的表

3、型，如白血病發(fā)病率高、外周血淋巴細(xì)胞數(shù)減少、容易反復(fù)受細(xì)菌和病毒的感染等。因此，本研究收集兩個(gè)不同時(shí)期（兒童期和新生兒期）唐氏和與之年齡匹配的對(duì)照外周血樣，分別為兒童組和新生兒組，運(yùn)用外顯子芯片技術(shù)，研究兩個(gè)年齡組中，唐氏與對(duì)照的基因表達(dá)差異，分析差異表達(dá)基因的功能。表達(dá)譜分析的結(jié)果表明，在唐氏新生兒中，有174個(gè)基因異常表達(dá)，包括8個(gè)Hsa21基因;而唐氏兒童中，共有383個(gè)基因異常表達(dá)，其中56個(gè)Hsa21基因。兩組差異表達(dá)基因中，

4、只有22個(gè)共有基因，這表明在不同發(fā)育期唐氏患者表達(dá)是動(dòng)態(tài)變化的。差異表達(dá)基因的功能分析發(fā)現(xiàn)在唐氏新生兒和兒童時(shí)期分別有2個(gè)和4個(gè)KEGG通路受到顯著異常調(diào)控。這些通路包括leukocyte trans-endothelial migration，B cell receptor signaling pathway and primary immunodeficiency，它們的異常提示唐氏患者免疫系統(tǒng)存在著異常。本研究從時(shí)間的角度闡釋了兩

5、個(gè)發(fā)育時(shí)期唐氏的表達(dá)譜特征，并指出了與唐氏免疫缺陷相關(guān)的候選基因和分子通路。
　　此外，利用外顯子芯片，本研究還分析了兩個(gè)年齡組中，唐氏患者與對(duì)照的mRNA選擇性剪接差異。在唐氏新生兒和兒童中，分別有104個(gè)（4個(gè)Hsa21）和299個(gè)（包括13個(gè)Hsa21）基因剪接異常，但兩個(gè)時(shí)期未發(fā)現(xiàn)相同的異常剪接基因。這些異常剪接基因中，絕大部分(＞90％)剪接發(fā)生在基因內(nèi)部的編碼區(qū)，剪接的形式又以外顯子的剪掉為主。這些基因異常剪接可能引起

6、其編碼蛋白結(jié)構(gòu)甚至功能的異常，進(jìn)而在唐氏表型的形成中發(fā)揮作用。
　　唐氏外周血表達(dá)譜分析結(jié)果表明，僅有部分Hsa21基因在唐氏個(gè)體中異常表達(dá)，而相當(dāng)一部分基因表達(dá)并未改變，一些研究者把其歸因于基因劑量補(bǔ)償效應(yīng)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，唐氏患者Hsa21基因promoter區(qū)CpG島的異常甲基化導(dǎo)致了部分21三體基因正常表達(dá)，然而，相關(guān)的研究還未見報(bào)道。因此，本研究設(shè)計(jì)并合成了Hsa21 tilling array芯片，利用免疫共沉淀技術(shù)(i