VANGL基因和DACT1基因與神經(jīng)管畸形的相關(guān)性研究.pdf

1、神經(jīng)管畸形是由于胚胎發(fā)育早期神經(jīng)管不閉合或閉合不全所造成的一組嚴(yán)重出生缺陷,包括頭部未閉合產(chǎn)生的無腦兒、腦膨出、顱脊柱裂和尾部未閉合產(chǎn)生的脊柱裂等。前者因頭部神經(jīng)管不閉合,表現(xiàn)為嚴(yán)重腦發(fā)育不全、顱骨損傷,一般在出生前或出生后一小段時間內(nèi)死亡,而很多脊柱裂患兒可以存活,卻造成終身殘疾和生活質(zhì)量低下,給社會、家庭和個人帶來沉重的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
　　近年來越來越多的神經(jīng)管畸形小鼠模型研究表明平面細(xì)胞極化信號通路中的基因?qū)ι窠?jīng)管的閉

2、合起著重要作用,而Vang12就是該通路中第一個被定位克隆的神經(jīng)管畸形相關(guān)基因。
　　本文采用病例-對照的研究方法,結(jié)合酵母雙雜交和雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)的功能試驗(yàn),對VANGL基因(包括VANGL2,VAVGL1)和DACT1基因與人類神經(jīng)管畸形發(fā)生的相關(guān)性進(jìn)行研究。
　　在對神經(jīng)管畸形VANGL2基因編碼區(qū)的突變篩查中,我們在頭部相關(guān)的神經(jīng)管畸形患者中發(fā)現(xiàn)了三個神經(jīng)管畸形特有的VANGL2錯義突變位點(diǎn):S84F,R353

3、C,F437S。酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)顯示:R353C減弱了VANGL2與Dishevelleds原有的相互作用,而F437S則使VANGL2完全喪失了與Disheve11eds互作的能力。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明VANGL2基因突變與頭部神經(jīng)管畸形的發(fā)生存在相關(guān)性。
　　VANGL2基因啟動子區(qū)多態(tài)性與神經(jīng)管畸形發(fā)生的相關(guān)性研究迄今尚無文獻(xiàn)報道。本文通過對VANGL2基因啟動子區(qū)測序,檢測到11個變異位點(diǎn),其中三個位點(diǎn)(SNP7:-992T＞G

4、,SNP8:-545T＞G,SNP9:42G＞C)低頻等位基因頻率(MAF)在10％以上。在關(guān)聯(lián)分析中,我們發(fā)現(xiàn)SNP9與顱脊柱裂相關(guān)(p=0.03),低頻等位基因(42C)呈現(xiàn)出保護(hù)效應(yīng)(OR=0.49,95％CI:0.21-0.96),這種相關(guān)性在顯性模型下更為顯著(p=0.019)。用雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)檢測該位點(diǎn)的功能,發(fā)現(xiàn)低頻等位基因(42C)的轉(zhuǎn)錄活性為高頻等位基因(42G)的1.4倍,差異顯著(p=0.002)。VANG

5、L2啟動子區(qū)的關(guān)聯(lián)和功能分析也表明VANGL2基因與頭部的神經(jīng)管畸形相關(guān),與我們編碼區(qū)的研究結(jié)果一致。
　　采用同一個體不同組織對VANGL2父源和母源等位基因表達(dá)差異進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),VANGL2基因存在等位基因表達(dá)不平衡現(xiàn)象。在神經(jīng)管畸形患者的病理組織中,錯義突變的等位基因(VANGL2c.1057C)是高表達(dá)的,而非病理組織中,優(yōu)勢表達(dá)的是野生型的等位基因(VANGL2c.1057T)。該基因的不平衡表達(dá)的現(xiàn)象在健康人群的肝臟組

6、織中被進(jìn)一步證實(shí)。并且,研究發(fā)現(xiàn)這種不平衡表達(dá)現(xiàn)象與啟動子區(qū)的甲基化有一定的相關(guān)關(guān)系,優(yōu)勢表達(dá)的等位基因與低的甲基化狀態(tài)相對應(yīng),但是這種對應(yīng)關(guān)系并不顯著(p=0.313)。
　　VANGL1基因突變與人類脊柱裂等尾部神經(jīng)管畸形的相關(guān)關(guān)系已經(jīng)明確,但是VANGL1基因是否與人類的頭部神經(jīng)管畸形相關(guān)并不清楚。我們通過對100余例頭部相關(guān)神經(jīng)管畸形患者的測序檢測,發(fā)現(xiàn)了兩個頭部神經(jīng)管畸形相關(guān)的VANGL1錯義突變(G39S,N313S)

7、。酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)顯示,N313S減弱了VANGL1與Dishevelled1和Dishevelled2之間的相互作用。這些結(jié)果表明VAWGL1基因與人類頭部神經(jīng)管畸形的發(fā)生也存在一定的相關(guān)性。
　　小鼠模型中,Dact1基因純合突變體中約有2096表現(xiàn)出脊柱裂的神經(jīng)管畸形,并且Dact1基因純合突變體能與Vang12突變雜合子在表型上互相補(bǔ)救,說明兩者存在遺傳相互作用。本文首次嘗試在神經(jīng)管畸形中檢測DACT1的基因突變。在163例

8、神經(jīng)管畸形患者中,我們一共檢測到了5個錯義突變位點(diǎn),這些錯義突變位點(diǎn)全部發(fā)生在女性中,以雜合子形式存在。其中三個位點(diǎn)(R45W,D142G,N356K)在進(jìn)化上十分保守,突變后的氨基酸殘基改變了原有氨基酸殘基的性質(zhì),并且三個突變的攜帶者在臨床表型上極為相似,都表現(xiàn)為無腦兒,枕頸脊柱裂。在正常胎兒女性對照組測序中,未發(fā)現(xiàn)DACT1的錯義突變;而在正常成年女性對照組中檢測到的三個錯義突變位點(diǎn)進(jìn)化上并不保守。這些數(shù)據(jù)表明DACT1與女性神經(jīng)管