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《中国医科大学》 2018年
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先天性白内障家系致病基因筛查及鉴定

宋籽浔  
【摘要】:目的:我们在中国东北地区收集到两个先天性白内障家系,家系一表现为先天性白内障伴小眼,家系二表现为先天性核性白内障。分别对两个先天性白内障家系的致病基因进行筛查,并进一步对可能的致病机制进行研究。方法:采集家系成员外周血,提取基因组DNA。对于家系一,根据白内障表型,对7个候选致病基因编码区及侧翼序列直接测序。筛查到突变位点,通过限制性片段长度多态性分析在家系和人群中验证。将野生型(WT)CRYAA和突变型(R12L)CRYAA的pcDNA3.1(+)表达载体分别转染到HEK293T细胞和Hela细胞中,用Western blot检测蛋白表达水平和蛋白溶解性,用免疫荧光检测蛋白的亚细胞定位。对于家系二,通过Miseq测序平台对4813个临床疾病相关基因进行高通量测序,筛查致病变异。对候选MAF基因突变进行PCR扩增并Sanger测序验证。基于美国遗传医学会指南和多种算法对候选致病位点致病性进行预测。REVEL,SIFT和PolyPhen2等也被用来预测突变所导致的蛋白功能改变。将野生型(WT)MAF和突变型(V271E)MAF的pcDNA3.1(+)表达载体分别与pGL3-晶状体基因启动子质粒共同转染到HEK293T细胞中,用荧光素酶报告基因检测的方法通过比较荧光素酶活性来检测野生型MAF与V271E突变型MAF蛋白的转录因子活性。结果:我们在家系一中筛查到CRYAA基因(晶状体蛋白基因)上一个新的错意突变位点(c.35GT,p.R12L)。在该家系中表型与基因型共分离。该突变使原来CRYAA蛋白12位精氨酸(CGC)被亮氨酸(CTC)替代(p.R12L)。当WT-CRYAA与R12L-CRYAA分别转染HEK 293T细胞时,野生型细胞蛋白全部在裂解的细胞上清中表达,沉淀物中未见任何表达。而突变型CRYAA蛋白在裂解的细胞上清中和沉淀物中均有大量表达。且突变型CRYAA蛋白表达量明显比野生型蛋白多。WT-CRYAA与R12L-CRYAA分别转染Hela细胞,野生型CRYAA蛋白主要较均匀的定位在胞浆里,而R12L突变型CRYAA蛋白明显在胞浆中凝集成块状。我们在家系二中筛查到MAF基因上一个新的错意突变位点(c.812TA,p.V271E)。在该家系中表型与基因型共分离。该突变导致编码的271位氨基酸由缬氨酸V(GUG)变为谷氨酸E(GAG)。通过生物信息学分析,该位点为“很可能致病的”位点。SIFT分析结果为“deleterious”;PolyPhen-2分析结果为“Probably damaging”;REVEL分析结果为“0.941”。当WT-MAF与V271E-MAF分别和pGL3-晶状体基因启动子质粒共同转染到HEK293T细胞中时,通过比较荧光素酶活性来检测野生型MAF与V271E突变型MAF蛋白的转录因子活性。相比于野生型MAF,V271E-MAF的相对荧光素酶活性在CRYGA,CRYAA,CRYBA1和CRYBA4中分别减少了81.24%,42.97%,77.48%和49.95%。结论:我们在一个先天性白内障伴小眼球的家系中首次发现了一个新的导致先天性白内障的致病位点,CRYAA c.35GT R12L。并且进一步构建其野生型和突变型真核表达载体,通过在细胞中表达,深入研究了蛋白的相应变化。研究中我们发现,突变型蛋白在胞浆中大量聚集,并形成难以溶解的凝集块,进而导致晶状体细胞浑浊,也就是白内障。首次证明了CRYAA基因c.35GT R12L,这个致病位点的致病性和致病机制。我们在一个核性先天性白内障家系中首次发现了一个新的导致先天性白内障的致病位点,MAF c.812TA,p.V271E。并且进一步构建了野生型和突变型MAF的pcDNA3.1(+)真核表达载体,以及pGL3-靶晶状体基因启动子质粒。我们将野生型和突变型的pcDNA3.1(+)-MAF分别与pGL3-靶晶状体基因启动子质粒共同转染至HEK 293T细胞中。瞬时表达后,我们通过检测和比较荧光素酶活性来检测野生型与V271E突变型MAF蛋白的转录因子活性。相比于野生型MAF,V271E突变型MAF蛋白的转录因子活性明显降低。从蛋白功能层面研究和证实了该错意突变的致病性。首次证明了MAF基因c.812TA,p.V271E突变这个致病位点的致病性和致病机制。
【学位授予单位】:中国医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R776.1

【参考文献】
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【共引文献】
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