PARD3基因单核苷酸多态性和拷贝数变异与神经管畸形发生的相关性研究

发布时间：2018-12-12 00:16

【摘要】：研究背景 在我国,随着传染性疾病的发病与死亡率显著降低,出生缺陷和遗传病已成为显著问题。神经管畸形(neural tube defects, NTDs)是一种严重的出生缺陷疾病,指在胚胎早期发育过程中神经管闭合不全而导致的神经系统畸形。目前,全世界NTDs的发病率约为1-2%o。我国是NTDs高发地区,最新统计,NTDs在我国山西省部分地区发病率高达19.94%o,因此,NTDs仍然是影响我国人口素质、危害生命和生活质量的重要公共卫生问题。NTDs是多因素导致的复杂疾病,目前的研究认为NTDs是遗传和环境因素共同作用的结果。叶酸等环境因素在NTDs发生中的作用已引起广泛重视。但是,其遗传机制仍不明确。大量的研究表明,细胞极性的建立过程与NTDs的发生密切相关,其中顶-基底极性蛋白复合体PARD3-PAR6-aPKC具有重要作用,尤其是其核心组分PARD3的作用不容忽视。近期的研究表明PARD3在斑马鱼初级神经胚形成中具有关键作用,它的极性分布对于发育过程中的非对称性分裂,神经细胞轴突的形成和上皮细胞紧密连接的建立是必需的。PARD3缺失导致分裂的神经管上皮细胞不能穿过中线,镜像对称分布失败,异常神经管形成。另外有研究表明PARD3减少导致出现脑水肿,脑脊髓液流动异常等人类NTDs的伴随症状。随着对极性蛋白PARD3在斑马鱼等脊椎动物神经胚形成过程中的作用研究不断深入,PARD3在人类神经胚形成中的作用引起越来越多研究者的重视。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)和拷贝数变异(copy number variation, CNV)是基因组多态性的两种重要形式,它们在人类表型多样性以及人类对疾病的易感性方面具有重要作用。大量的研究显示人类基因组中的SNP和CNV与一些出生缺陷疾病相关。而目前PARD3基因SNP和CNV的研究仅局限于肿瘤和炎症。因此,探讨PARD3基因SNP和CNV与NTDs发生的相关性有可能为NTDs的发病机制研究提供新的线索。 目的 1.探讨PARD3基因SNP与中国山西省出生缺陷高发区NTDs发生的相关性。 2.检测PARD3基因全部外显子区CNV情况,探讨PARD3基因外显子区CNV在中国山西省出生缺陷高发区NTDs发生中的作用。 方法 1.采用病例对照研究,收集我国山西省出生缺陷高发区NTDs标本224例,对照组为非病理性终止妊娠的正常标本253例。提取脊髓组织DNA,利用MassARRAY分子量阵列分析平台中的iPLEX Gold SNP Genotyping系统,检测PARD3基因上53个SNP位点的基因分型,用SPSS软件和SHEsis软件分析这53个SNP位点及相应单体型与中国山西省出生缺陷高发区NTDs发生的相关性。 2.采用病例对照研究,收集我国山西省NTDs标本168例,对照组为非病理性终止妊娠的正常标本231例。提取脊髓组织DNA,改进MassARRAY分子量阵列分析平台中的iPLEX Gold SNP Genotyping系统,分析PARD3基因上25个外显子的拷贝数,用real-time PCR和普通PCR后常规测序的方法对部分结果进行验证。对有缺失的标本进行组织特异性检测,并初步分析其对PARD3蛋白功能的影响。 结果 1.共挑选了PARD3基因上53个SNP进行检测,去掉分型成功率低于90%的2个位点,不符合Hardy-Weinberg平衡的2个位点和微效等位基因频率小于5%的2个位点,共对47个SNP进行了病例-对照关联分析。结果显示,有6个SNP位点(rs2496720, rs2252655, rs3851068, rs118153230, rs10827337and rs12218196)的MAF在病例和对照组有明显差别(P0.05),这种差别在无脑儿中尤其明显。我们对以上有关联的位点进行了单体型分析,它们共构成了4种常见的单体型,这4种单体型在病例和对照组均有明显差别(P0.01)。根据表型进行分层分析后显示,有3种单体型(TGTGGT, TACGAC和TACGGT)在无脑儿组和对照组仍然有明显差别(P0.05)。只有一种单体型(TACGAC)在脊柱裂组和对照组有明显差别(P0.05),此外,研究还发现"CGTGGT"这种单体型是无脑儿独有的,提示其和无脑儿强烈的相关性。 2.我们对MassARRAY分子量阵列分析平台中的iPLEX Gold SNP Genotyping系统中检测CNV的方法进行了改进,结果表明改进后的方法准确性高,操作简便,适用范围更广。 3.对PARD3基因25个外显子的CNV检测表明,第21和25号外显子病例和对照组均有拷贝数增加,两组无明显差异。第14号外显子病例组有一杂合性缺失,在人类基因组拷贝数数据库(database of genomic variants, DGV)中未发现此微缺失的报道。其余外显子未检测到拷贝数变异。对6种组织(脊髓,肝,心,肺,肾,皮肤)的检测结果表明,第14号外显子的杂合性缺失无组织特异性。用PCR后测序的方法,我们明确了这一杂合性缺失的确切位置。用Western blotting方法,检测了心和肾组织中蛋白的表达,结果显示,这一杂合性缺失显著降低了100kDa异构体蛋白的表达。 结论 PARD3基因上6个SNP与中国山西出生缺陷高发区NTDs的发生相关,这种相关性受NTDs表型的影响。PARD3基因外显子区CNV在中国山西出生缺陷高发区人群较少见,本研究发现并鉴定了第14号外显子微缺失及确切位置,这种缺失导致PARD3蛋白功能改变,可能是无脑儿的致病原因之一。本研究结果初步揭示了极性蛋白基因PARD与NTDs发生的相关性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R748

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本文编号：2373509