一个局灶节段性肾小球硬化家系全基因组测序分析

发布时间：2017-06-03 04:06

  本文关键词：一个局灶节段性肾小球硬化家系全基因组测序分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的:局灶节段性肾小球硬化(focal segmental glomerulosclerosis,FSGS)是成人及儿童原发性肾小球疾病的常见病理类型,临床表现为不同程度蛋白尿、进行性肾功能不全,可伴镜下血尿、血压升高等,部分对激素及免疫抑制剂治疗不敏感,较快进展至肾衰竭,预后较差。在西方国家,原发性肾小球疾病是导致终末期肾脏疾病(end-stage renal disease,ESRD)的第三大病因,其中FSGS占据重要比例,约占成人原发性肾病综合征(nephrotic syndrome,NS)的12%-35%,并呈逐年上升趋势。国内导致ESRD的首要原因仍是原发性肾小球疾病,其中FSGS占3.2-5.8%。FSGS的发病机制不清,分为原发性、继发性及家族性三种类型。家族性局灶节段性肾小球硬化(familial focal segmental glomerulosclerosis,FFSGS)是一种常染色体遗传性疾病,分为常染色体显性(Autosomal Dominant,AD)及常染色体隐性(Autosomal Recessive,AR)。有学者报道,约超过18%的FSGS有家族聚集现象。近年来,国内外通过基因连锁分析、定位克隆以及新一代测序的方法,发现并证实多个FFSGS致病基因如NPHS2、ACTN4、TRPC6、CD2AP、PLCE1、LMX1B、LAMβ2、INF2、MYO1E等,其编码蛋白均位于足细胞及其裂孔隔膜上,基因突变后导致编码的蛋白功能或结构发生改变,通过影响细胞骨架结构、信号转导、细胞稳态等多方面导致足细胞损伤破坏肾小球滤过屏障从而引起蛋白尿,这也提示足细胞在FFSGS发生发展中起关键作用,因此对FFSGS致病基因筛查及功能研究,有助于更好的认识足细胞致病的机理以及为早期诊断和有效治疗提供重要的指导意义。随着人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)及国际人类基因组单体型图计划(The international Hap Map project)的完成,新一代测序技术得以迅猛发展,近些年通过全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)技术在孟德尔遗传性疾病、复杂疾病、罕见病以及癌症等疾病研究中,发现了一系列致病基因,已经成为寻找致病基因、探究疾病发生发展机制的重要工具。全基因组测序是对基因组序列一致的个体进行基因组测序,然后与已知序列比对,在个体或群体水平上进行差异性分析,较全外显子测序(whole-exome sequencing,WES)更能从单核苷酸变异(Single Nucleotide Variations,SNVs)、插入/缺失(InsertionsDeletions,In Dels)、染色体结构变异(Structure Variations,SVs)及拷贝数变异(Copy Number Variations,CNVs)等多方面发现疾病的遗传特征或突变位点,但价格昂贵一直阻碍了全基因组测序技术的普及。2014年,Hiseq X Ten测序仪的问世,大大降低了测序成本,推动了全基因组测序技术在遗传疾病的筛查、个体化靶向用药指导、患癌风险评估等领域的广泛应用,为实现疾病的早期发现、早期诊断、早期干预及精准治疗创造了条件。本课题采用Hiseq X Ten测序仪对一个经临床、实验室及病理检查明确为FFSGS家系中的2名患者及其母亲进行全基因组测序,对结果进行多步骤筛选分析,初步筛选出该家系的候选基因,为进一步确定FFSGS致病基因提供依据。方法:收集一个局灶节段性肾小球硬化家系中2名患者及其母亲外周静脉血,应用QIAGEN基因组DNA试剂盒提取DNA,采用Hiseq X Ten测序仪对三人进行全基因组测序,测序结果与人类基因组单体型图(HAPMAP)数据库、多核苷酸多态性数据库(Single Nucleotide Polymorphism basedata,db SNP138)、千人基因组计划(1000 Genome Project)数据库注释信息进行比对,过滤掉已报道的常见变异,筛选外显子区和剪接区变异,然后去除其中的同义突变,再利用SIFT(Sorting Intolerant From Tolerant)、Polyphen-2(Polymorphism Phenotyping2)软件筛选出能导致编码蛋白功能异常的候选基因,最后利用在线人类孟德尔遗传(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)数据库、基因本体(Gene Ontology,GO)数据库和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库分析其生物学特征及编码蛋白可能的作用机制。结果:通过对测序结果初步筛选共获得两个患者及其母亲SNVs位点数目分别为:3038061、3132594和3037609个;In Dels位点数目分别为:401259、432406、398040个;SVs位点数目分别为:2917、2211和3088个;CNVs位点数目分别为:135、211和91个。再通过多重过滤筛选得到SNVs位点数目分别为:106、94和104个,两名患者共有的位点数目为54个;In Dels位点数目分别为604、590和628个,两名患者共有的位点数目为455个。最后整合三人共有的非同义突变,筛选出19个候选基因。结论:KDM4A,TCF7L1,ADRA2B,KIF1A,TOP2B,GPR115,AK9,KCNT1,WDR96,ZNF384,KRT3,DDX55,ADCK1,TIPIN,JMJD8,STUB1,FAM83G,SLC5A10,SH3BGR 19个基因是家族性局灶节段性肾小球硬化的候选基因,是否为该家系的致病基因,后续需行Sanger测序及进一步进行相关功能学验证。
【关键词】：遗传性肾病 家族性局灶节段性肾小球硬化 全基因组测序 足细胞 致病基因 单核苷酸多态性 插入缺失
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R692.6
【目录】：

• 中文摘要4-7
• 英文摘要7-10
• 英文缩写10-11
• 前言11-12
• 资料与方法12-17
• 结果17-19
• 附图19-23
• 附表23-25
• 讨论25-29
• 结论29
• 参考文献29-33
• 综述 家族性局灶节段性肾小球硬化致病基因的研究进展33-44
• 参考文献41-44
• 致谢44-45
• 个人简历45

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;《细胞》:科学家完成单个卵细胞的高精度全基因组测序[J];现代生物医学进展;2014年06期

2 ;研究向全基因组测序泼冷水:并不能可靠预测疾病[J];科技传播;2012年10期

3 高峰;;未来基因组对癌症管理的影响[J];医学与哲学(临床决策论坛版);2011年12期

4 ;首个商品化生物杀蚊幼剂问世[J];农化新世纪;2008年07期

5 艾米莉·辛格;;用完全基因组测序查找病源[J];科技创业;2010年08期

6 赵云蛟;郭利;黄莹;张立世;钱爱东;;1株梅花鹿源狂犬病街毒株全基因组测序与分析[J];病毒学报;2008年03期

7 李西文;胡志刚;林小涵;李卿;高欢欢;罗国安;陈士林;;基于454FLX高通量技术的厚朴叶绿体全基因组测序及应用研究[J];药学学报;2012年01期

8 张河林;刘晓斐;胡成进;;海洋致病菌全基因组测序研究进展[J];国际检验医学杂志;2012年21期

9 王志明;潘元龙;吴俊;朱宝利;;卡介苗美国株全基因组测序缺口修补及序列[J];微生物学报;2012年10期

10 ;我国全球首例全基因组测序技术筛查试管婴儿健康成长[J];生物学教学;2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 张蕊;王晓婷;苏敬良;赵继勋;张国中;;两株自然重组的新城疫毒株的全基因组测序与分析[A];中国畜牧兽医学会禽病学分会第十五次学术研讨会论文集[C];2010年

2 高福;;文特尔与人造生命[A];新观点新学说学术沙龙文集40：合成生物学的伦理问题与生物安全[C];2010年

3 庞峻峰;邹晓菊;张亚平;Peter Savolainen;Joakim Lundeberg;Thomas Leitner;;家犬线粒体DNA的系统地理学差异[A];中国动物学会兽类学分会第六届会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 王占江 宋明 张磊;王希胤完成棉花全基因组测序项目[N];唐山劳动日报;2013年

2 记者 刘廉君;世界首个枣全基因组测序完成[N];科技日报;2014年

3 冯卫东;老鼠全基因组测序图公布[N];科技日报;2009年

4 张旭东;我国首次披露海带等全基因组测序成果[N];中国海洋报;2013年

5 冯卫东;脑癌细胞系全基因组测序完成[N];科技日报;2010年

6 陈赢男 陈艾芳;南林大完成簸箕柳全基因组测序[N];中国绿色时报;2014年

7 记者齐林梅;第二个益生菌全基因组测序完成[N];中国食品报;2009年

8 科讯;美国科学家完成玉米全基因组测序[N];中国食品报;2010年

9 郭嘉轩;中科院完成我国首个灭蚊微生物全基因组测序[N];大众科技报;2008年

10 记者 刘传书;中澳科学家对高粱进行全基因组测序分析[N];科技日报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 徐岚;骨髓增生异常综合征全基因组测序和基因突变谱预后分析[D];上海交通大学;2014年

2 余贤军;小分子化合物抗肺癌作用以及肺癌全基因组测序研究[D];中国科学技术大学;2014年

3 张静;基于生化策略与组学技术的维生素C生产菌株间生理关系解析[D];江南大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 王倩;一个局灶节段性肾小球硬化家系全基因组测序分析[D];河北医科大学;2015年

2 卢春英;变形链球菌耐氟菌株全基因组测序[D];吉林大学;2014年

3 徐晓莉;一种新细菌Phenylobacterium zucineum的全基因组测序及初步分析[D];浙江大学;2006年

4 张宪;嗜酸氧化硫硫杆菌的全基因组测序及硫氧化途径研究[D];中南大学;2014年

5 方瑶;类鼻疽伯克霍尔德菌全基因组测序及感染细胞模型的建立[D];第三军医大学;2013年

6 刘海灿;两株结核分枝杆菌北京基因型菌株全基因组测序和初步分析[D];中国疾病预防控制中心;2011年

7 胡子业;一株属于候选门OP10的纯培养菌株GSoil348的全基因组测序研究[D];复旦大学;2010年

  本文关键词：一个局灶节段性肾小球硬化家系全基因组测序分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：417208