两种遗传性色素减少性皮肤病致病基因突变研究

发布时间：2017-07-02 17:28

  本文关键词：两种遗传性色素减少性皮肤病致病基因突变研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：第一部分斑驳病KIT及SLUG致病基因突变检测斑驳病(piebaldism)是一种临床上较为罕见的常染色体显性遗传性皮肤病。由Morgan于1786年首次报道,目前尚无有效的根治方法。80%以上的患者存在特征性临床表现,即发生在额部中央部位的三角形或钻石形白斑,并伴有跨越发际的局限性白发,常可累及手足、腕踝、面、胸腹部。有些病人仅表现为躯干部位色素沉着斑或咖啡斑。本病可伴发虹膜异常、聋哑、精神发育异常、兔唇、耳、齿畸形、先天性红细胞生成异常性贫血2型、神经纤维瘤病、先天性巨结肠、棘层松解性皮病等。斑驳病的发病率小于1：20000,无明显性别及种族差异。斑驳病的组织病理表现并无特异性,主要表现为白斑处黑素细胞减少或消失。因而临床上主要通过其典型皮肤表现结合家族病史进行诊断。大部分斑驳病患者生活功能及生存时间虽不受本病影响,但因斑驳病引起的皮肤外观改变而致使生活质量显著降低。目前已发现治疗斑驳病的多种方法如自体表皮移植及黑色素细胞混悬液移植等。研究表明KIT及SLUG基因与斑驳病的发病存在相关性。KIT基因位于染色体4q21,是一种起源于HZ4猫肉瘤病毒的的原癌基因,其基因组DNA全长约70kb,包含21个外显子。主要作用为编码含有976个氨基酸的酪氨酸激酶(RTK)。RTK是一种跨膜蛋白,属于III型蛋白酪氨酸激酶受体超家族,由7个部分组成,分别为信号序列(SS,氨基酸1-22)、氨基末端的胞外配体结合域(EC,氨基酸23-520)、跨膜区(TM,氨基酸52卜543)、近膜区(JM,氨基酸544-581)、两个RTK活性区域(TK1,氨基酸684-582；TK2,氨基酸762-973)和激酶嵌入域(KI,氨基酸685-761),参与多条细胞内外信号转导通路。胚胎发育期间,RTK胞外配体结合域与其配体肥大细胞生长因子(SCF)结合,RTK多肽链形成同源二聚体,从而激活细胞内RTK活性区域,使得活性区域内的酪氨酸残基及信号转导通路中各种末梢蛋白磷酸化,传递信号,从而参与成黑素细胞的增殖和迁移。研究表明75%的斑驳病患者都存在KIT基因突变。目前文献已经报道的KIT基因突变包括转换和颠换的点突变,插入及缺失的移码突变以及染色体倒位,引起RTK功能下降或失活,致使胚胎发育期间的成黑素细胞增殖及迁移障碍,从而导致斑驳病发病。而SLUG基因位于染色体8q11,包含3个外显子,总长约4034kb,属于乙炔型锌指转录因子。SLUG基因编码由268个氨基酸组成的锌指神经嵴转录因子。SLUG在胚胎期神经嵴衍生的细胞发育中起到重要作用,可调控表达KIT基因的神经嵴细胞的迁移,从而影响黑素细胞的发育。目前,对斑驳病的遗传病因学研究主要集中在KIT基因上,对于SLUG基因的研究尚未完全开展,国内尚无关于SLUG基因序列突变的研究。本实验对2斑驳病患者及其家系的KIT及SLUG基因进行突变检测,以期有所发现。本研究对2个斑驳病家系中的先证者及其父母进行致病基因KIT和SLUG编码序列的突变检测,寻找致病性突变。经知情同意后采集家系中患者、患者父母及与家系成员无关的50例健康对照者外周静脉血,进行全血基因组DNA提取；设计覆盖KIT和SLUG基因编码区及外显子-内含子交界区的PCR引物,通过PCR技术扩增出研究对象KIT和SLUG基因编码区及外显子-内含子交界区；将PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,紫外灯下观察扩增条带；扩增产物纯化后测序,分析测序结果,并与PubMed Genebank所公布的KIT及SLUG基因序列比对。发现家系1的先证者于KIT基因检测到1个国际数据库中尚未报道的新突变c.1082TA(p.V287E),患者父母均未检测到此突变,故此突变为一个de novo突变。家系2的先证者未检测到KIT基因突变。2例先证者未检测到SLUG基因突变,但均存在SLUG基因外显子序列缺失。进一步证实了SLUG基因与斑驳病发病存在联系。此2名患者临床表型差异较大,先证者1表现为额头、躯干及双下肢大小不等的白斑,临床表型为重型,而先证者2仅表现为额部白斑,临床表型为轻型。研究表明,编码细胞外配体结合域序列的基因突变导致轻的临床表型,在跨膜区附近的突变临床表型一般为中型,而RTK活性区域的突变常导致重型的发生。先证者1 KIT基因错义突变c.1082TA(p.V287E)虽然位于编码细胞外配体结合域的序列,但临床表型却是重型,推测是KIT基因错义突变合并SLUG基因的缺失所产生的叠加效应。而先证者2临床表型为轻型,KIT基因序列正常,仅表现为SLUG基因的缺失,推测SLUG基因缺失与斑驳病临床轻型表现有一定的相关性。目前,对斑驳病的遗传病因学研究主要集中在KIT基因上,对于SLUG基因的研究尚未完全开展,国内尚无关于斑驳病患者SLUG基因序列突变的研究。本实验对2例斑驳病患者的KIT及SLUG基因进行突变检测,丰富了斑驳病的遗传及临床数据库,为斑驳病的进一步研究提供了基础。目前斑驳病的发病机制尚未完全明确,国内仅有少量关于KIT基因突变位点与临床表型间关系的研究,尚无SLUG基因突变与临床表型相关性的研究,为了解斑驳病KIT及SLUG基因突变位点与斑驳病发病机制间的关系,仍需扩大样本量进行进一步调查。第二部分ADAR1基因突变导致遗传性对称性色素异常症一家系临床表型差异遗传性对称性色素异常症(dyschromatosis symmetrica hereditaria, DSH)是一种常染色体显性遗传性皮肤病。该病起于婴幼儿期,其特征性临床表现为四肢末端及手足背对称性色素沉着斑和色素脱失斑,相互交织呈网状,可累及前臂及小腿伸侧。皮疹泛发者可波及颈、锁骨上部、面部及口腔黏膜。组织学研究表明在DSH患者的色素沉着部位,基底细胞中的黑色素沉积显著增加,而在色素脱失部位,基底细胞中只有少量黑色素沉积。皮肤镜下可以观察到相互连接的黑色素点组成了色素沉着斑,而在色素脱失斑部位,只有散在的不相连的黑色素点。研究表明DSH致病基因为位于1q11-1q21的ADAR1基因,目前已发现超过140种ADAR1基因突变。银屑病(psoriasis)是一种慢性炎症性皮肤病,病程较长,有易复发倾向,有的病例几乎终生不愈。该病发病以青壮年为主,对患者的身体健康和精神状况影响较大。临床表现以红斑,鳞屑为主,全身均可发病,以头皮,四肢伸侧较为常见,多在冬季加重。银屑病的发病与多基因存在相关,目前其致病基因定位尚未完全明确。DSH一般只累及皮肤,但也可合并银屑病或其他疾病如特发性脑钙化及对称性肢端肥大症等。DSH为常染色体显性遗传病。其致病基因为位于1q21.3约500kb的区域内的双链RNA特异性腺苷脱氨酶基因(ADAR1基因)。该基因全长约30kb,包含15个外显子,编码由1226个氨基酸组成的双链RNA特异性腺苷脱氨酶(DSRAD)。DSRAD包括3个双链RNA结合区域(DRBM),2个Z-DNA功能结合域区域(Z-alpha)和1个酶催化结合区域(ADEAMc),这些功能区域所对应的编码序列分别位于ADAR1基因第2-7外显子,第2外显子和第9-14外显子。目前为止,已发现140多种不同类型的DSRAD突变,包括80种错义和无义突变,40种缺失突变,11种剪接位点突变和14种插入突变。约60%的DSRAD突变位于酶催化结合区域,推测此区域为突变热点区。DSRAD广泛存在于哺乳动物各组织中,该酶选择性作用于mRNA前体,将相应位点上腺嘌呤核苷酸(A)脱氨基转换成次黄嘌呤核苷(Ⅰ),使剪切位点或密码子发生改变,从而产生特定生理效应。目前DSH的发病机制尚不明确,有学者推测可能与个体发育时,黑素母细胞从神经嵴迁往受累的皮肤区域,ADAR1基因突变导致DSRAD的mRNA编辑功能丧失,从而致使黑素母细胞分化成高活性或低活性的黑素细胞,致使DSH患者局部皮肤色素分布不规则。也有学者认为DSRAD是以是以同源二聚体的形式发挥作用的,当基因发生突变时,突变单体和野生型单体形成异源二聚体无法有效发挥应有的作用,从而导致DSH的发生。目前国内仅有2例DSH合并银屑病病例相关报道,尚无DSH合并银屑病患者及其家系ADAR1基因学相关研究。本研究检测1例遗传性对称性色素异常症合并银屑病患者及其家系ADAR1致病基因突变情况。经知情同意后收集家系患者临床资料,抽取家系中包括患者、表型正常者15人及与该家系无关的50例健康人外周血,进行全血基因组DNA提取；设计覆盖ADAR1基因编码区的PCR引物,通过PCR技术扩增出研究对象ADAR1基因编码区及外显子-内含子交界区；将PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,紫外灯下观察扩增条带；扩增产物纯化后测序,分析测序结果,并与PubMed Genebank所公布的ADAR1基因序列比对。同时对家系所有成员进行体格检查及血液学实验室检查。临床资料分析显示,仅先证者表现为遗传性对称性色素异常症合并银屑病,家系中其余患者仅表现为表型轻重不一的遗传性对称性色素异常症。基因分析发现先证者及家系中其余患者均存在ADARl基因c.2745_2746de1 CT(p.D582X)突变。家系中表型正常者及100例对照组不存在此突变,经多个数据库文献检索及对照最新文献未发现该突变的相关报道,考虑为新突变。推测ADAR1基因突变c.2745_2746de1 CT(p.D582X)可能导致了遗传性对称性色素异常症的发生,但此家系DSH临床表型轻重不一及不同的临床表型的原因尚需进一步研究。
【关键词】：斑驳病 KIT基因 SLUG基因 遗传性对称性色素异常症 ADAR1基因 突变
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R758.5
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 第一部分 斑驳病KIT及SLUG致病基因突变检测16-45
• 前言16-22
• 第一章 材料与方法22-37
• 第二章 结果37-40
• 第三章 讨论40-44
• 第四章 结论44-45
• 第二部分 ADAR1基因突变导致遗传性对称性色素异常症一家系临床表型差异45-68
• 前言45-48
• 第一章 材料与方法48-62
• 第二章 结果62-64
• 第三章 讨论64-67
• 第四章 结论67-68
• 参考文献68-75
• 在读期间发表的文章75-76
• 致谢76-77

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 彭琛;赖维;邓伟平;;遗传性对称性色素异常症一家系ADAR1致病基因突变检测[J];临床皮肤科杂志;2015年06期

2 陈艳宇;李艳;王贵明;彭芳;王爱武;权莉;谭夕;;液基薄层细胞学在宫颈癌筛查中的应用[J];检验医学与临床;2015年15期

  本文关键词：两种遗传性色素减少性皮肤病致病基因突变研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：510881