三个常染色体显性遗传视网膜色素变性家系致病基因鉴定

发布时间：2020-11-04 04:25

　　 背景:视网膜色素变性(retinitis pigmentosa,RP)是一种由于视网膜感光细胞受损而导致夜盲和进行性视野缺损的遗传性致盲眼底病。在单基因致盲性眼底病中,发病率居首位,是致盲的主要原因之一,在中国人群中发病率约为1/3500。RP尚无有效防治手段,迄今已鉴定出的70个致病基因,能解释约60%~70%的病例,尚有约40%的病例有待发现致病基因。对象与方法:本文以三个常染色体显性遗传RP家系作为研究对象,应用高通量测序技术进行RP致病基因鉴定,并对候选致病基因进行了初步的功能研究。主要研究内容分两部分:一、RP家系基因变异分析;二、候选致病基因的功能研究。研究方法包括:(1)对家系进行全基因外显子组测序,经公共dbSNP数据库、千人基因组数据库、Ex AC数据库比对过滤掉普遍变异,获得候选致病突变位点,进行家系验证。(2)构建候选致病基因突变质粒进行体外细胞学功能研究:构建ADAM15及PRPF31基因质粒(包括野生型和突变型),进行细胞转染,通过WB和ICC方法分析基因在细胞中的表达及定位。(3)对未能确认遗传病因的家系运用芯片检测进行全基因组连锁分析及全基因组低深度测序检测CNV。结果:(1)在RP家系1的致病基因研究中,(1)对先证者RP1-1样本进行全外显子组测序,在已知RP致病基因中筛选出5个候选致病突变位点。5个候选变异位点分别位于4个已知RP致病基因(ABCA4,TULP1,PRPF31,PRPH2);(2)Sanger测序家系验证结果显示PRPF31基因c.855+5GA杂合突变符合基因型与表型共分离;(3)对先证者及家系正常表型个体外周血PRPF31基因mRNA进行RTPCR扩增,RP1-1患者存在两条大小分别为1.5kb及1.1kb的PCR产物条带,正常表型对照仅见一条1.5kb的特异性PCR产物条带。1.5kb条带PCR产物测序结果为PRPF31基因(NM_015629)cDNA全长序列。1.1kb条带测序结果显示PRPF31基因(NM_015629)缺失了cDNA第996位至1406位中间共计409个核苷酸。该区域位于PRPF31基因外显子第10、11、12、13及14区域。(4)在转染了PRPF31-pEGFP-N1野生型质粒的Cos7细胞中,PRPF31蛋白定位在Cos7细胞的细胞核;而转染了PRPF31-pEGFP-N1突变型质粒的Cos7细胞中,PRPF31蛋白表达量降低,主要分布于细胞浆中,细胞核仅有少量PRPF31蛋白。(2)在RP家系2的致病基因研究中,(1)通过全外显子组测序及数据分析得到7个候选致病突变位点;(2)Sanger测序家系验证结果显示ADAM15基因c.713GA(p.R238H)杂合突变符合基因型与表型家系共分离,确定为候选致病基因。(3)与转染野生型ADAM15基因表达质粒的293T细胞比较,转染ADAM15基因c.713GA(p.R238H)突变表达质粒的293T细胞ADAM15蛋白表达量降低,具有统计学差异(P=0.0298)。(4)ICC实验显示,ADAM15突变型蛋白与野生型蛋白在Cos7细胞中均显示出在细胞膜、细胞浆及核膜周围均匀分布。(3)在RP家系3致病基因研究中,(1)运用全外显子组测序及数据分析后获得30个候选致病变异位点。(2)家系验证结果显示共计有7个变异位点符合基因型与表型家系共分离,7个候选基因为:ENO4,FBXO18,NPBWR2,SLC7A11,UNC79,ZGPAT,LAMA5。(3)采用Humanomni中华芯片对家系共8个样本进行检测,进行多点参数连锁分析。没有检测到LOD值大于2支持连锁的相关区域。(4)低深度全基因组双端测序检测CNV方法对先证者RP3-1进行CNV分析,共检出194个CNV,大小范围为4.5-35.6kb。得到13个可能具有致病性的CNV,11个CNV为拷贝数减少,2个CNV为拷贝数增加。结论:(1)PRPF31基因c.855+5GA杂合突变为RP家系1致病突变。该突变为剪切突变,影响PRPF31基因mRNA剪切;并且降低PRPF31蛋白表达,影响PRPF31蛋白在细胞核内的定位。(2)ADAM15基因c.713GA(p.R238H)杂合突变为RP家系2候选致病突变。该变异降低ADAM15蛋白表达量;但对ADAM15蛋白在细胞中的定位没有影响。(3)在RP家系3发现位于ENO4,FBXO18,NPBWR2,SLC7A11,UNC79,ZGPAT,LAMA5共7个基因上的变异位点符合基因型与表型家系共分离。连锁分析没有检测到LOD值大于2支持连锁的相关区域。低深度全基因组双端测序,检出13个可能具有致病性的CNV。11个CNV为拷贝数减低,2个CNV为拷贝数增加。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R774.13
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 视网膜色素变性临床特征
    1.2 视网膜色素变性基因研究现状
    1.3 视网膜色素变性的遗传异质性和临床异质性
    1.4 高通量测序技术是视网膜色素变性研究和临床基因诊断的有效手段
    1.5 本论文的主要贡献与创新
    1.6 本论文的结构安排
第二章 研究对象及实验方法
    2.1 研究对象
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验仪器及试剂
        2.2.2 全基因外显子组测序
        2.2.3 Humanmoni中华芯片检测及连锁分析
        2.2.4 低深度全基因组测序及CNV分析
        2.2.5 Sanger测序
        2.2.6 PRPF31-pEGFP-N1质粒构建
        2.2.7 ADAM15基因点突变
        2.2.8 细胞培养、细胞转染、蛋白免疫印迹法、免疫细胞化学
第三章 结果与讨论
    3.1 RP家系1致病基因研究结果
        3.1.1 全外显子组测序结果
        3.1.2 Sanger测序结果
A突变生物信息学分析'>        3.1.3 PRPF31基因c.855+5G>A突变生物信息学分析
        3.1.4 PRPF31基因体外细胞学实验结果
    3.2 RP家系2致病基因研究结果
        3.2.1 全外显子组测序结果
        3.2.2 Sanger测序结果
A（p.R238H）突变生物信息学分析'>        3.2.3 ADAM15基因c.713G>A（p.R238H）突变生物信息学分析
        3.2.4 ADAM15基因体外细胞学实验结果
    3.3 RP家系3致病基因研究结果
        3.3.1 全外显子组测序结果
        3.3.2 Sanger测序结果
        3.3.3 家系连锁分析结果
        3.3.4 低深度全基因组双端测序检测CNV
    3.4 本章小结与讨论
        3.4.1 RP家系1致病基因研究小结与讨论
        3.4.2 RP家系2致病基因研究小结与讨论
        3.4.3 RP家系3致病基因研究小结与讨论
第四章 总结与展望
    4.1 本文工作总结
    4.4 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 ;A COMPLETE SCREEN FOR MUTATIONS OF THE RHODOPSIN GENE IN A PANEL OF CHINESE PATIENTS WITH AUTOSOMAL DOMINANT RETINITIS PIGMENTOSA[J];Chinese Medical Sciences Journal;2005年01期

本文编号：2869609