- 复拇合并三指节拇指畸形家系的基因分析研究
- 作者:熊革|发布时间:2013-01-07|浏览量:614次
复拇畸形合并三指节拇指畸形是一种比较少见的先天性手畸形,依据国外的研究发现,此类畸形具有明显的遗传性,表现为常染色体显性遗传,进一步的家系基因分析发现此类畸形是由7号染色体的ZPA调控序列(ZRA regulatory sequence, ZPS)的点突变所致,而ZPA是极化活性区(zone of polarizing activity)的简称,其主要功能是调控手部的正常发育[1,2]。自从Lettice LA于2002年报道了该类基因突变后,通过对亚洲、欧洲和美洲的此类家系研究,先后发现了ZPS区域内7个点突变位点与此类畸形有关[3-5]。但有关此类基因突变在中国人群的研究到目前尚未见报道,我们通过对一个国内家系的研究,首次发现了在ZPS区域内的一个点突变。北京积水潭医院手外科熊革
材 料 与 方 法
1. 复拇畸形合并三指节拇指畸形的家系:在我们的临床治疗过程中,我们发现了一个祖孙三代同患复拇畸形合并三指节拇指畸形的小家系,通过对该患者及其家属的调查,追查出了一个涉及5代55人的完整家系(图1),通过对家系进行初步遗传学分析,发现此类畸形呈常染色体显性遗传的特点。遂在经患者及其家属同意的基础上,留取了这祖孙三代共4人(现证者及其父亲和祖母3人患先天畸形,现证者的母亲1人正常)的血样冷冻保存以供进一步研究。
2. 引物合成:依据参考文献,我们拟将目标基因片段分为三段分别进行PCR扩增,三段正向链的引物序列分别为ggaggtataacctctggccagtg,ccagagcgtagcacacggtc和tcaggcctccatcttaaagag,反向链的引物序列分别为cgcttccacctggtcagtcc,caatttatggatcatcagtggc和atcttctgatccataaccatttc。
3. DNA的抽提、纯化和PCR扩增:将上述4人外周血样复温后离心,抽提其白细胞内的DNA,并予以纯化备用。
4. PCR扩增和测序:将纯化的体细胞DNA基因组分别加入上述引物,采用高精度、高效PCR扩增方法,进行35个循环。然后纯化扩增片段,并进行双向测序。
结 果
1. 临床表现:现证者及其父亲和祖母均为复拇畸形合并三指节拇指畸形,其父亲和祖母均为双手病变,且已手术切除了桡侧复拇,仅残留三指节拇指畸形。而现证者仅右手为复拇畸形合并三指节拇指畸形,且其右手还在小指的近指间关节水平和拇指的掌指关节水
平各有一个漂浮赘指畸形,在来我院治疗以前已在外院手术切除(图2)。
2. ZPS点突变:共检测了该家系中4人的标本,除了现证者的母亲未检出ZPS基因的异常外,其他3人的标本中均在ZPS基因的第105位碱基对上发现了C→G的点突变(图3)。
讨 论
复拇合并三指节拇指畸形虽然不是临床上最为常见的手部先天畸形之一,但是,它确是极少数由单个基因点突变所致的先天性手部畸形,也是研究的较为清楚的一类畸形。此前已经有多个家系报道,包括1个荷兰家系,1个古巴家系,1个巴基斯坦家系,2个比利时家系和3个北美家系,发现了7个点突变位点,分别是位于105位的C→G点突变,305位的A→T点突变,323位的T→C点突变,404位的G→A点突变,463位的T→G点突变,621位的C→G点突变,以及739为的A→G点突变[3-5]。本家系所检测到的突变位点与上述荷兰家系的突变位点一致,进一步证实该家系的畸形表型确由该突变所致。由于现在还难以对该基因突变进行基因治疗等干预,但是,由于明确了基因突变的位点,使得畸形的产前诊断成为可能。
ZPA是调控手部正常发育的重要基因,所以,既往的研究发现很多先天性手部和(或)足部畸形都与ZPA基因及其调控基因的异常密切相关[1,2],但是,由于大多数手部先天畸形的基因异常较为复杂,而且基因表达的外显率不高,所以,这方面的基因筛查就显得非常困难。但是随着人类基因组计划的不断深入,相信会有更多的手部先天畸形会找到其相关的基因异常。
参 考 文 献
1. Hing AV, Helms C, Slaugh R, et al. Linkage of preaxial polydactyly type 2 to 7q36. Am J Med Genet. 1995; 58(2), 128?135.
2. Zguricas J, Heus H, Morales-Peralta E, et al. Clinical and genetic studies on 12 preaxial polydactyly families and refinement of the localisation of the gene responsible to a 1.9cM region on chromosome 7q36. J Med Genet. 1999; 36(1): 32?40.
3. Lettice LA, Heaney SJ, Purdie LA, et al. A long-range Shh enhancer regulates expression in the developing limb and fin and is associated with preaxial polydactyly. Hum Mol Genet. 2003; 12(14): 1725?1735.
4. Gurnett CA, Bowcock AM, Dietz FR, Morcuende JA, Murray JC, Dobbs MB. Two novel point mutations in the long-range SHH enhancer in three families with triphalangeal thumb and preaxial polydactyly. Am J Med Genet. 2007; 143A(1): 27-32.
5. Farooq M, Troelsen JT, Boyd M, et al. Preaxial polydactyly/triphalangeal thumb is associated with changed transcription factor-binding affinity in a family with a novel point mutation in the long-range cis-regulatory element ZRS. Eur J Hum Genet. 2010; 18(6): 733-736.