概述常见神经发育障碍症的基因印记

基因印记

基因印记的本质是来自父母等位基因的DNA甲基化修饰的差异。因为两个亲本等位基因的甲基化差异造成了其中一个等位基因的沉默，而另一个等位基因保持基因活性。20世纪90年代初，首先发现IGF2和H19是人类印记基因，继而发现DNA甲基化是产生印记的主要原因。哺乳动物基因的印记过程包括印记去除(去甲基化)、印记形成(重新甲基化)、印记维持(甲基化维持)三个过程。一旦富含CpG的差异甲基化区(DMR)在亲代生殖细胞内被差异甲基化，DNMT1将维持受精后甲基化，但DMR必须要经受住受精后的去甲基化和胚胎发育中的重新甲基化才能在DNMTI作用下使基因正常印记[1]。此外研究显示，男性生殖细胞中异常的DNA印记信息还可能通过辅助生殖技术(assistedreproductivetechnology，ART)传递给子代，导致子代患印记缺陷综合征。尽管目前尚不清楚ART与印记疾病的关系，但是已有病例报道说明确有一定比例的ART子代患有印记紊乱综合征，且发生几率较普通人群高[2]。

PWS与AS

人类15号染色体15q11-q13区域是著名的基因印记区域，这一区域的异常可导致普拉德-威利综合征(Praderhwillisyndrome，PWS)或安格曼综合征(Angelmansyndrome，AS)的产生。在这两种神经发育障碍症中，均发现有15q11-q13区域约4Mb大小的区段缺失，但具体的基因型又完全不同[3]。

PWS是第一种被发现由基因组印记缺陷导致的遗传障碍性疾病[4]。其患者中70%是由于父源性15q11.2-13片段缺失，28%是由于母源单体二倍性，小于1%的是由于印记中心突变所致[5]。PWS的主要临床特征是新生儿肌张力低下、发育迟缓、身材矮小、行为异常、过度肥胖、下丘脑性性腺发育不良及特征性外貌[6]。研究发现，通过行为治疗控制体重，可以使PWS患者的寿命接近正常。但是此病还未有特异的治疗方法，因此，提高诊疗水平，达到早发现早治疗的目的，对于改善患者的生活质量和预后是非常重要的[7]。

AS，又称天使综合征，它的基因类型刚好与PWS相反：约65-75%是由于母源性片段缺失，约3-5%是由于父源的二倍性[3]。AS患者有癫痫、发育迟缓、语言发育障碍及运动障碍等严重的症状，但是常常面露笑容，显示出天使般的神态，故被称为天使综合征[8]。

在15q11-q13区域的众多基因中，小核核糖核蛋白多肽N基因(smallnuclearribonucleoproteinpolypeptideN,SNRPN)是常见的可被用来诊断PWS/AS的印记基因[5]。其5’-端启动子及a外显子区域存在一个富含CpG的印记中心，其甲基化程度可以调控该区域的印记状态。正常人中，母源性SNRPN的CpG岛高度甲基化，而父源SNRPN的CpG岛未甲基化,因此仅来自父亲的基因有表达,而母亲来源的基因失活[4,6]。由于这一特点，通过检测SNRPN基因的甲基化状态即可以诊断并区分PWS与AS。

检测方法

目前使用的检测方法主要有两种，一种是甲基化特异PCR，一种是焦磷酸测序的方法。甲基化特异PCR的做法是将提取的DNA进行亚硫酸盐处理，使父源DNA上非甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶，而母源DNA上甲基化的胞嘧啶不变。再分别设计能与父源非甲基化及母源甲基化序列配对的引物并进行PCR。PCR产物在琼脂糖凝胶上电泳，正常对照组应能得到父源和母源的两个片段。如果非甲基化特异的引物能得到扩增产物，甲基化的引物不能，则说明该个体为AS患者，反之则为PWS患者。此种方法中常见的做法是在SNRPN基因a外显子区域设计引物，得到父源bp的PCR产物及母源bp的PCR产物，从而可在琼脂糖胶上根据分子量大小的不同区分开来[6,9]。

用焦磷酸测序的方法检测SNRPN基因的甲基化状态的做法更为方便和快捷，只需设计一对PCR引物。同样是将提取的DNA用亚硫酸盐处理，使非甲基化的胞嘧啶转变为尿嘧啶并经PCR转变为胸腺嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。测序时，待测位点出现的胞嘧啶的百分比即为甲基化的母源DNA所占的比。因此，当得到的甲基化百分比为%左右时，即可判断为PWS患者，百分比为50%左右时为正常人，百分比为0%左右时为AS患者[5]。

除了PWS和AS，印记基因的异常还可引起韦.伯综合征(Beckwith-WiedemannSyndrome,BWS)以及肿瘤易感等。前者是由于由于11号染色体上的IGF2和CDKN1C两个印记基因的错误表达：IGF2基因双倍表达，CDKN1C基因不表达。后者则是由于印记的抑癌基因活性的丧失及肿瘤基因的异常表达[1]。[参考文献]

1.谢小虎,周文华.基因组印记与疾病研究进展[J].生命科学,,20(3):-.

2.王文静,王瑞雪,刘睿智.男性不育相关印记基因研究进展[J].中华医学遗传学杂志,,32(5).

3.JiangY,Lev-LehmanE,BresslerJ,etal.GeneticsofAngelmansyndrome.[J].AmericanJournalofHumanGenetics,,65(1):1-6.

4.张惠文,叶军,韩连书,等.甲基化方法诊断3例Prader-Willi综合征[J].临床儿科杂志,,25(12):-.

5.HEWhite,VJDurston,JFHarvey,etal.QuantitativeAnalysisofSRNPNGeneMethylationbyPyrosequencingasaDiagnosticTestforPrader-WilliSyndromeandAngelmanSyndrome.[J].ClinicalChemistry,,52(6):5-.

6.吴佳君,乔洁,韩兵,等.一例Prader-Willi综合征的基因诊断和减重手术治疗[J].中华内分泌代谢杂志,,27(6):-.

7.刘鹏举,马方.Prader-Willi综合征研究现状[J].中国当代儿科杂志,,10(4):-.

8.仇子龙,胡荣贵.基因印刻与天使综合征[J].生命的化学,(5):-.

9.张豫文,洪洁,贾慧英,等.Prader-Willi综合征四例报道(附临床及遗传学诊断)[J].上海医学,,33(12):-.

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