2 结果
2.1 临床检查结果 经系谱调查,该家系5代69名成员中有16例患者,男女均有发病(见图3)。其遗传方式符合常染色体显性遗传。患者起始发病年龄均在2~16岁间,采血样的17例家系成员中,患者为8例,男女性各半,晶状体正常9例。经眼部专科检查表型为晶状体核性混浊,混浊形态完全一样,均为双眼发病;眼球正位,泪道通畅,球结膜正常,角膜透明;瞳孔2.5~3.5 mm,光反射尚存;晶状体皮质混浊,核分级Ⅰ~Ⅱ级。有5例患者曾作白内障摘除术(2例为单侧摘除)后置入人工晶体,视力仍较差,裸视力检查仅存光感。 图3 先天性核性白内障系谱图(略)
2.2 连锁分析结果 所有患者都具有同一条带,而正常人都不具有该条带,因此推测致病基因与16号染色体连锁(见图4)。
2.3 基因测序 患者测序全部得到突变杂合子134456G/A,该致病基因突变位点是134456G→A,其突变位点在基因中的位置(见图5);正常人测序全部得到正常纯合子134456G/G(见图6)。注:箭头示杂合子C/T该变异经人类多态数据库查询未见此处多态性报道,因此涉及HSF4蛋白112位谷氨酸的同义突变。
3 讨论
1997年Nakai等用原位荧光免疫杂交技术将HSF4基因定位于16q21-q22[6] ,2002年步磊等[7]对我国一板层白内障大家系进行全基因组连锁分析时发现该疾病位点于16q21-q22 ,与以前报道的Marner白内障的位点一致[8]。对该板层白内障大家系HSF4基因进行突变筛查,结果发现所有患者HSF4基因348位T→C碱基置换。推测该突变导致HSF4 DNA结合结构域第115位L被P取代。L115P突变破坏了HSF4 DNA结合结构域的α螺旋结构。HSF4蛋白调节热休克蛋白(heat shock protein,HSP)HSP70、HSP90A 和HSP27[6]。HSP在蛋白质的合成,组装,转移,折叠,修复以及变性的过程中充当分子伴侣的作用[9]。研究表明HSP 在胚胎晶体和成人晶体中广泛分布且分布区域特异[10]。可见HSP在晶体的发育过程中起着重要的作用。因此,HSP结构或表达异常可以导致白内障的发生。随着年龄的增加HSPs 分子伴侣的活性降低[11]。可能是HSF与DNA结合活性降低或功能丧失,从而使患老年性白内障的敏感性增加[12]。
该家系患者中,发病年龄最早2岁,最迟16岁,多在儿童期发病,且呈进行性核性混浊;男女发病无明显差别,临床诊断为常染色体显性遗传性核性白内障。16例患者中有5例曾做过白内障摘除、人工晶体置换术(其中2003年2例),手术最小年龄12岁,无论手术时年龄大小,视力恢复效果均不满意。家系成员连锁分析结果提示,所检测到的患者都具有同样大小的一条带,而正常人都不具有这条带;且目前已知16号染色体上与白内障有关的基因突变热点在HSF4第3外显子,按其区域情况合成HSF4特异性引物,PCR扩增该外显子DNA片段,扩增产物经纯化后于ABI377 自动测序仪进行直接测序分析,患者测序都得到突变杂合子134456G/A,正常人测序则都得到正常纯合子134456G/G。
我们首次发现由HSF4基因第3外显子134456G→A突变,并涉及HSF4蛋白112位谷氨酸的同义突变,这可能是导致该常染色体显性遗传性核性白内障表型发生的遗传病因。经密码子使用效率分析,发现在HSF4基因中编码谷氨酸的密码子中GAG为22个,GAA为9个,GAA的使用率约占29%。G→A突变后,是否会由于GAA的低使用率,抑或是引起剪切位点的变异,而引起HSF4蛋白翻译效率降低,进而导致该家系中患者白内障的发生有待进一步研究证实。目前已有一篇关于HSF4基因突变导致板层白内障的发生报道,HSF4基因突变导致先天性核性白内障的发生在国内尚属首次报道,这一新的发现必将帮助我们进一步了解先天性白内障的表型与致病基因的对应关系,并为研究揭示先天性白内障的发病机制提供重要的线索。
[参考文献]
1 Lund AM,Eiberg H,Rosenberg T,et al.Autosomal dominant congenital cataract;linkage relations;clinical and genetic heterogeneity.Clin Genet,1992,41:65-69.
2 Hejtmancik JF.The genetics of cataract:our vision becomes clearer.Am J Hum Genet,1998,62:520-525.
3 Renwick J,Lawer S. Probable linkage between a congenital cataract locus and the Duffy blood group locus.Am J Hum Genet,1963,27:67-84.
4 Eiberg H,Lund A,Warburg M,et al.Assignment of congenital cataract Volkmann-type (CCV) to chromosome 1p36.Hum Genet,1995,96:33-38.
5 Gill D,Klose R,Munier F,et al.Genetic heterogeneity of the Coppock-like cataract:a mutation in CRYBB2 on chromosome 22q11.2.Invest Ophthalmol Vis Sci,2000,41:159-165.
6 Nakai A,Tanabe M,Kawazoe Y,et al.HSF4,a new member of the human heat shock factor family which lacks properties of a transcriptional activator.Mol Cell Biol,1997,17:469-481.
7 Bul L,Yiping J,Yuefeng S,et al.Mutant DNA-binding domain of HSF4 is associated with autosomal dominant lamellar and Marner cataract.Nature Genet,2002,31:276-278.
8 Eiberg E,Marner E,Rosenberg T,et al.Marners cataract (CAM) assigned to chromosome 16:linkage to haptoglobin.Clin Genet,1988,34:272-275.
9 Bukau B,Horwich AL.The Hsp70 and Hsp60 chaperon machines.Cell,1998,92:351-366.
10 Bagchi M,Ireland M,Katar M,et al.Heat shock proteins of chicken lens.J Cell Biochem,2001,82:409-414.
11 Bagchi M,Katar M,Maisel H.Heat shock proteins of adult andeembryonic human ocular lenses.J Cell Biochem,2002,84:278-284.
12 Fawcett TW,Sylvester SL,Sarge KD,et al.Effects if neurohormonal stress and aging on the activation of mammalian heat shock factor 1.J Biol Chem,1994,269:32272-32278. 上一页 [1] [2] |