对象与方法
1. 研究对象:选择同一家系的2例RP患者(先证者及先证者之父)及经眼部检查无RP等其他眼部疾患的2例正常人(先证者的弟弟和长子)。先证者及先证者之父均于20岁或20岁前出现夜盲和视力下降症状,分别于1988年、1964年经眼底、视觉电生理、视野、眼底血管荧光造影及眼部常规检查确诊为RP(表1)。家族中先证者的姑姑和祖母有类似病史且已故。RP诊断标准:(1)有夜盲史;(2)眼底检查可见骨细胞样或不规则的色素沉着,视网膜血管缩窄和视盘颜色蜡黄或变淡;(3)全视野视网膜电图显示异常或无波形;(4)视野缩窄或有环形暗点等特征性改变和(或)适应曲线阈值升高或视网膜杆体相缺如。
2. RDS基因突变的研究方法:收集新鲜周围静脉血5ml, 以苯酚/氯仿法抽提DNA[2]。聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR):采用美国Perkin Elmer 公司生产的480型DNA Thermal Cycler 仪。PCR试剂盒系德国Boeringer Mannheim公司产品。引物[3,4]:primer 1、2(primer 1: 5′-AAGCCCATCTC-CAGCTGTCTG-3′覆盖RDS基因内含子1的3′末端,primer 2: 5′-CTTACCCTCTACCCCCAGCTG-3′覆盖RDS基因内含子2的5′末端)由中国科学院微生物研究所合成。PCR反应系统:10×Buffer 10 μl, 50 mol/L MgCl2 3 μl,2.5 mol/L dNTP 8 μl,primer 1、2各2.5 μl(10 pmol/μl), DNA模板3.5 μl(30 ng/μl),Taq DNA聚合酶0.5 μl(5 U/μl),加ddH2O至100 μl。扩增条件:95℃ 5 min后加Taq DNA聚合酶,液体石蜡15 μl;变性94℃ 1 min,退火50℃ 2 min,延伸72℃ 3 min,共35个循环,再做72 ℃延伸6 min。PCR产物检测:扩增完毕,从100 μl PCR样品中取5μl样品在1.5% 琼脂糖凝胶上进行电泳(3 V/cm)检测,DNA分子量标记为华美生物工程公司的pGEM-3 Zf(+)/Hae Ⅲ DNA Marker(587 bp、458 bp、434 bp、323 bp、314 bp、289 bp、267 bp、174 bp、142 bp、102 bp、80 bp、18 bp、11 bp)。0.5 μg/ml溴乙啶染色15 min后,用透射式紫外线观察,摄像。
限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)分析:限制性内切酶DdeⅠ系美国Promega公司产品。反应系统:10×Buffer 3 μl, Dde Ⅰ 0.5 μl(6U),PCR产物14 μl,加ddH2O至30 μl。反应条件:37 ℃水浴1~2 h。取限制性内切酶消化后的样品15 μl在1.5 %琼脂糖凝胶上电泳(3 V/cm),DNA分子量标记为pGEM-7Zf(+)/HaeⅢ DNA Markers (657 bp、458 bp、434 bp、328 bp、289 bp、267 bp、174 bp、142 bp、102 bp、80 bp、40 bp、18 bp、11 bp)。0.5 μg/ml溴乙啶染色15 min后,用透射式紫外线观察并摄像。
将上述PCR产物在低熔点琼脂糖凝胶上进行电泳并回收,加EcoR I adaptors接头及已连接接头的DNA末端磷酸化,去除未连接接头;制备克隆载体pUC18 DNA,用 EcoR I酶切并脱磷酸化,连接:pUC 18 DNA 2 μl,突变DNA 5 μl, 加ddH2O至7.5 μl,45℃ 5 min, 冷却至0℃,加入10×T4 DNA 连接酶Buffer 1μl, T4 DNA接连酶0.l Weiss 单位,5 mmol/L ATP 1 μl, 16℃温育4h。制备感受态细胞,转化质粒DNA,筛重组子,提取质粒DNA,筛选及鉴定阳性克隆[2],经中国科学院微生物研究所基因工程中心测序。
3.眼部表型的检测方法:询问RDS基因突变患者的详细病史。绘制家系图,测视力、矫正视力,检查外眼,用裂隙灯显微镜检查眼前节,直接检眼镜检查玻璃体及眼底,进行闪光视网膜电图(flash electroretinogram, F-ERG)、Topcon 静态视野、Goldmann动态视野、眼底血管荧光造影(fundus fluorescein angiography, FFA)、眼底摄像、D-15色相配列试验及暗适应等眼部检查。
结果
1.RDS基因216密码子突变研究结果:本研究设计的引物primer 1位于人RDS基因内含子1的3′末端,引物primer 2则在内含子2的5′末端,用此对引物做PCR,扩增出RP患者和正常人RDS基因外显子2的DNA片段313 bp(图1)。正常人和无RDS基因216密码第887位点C→T颠换的RP患者,缺乏限制性内切酶DdeⅠ的酶切位点(DdeⅠ的识别序列为5′-C↓TNAG),其酶切产物长度仍为313 bp;如果出现杂合型基因第887位点C→T突变,则其酶切产物长度有3种,即313、215、98 bp(图2)。RDS基因外显子2的第216密码887位点C→T颠换,使216密码编码的脯氨酸(proline, Pro)突变为亮氨酸(leucine, Leu),即发生Pro216 Leu突变。经筛查来自同一家系的2例RP患者(先证者、先证者之父)有杂合型RDS基因Pro216Leu突变,而家系中的正常人则无此突变。经中国科学院微生物研究所基因工程中心测序证实为RDS基因单链Pro216 Leu(CCT→CTT)突变。
2. RDS基因Pro216 Leu突变与眼部表型的关联:详见表1及图3,4。
表1 有RDS基因Pro 216 Leu突变的RP患者眼部表型分析
表型 |
先证者 |
先证者之父 |
性别 |
男 |
男 |
年龄(岁) |
38 |
75 |
家族史 |
有 |
有 |
发病年龄(岁) |
20 |
<20 |
夜盲(年) |
20 |
<20 |
视力下降(年) |
20 |
<20 |
视力 |
右眼 |
0.05 |
光感 |
左眼 |
0.08 |
光感 |
晶状体 |
后囊轻度混浊 |
仅少许前皮质透明 |
|
|
晶状体均混浊 |
视盘 |
色淡 |
不能查见 |
视网膜血管 |
变细 |
不能查见 |
视网膜色素分布 |
散在各个象限 |
不能查见 |
脉络膜萎缩 |
有 |
不能查见 |
黄斑病变 |
中心性晕轮状视网膜 |
不能查见 |
|
脉络膜萎缩 |
|
Goldmann视野 |
双眼旁中心10°~15°管视 |
未查 |
静态视野 |
双眼白色黄斑中心阈值为0dB |
未查 |
F-ERG |
杆锥体反应 |
熄灭 |
熄灭 |
暗适应 |
高位单相曲线 |
未查 |
D-15色相配列试验 |
全色盲 |
未查 |
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