|
3 WDR36(WD40repeat 36)基因
3.1 WDR36基因的发现和定位
2005年, Monemi等[31]进一步对POAG家系进行连锁分析，结果显示连锁范围位于5q21.3与5q31.3（D5S1466D5S1480）之间，并在与先前研究结果结合的基础上，将POAG致病基因定位在GLC1G关键区域，大约位于5q21.3与5q22.1（D5S1466D5S2051）约2Mb的区域之间。通过在GLC关键区域内对7个候选基因进行突变筛选，在排除了其他6个基因后最终确定WDR36为一个新的POAG致病基因。
3.2 WDR36基因的结构和表达
WDR36基因含有23个外显子，编码一个951个氨基酸的蛋白。其结构至少有下列几个模序组成[31]：（1）GβWD40重复序列（guanine nucleotide binding proteinbeta WD40 repeat）结构域；（2）Utp21特异性WD40联合假定结构域（Utp21specific WD40 associated putative domain）；（3）细胞色素cd1亚硝酸盐还原酶样（cytochrome cd1nitrite reductaselike，Cterminal heme d1）结构域[32]。该蛋白属于编码WD重复蛋白家族的成员之一，该家族在细胞周期、信号转导、细胞凋亡以及基因调控中起一定作用。 Northern印迹技术发现，在人类的心脏、胎盘、肝脏、骨骼肌、肾脏和胰腺中含有5.9kb和2.5kb两种不同形式的mRNA转录体。逆转录PCR实验显示，WDR36在人类的晶状体、虹膜、巩膜、睫状肌、睫状体、小梁网、视网膜和视神经均有表达[31]。
3.3 WDR36基因的突变研究
WDR36（WD40repeat 36）是一个具有23个外显子的新基因，编码951个氨基酸和一个具有多个GβWD40重复序列的蛋白。在Monemi等[31]的研究当中，对130例POAG病例进行了WDR36的全部基因组DNA进行突变分析，共发现24个DNA位点的改变。其中，4个突变（N355S,A449T,R529Q和D658G）发现于17个散发POAG患者，包括11个高眼压型青光眼（High tension glucoma,HTG）, 6个NTG。同时WDR36基因的这4个突变在人类、黑猩猩、狗、大鼠、和小鼠的物种中是保守的。Kramer等[33]将连锁分析时的大家系进行了WDR36所有外显子的突变分析，发现的几个序列改变与Monemi等[31]报道的一致，且在正常人群中也存在，因而均不是致病因素。由于仅检测外显子区域，可能新的和已知的单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms, SNP）存在于该家系的供体和受体剪切位点，因此很可能改变WDR36基因的剪切方式。WDR36基因启动子区域的突变也可能是该POAG家系的致病原因。另外，该家系的青光眼发生，可能是由于该区域（5q21.2和5q22.1之间约6.6Mb）中其它基因的改变所致。随后Hewitt 等[34]主要针对已报道的D658G对249例POAG患者和217例正常对照进行检测。结果发现在POAG和正常对照中的改变率分别为1.6%和1.8%，因此认为D658G是一个中性改变，确定WDR36为青光眼致病基因尚须更多的研究证据。另外一个研究小组报道了一组美国正常眼压性青光眼患者的WDR36序列改变情况[35]，他们发现了32个WDR36序列改变（包括先前报道的“致病”和“可疑”改变），在POAG患者和正常对照中的改变率分别为17％和4％。该研究中得出，尽管WDR36改变与疾病分布无一致性，但在相对严重的患者中序列的改变更为频繁。2007年，Nicole等[36]通过聚合酶链反应、变性高效液相色谱分析和限制性片断长度多态性分析三者相结合的方法，对112名德国正常眼压性青光眼患者WDR36基因的23个外显子进行了突变检测。其中A440T,R529Q,D658G为已经报道的致病突变，新发现的一个致病突变是P31T，另外还发现了4个同义突变（Q197Q,K564K,V714V,V727）和11个内含子的改变。研究表明在德国人群中WDR36的改变可能只存在于NTG的极少数病例中或者与POAG无致病相关性。近期有一项日本人群的研究报道[32]，该研究小组共发现了20个序列的改变。其中10个改变（p.I264V, c.1494+90C>T, c.1494+143A>G, c.1609+89G>A,c.1775+89C>, c.196530A>G, p.V714V, c.2170+217C>T, p.V727V和c.2518+60G>C）是先前已经报道的[36,40,41]。另外10个（p.D179D, p.Q270Q,p.M283R, c.898+63C>G, c.1074+20C>T,p.G459G,c.1884+26C>G, p.S664L, p.S664S和p.P744P）是在该人群中新发现的。其中，错义突变p.I264V是一个普遍存在的序列改变，甚至在HTG先证者和正常对照中均有发现。与正常对照组相比，p.I264V错义突变频率在HTG患者中更高，而在NTG患者中却没有明显不同。表明WDR36基因突变可能与HTG的发病相关。WDR36是WD40重复蛋白家族成员，其功能以及在正常眼压性青光眼中的作用尚不清楚，但WDR36已经被证实参与T细胞的活化过程[37]。先前的研究提示某些青光眼患者可能发生依赖IL2的细胞免疫性改变[38,39]。最近有假说提出，在人[37]和小鼠青光眼模型[40]中，T细胞介导的反应参与青光眼相关的视神经退行性改变。为了更深入地了解WDR36在青光眼发生中所起的作用，有必要了解IL2对它的调控作用以及它与T细胞活性的关系。
4展望
到目前为止，3种已知的POAG基因（MYOC,OPTN和WDR36）仅可解释不到10％的POAG患者的发病原因，另外还有至少16种已报道的POAG相关候选基因[2]。POAG是一种多基因遗传性疾病，因此对更多青光眼家系和散发病例的研究、候选基因的鉴定以及分子遗传学技术的迅速发展，将有助于探明青光眼的发病机制，从而为进一步实现在高危人群中的早期诊断、适当干预，以及将来的基因治疗提供可能。
【参考文献】
1 Thylefors B, Négrel AD. The global impact of glaucoma. Bull World Health Organ1994;72(3):323326
2 Fan BJ, Wang DY, Lam DS, et al. Gene mapping for primary open angle glaucoma. Clin Biochem2006;39:249258
3 Sheffield VC, Stone EM, Alward WL, et al. Genetic linkage of familial open angle glaucoma to chromosome 1q2131. Nat Genet1993;4(1):4750
4 Stone EM, Fingert JH, Alward WL, et al. Identification of a gene that causes primary open angle glaucoma. Science1997;275(5300):668670
5 Tamm ER. Myocilin and glaucoma: facts and ideas. Prog Retin Eye Res2002;21(4):395428
6 Polansky JR, Fauss DJ, Chen P, et al. Cellular pharmacology and molecular biology of the trabecular meshwork inducible glucocorticoid response gene product. Ophthalmologica1997;211(3):126139
7 Gobeil S, Letartre L, Raymond V. Functional analysis of the glaucomacausing TIGR/myocilin protein:Integrity of aminoterminal coiledcoil regions and olfactomedin homology domain is essential for extracellular adhesion and secretion. Exp Eye Res2006;82(6):10171029
8 WentzHunter K, Ueda J, Shimizu N, et al. Myocilin is associated with mitochondria in human trabecular meshwork cells. J Cell Physiol2002;190(1):4653 上一页 [1] [2] |
