Sarfarazi[46]认为，TIGR蛋白在第32位点（VGA↓RT）含有一N-端疏水性区域（也就是cleavage位点）：有一肌球蛋白样区域（63-221残基）；每隔7个残基有5个精氨酸残基（117-169残基）；每11个残基有5个精氨酸残基（125-169残基）；在C-末端还有一个嗅毛（OLFM）样区域[44]。亮氨酸丰富区中有一α-螺旋样结构，在与它相对的位点上是由5个精氨酸残基组成的功能区，这提示重复的亮氨酸和精氨酸之间可能存在蛋白-蛋白交互作用[44]。在该蛋白的C-末端，有一与Olfac-tomedin(嗅神经上皮细胞外基质的主要成分)有40%同源性的区域（246-501残基）。有意义的是，这一区域包含了所有已知的TIGR突变[42]，并且它编码的蛋白与细胞的活性密切相关[43]。因此，本区的突变可能引起蛋白功能的异常，从而导致房水的淤积和流通不畅，使眼压增高。这种异常的眼压调控会逐渐引起视神经组织的损伤，引发青光眼直至失明。

　　6、MYOC基因

　　最近，一种新型的肌球蛋白样蛋白一Miyo-cilin(MYOC)的分子克隆、组织表达和染色体定位已经完成，该基因定位于染色体1q23-q24[55]。人类myocilin的cDNA的核苷酸序列除一处外与TIGR基因完全相同，这一差别是MYOC基因的107-108密码子处多了一个“GA”，移码突变的结果使109密码子变成了起始密码“ATG”。TIGR基因的起始密码位于MYOC基因的第65密码子。最近证实这两个基因是同源的[46]。

　　Myocilin基因已从人类视网膜cDNA文库中克隆出来，它编码一酸性蛋白，分布于睫状体长足细胞和基底细胞，与光感受细胞的纤毛相连[55]。这种蛋白是一种新型的细胞骨架蛋白，参与纤毛样神经上皮（如光感受细胞）的形态发生。用相当于MYOC基因（即相当于TIGR氨基酸57-370）nt277-1217（即氨基酸71-384）的cDNA克隆进行Northerm blot杂交发现仅有一种2.3kb的mRNA大量存在于人视网膜中，还有少量存在于骨骼肌。其它组织诸如心脏、脑、胎盘、肺、肾、肝、肾和胰脏中均未发现杂交信号。这些数据表明该基因只在少数几种高度分化的组织中（如视网膜）大量表达。研究者认为Myocilin在视网膜杆细胞的椭圆体中活跃合成，之后转运到连接纤毛的基底器，N-末端的疏水样区域可能作为微管间的粘合物质，或承担核与基底体连接器的功能。基于该基因的一些特点，研究者们还认为myocilin是一些遗传性视网膜疾病（如Usher综合征）的候选基因[55]。MYOC在连接纤毛rootlet和基底体的精确定位及这种蛋白特异性的组织分布可能会有助于理解JOAG患者体内该基因（或TIGR）的功能。

　　（二）TIGR基因突变的研究

　　目前，研究人员在世界范围内对各个国家不同人种中JOAG患者的TIGR基因突变进行筛查，以明确TIGR基因在JOAG和COAG发病中所处的地位，以下，以Stoilova等[56]对1个JOAG家系TIGR基因突变的筛查为例，简要介绍一下对TIGR突变筛查的研究方法。

　　1、系谱分析

　　Stoilova选择了1个爱丁堡（Edinburgh）家族，该家族成员确诊为青光眼时年龄均在5至21岁之间，眼压值为28-55mmHg，有典型的视野缺损和视盘改变，需要外科手术控制疾病的进展[22，26]。

　　2、DNA基因型

　　从每个参加研究的家族成员身上取20ml静脉血，常规方法提取DNA。用一系列已知的GLCIA基因座两侧的DNA标记物为引物，进行PCR扩增。PCR反应总体积为25μl，其中含有100ng基因组DNA，引物各50PM，dNTP各200μl，50mM的氯化钾，10mM的Tris,1.5mM的氯化镁，0.01%明胶，0.1%三硝基甲苯（Triton）和0.5单位的Taq酶。反应过程为起始变性94℃2分钟，然后进行共27～30个循环，每个循环包括变性94℃30秒，退火55-58℃30秒，延伸72℃30秒，循环结束后72℃延伸2分钟。PCR产物在7%polyacry-lamide(聚丙烯酰胺)凝胶电泳2-4小时，然后进行银染[57]。对凝胶显影，标出每个DNA标记物的位置。这些DNA标记物完整的单元型通过已公布的连锁和物理作图建出来，用于检查基因型的一致性、GLCIA基因组的分离情况和系谱中所有青光眼患者是否具有相同的单元型。

　　3、筛查TIGR基因突变

　　首先设计一系列引物，能扩增出TIGR基因特异性的部分。PCR扩增的反应总体为25μl，反应液中有100ng的DNA，1倍Gene amp PCR缓冲剂（10Mm tris-氯化氢，50mM的氯化钾，1.5mM的氯化镁，0.001%明胶），引物各10Μm，dNTP各200μM，0.5U的Taq酶。扩增的程度为：起始变性94℃2分钟，然后进行35个循环，每个循环中变性94℃15秒，退火55℃15秒，延伸72℃15秒，35个循环后72℃延伸2分钟完成反应。

　　对PCR产物可用SSCP或直接测序的方法筛查突变。 SSCP的反应条件为20μl含有95%formamide（甲酰胺）终止溶液，10mM的氢氧化钠，再加入0.05%bromophenol blue(溴酰蓝)和0.05%苯胺（cyanol）。样品94℃变性5分钟，在25W、6%polyacrylamide(聚丙烯酰胺)、5%glycerol(甘油)凝胶电泳4-4.5小时。直接测序可用ABI-377自动DNA测序仪进行。

　　4、分析结果

　　这个爱丁堡家族中所有可调查到的患者和健康人均用位于TIGR基因两侧的15种多形性DNA标记物进行了基因型测定。本次研究中应用的DNA标记物在染色体上的顺序为：cen-DIS196-(DIS431/DIS397/DIS445/DIS443)-(DIS3464/DIS452/DIS210)-(DIS2815/DIS1619/DIS1165)-TIGR-DIS2790-DIS1589-DIS370-DIS242-Tel[32]。结果提示该家族中所有的患者有共同的单元型。本次研究表明该家族中位于第1号染色体的GLCIA基因有分离现象，TIGR基因是家族中重要的候选基因。对整个家族的突变筛查发现，TIGR基因3’端编码区扩增出两种不同的片段（190bp和195bp）。SS-CP电泳发现患者DNA序列发生了改变，突变位点在第337密码子，突变形式是A→G置换，使极性的谷氨酸变成了碱性的精氨酸，家族中所有患者的突变都是相同的。该突变还产生了一个新的限制酶位点，在患者的染色体中，突变的染色体有Msp-1限制酶位点，而正常的染色体（190bp）却没有，这样用Msp-1直接消化扩增的PCR片段即可检出有无突变。MSP-1可把携有该种突变的基因片段消化成129bp和61bp两个片段。为了证明突变的性质，研究者从英国人中随机抽取71例健康个体进行DNA扩增，142条染色体均无此突变存在，由此证明该突变属罕见多形性突变。

　　5．其它有关TIGR基因突变的研究结果

　　Stone等[42]对与第1号染色体相关的青光眼家族进行了研究，在5个家族中发现了氨基酸的突变，这些突变分别为：1个家族中密码子430由酪氨酸变为组氨酸（Tyr430His）；2个家族中密码子357由谷氨酸变为缬氨酸（Glu357Val）;另两个家族出现了一无义突变，密码子361由谷氨酸变为终止密码，产生了缺失136个氨基酸的截短蛋白。Stone等还对大量人群进行了筛查，结果发现在330例无血缘关系的青光眼患者中，有13例发生了错义或无义突变（占3.9%），而471例健康人中只发现了1例突变（占0.2%）,x2检验结果表明二者的差别有显著性。Stone认为青光眼患者中，超过3%的患者的发开门见山与TIGR的基因的突变有关。

　　在日本，有人从50个青光眼家族中悼念了52份患者的血液样本[58]。其中一个家族中有两个患者（父女二人，女儿是先证者），基因组中编码TIGR蛋白第370个氨基酸残基的密码子第二个核苷酸发生了一杂合性C→A突变，使亮氨酸代替了原来的脯氨酸甘（Pro370Leu）.先证者的母亲和姐姐既无青光眼的症状，又无TIGR基因突变，这支持该突变是以常染色体显性方式遗传的。另外一例有家庭史的患者，其编码TIGR蛋白第367个氨基酸残基密码子的第一个核苷酸发生了一杂合性G→A突变，使甘氨酸变成了精氨酸（Gly367Arg）。研究表明，日本人家族性POAG也可由TIGR基因突变引起，TIGR基因3号外显子的突变约与4%的日本家族性青光眼的发病有关，目前关注的热点是在367氨基酸残基附近，该区域在POAG的发病过程中可能起关键性的作用。

　　Michels-Rauretstrarss等[59]分析了两个JOAG家族（ER-1家族和ER-2家族）和100例随机选取的散发POAG患者的TIGR基因，对其启动区编码区和拼接区进行了点突变的筛查，ER-1家族的21名成员（7名患者，14名健康对照）中，通过SSCP分析发现了一种只有患者才有的异常电泳带，直接测序表明是密码子370中发生C→T置换，即CCG→CTG，结果发生了Pro370Leu改变。ER-2家族中，TIGR基因的突变也发生在患者身上，此突变是密码子367中的G→A置换（GGA-AGA），导致Gly367Arg的产生。100个散发病例中未发现能引起青光眼的TIGR基因突变，但有两个患者有Tyr347Tyr多态现象。他们还用荧光原位杂交（FISH）分析将TIGR基因特异性酵母人工染色定位于1q24.3-q25.2。

　　尽管TIGR基因突变引起的确切病理改变尚未明确，但该基因突变似乎能引起眼压的升高，这与JOAG患者突变的高眼压表现相符，最终可引起严重的视神经损伤甚至失明。另外，有TIGR基因表达的两种组织——小梁网细胞和睫状体都参与了眼压的调节，可以推测TIGR基因是基因组中的一种眼压调控基因。如果真是这样，那么TIGR基因的作用不仅仅只参与POAG患者病情的发生和发展，对于其它类型的青光眼也十分重要。

　　二、CYP1B1基因与原发性先天性青光眼

　　原发性先天性青光眼（PCG）或婴幼儿型青光眼（基因符号GLC3）是一种特殊的遗传性眼病，可能是由于前房角的发育畸形，影响了房水的外流，使眼压增高，引起眼球增大、角膜水肿、视神经萎缩[60]。该病为幼年发病（通常于1岁内发病，但也可能至3岁才发病[2，11，12]），在吉普赛人中发病率最高（1：1250）[11]，其次是中东地区（1：2500）[61]，西方国家为1：5000到1：1000之间[12]。尽管家族性青光眼的遗传方式为常染色体遗传，但在一些家族中却可见明显的垂直传递，这可以解释为假性外显[60]。

　　（一）CTP1B1基因的定位及编码产物的结构与分布

　　1、CYP1B1基因定位

　　Sarfarazi等（1995），通过对17个PCG家族中多名患者的研究，把该病的第一个基因座（命名为GLC3A）定位于2q21区[21]。研究者最初把该病致病基因定位于D2S1325和D2S1356之间（约8cm），后来，应用有血源关系纯合性保守性最小节段的再结合结果显示GLC3A基因座位于D2S2186和D2S1346之间，长度约2.5cm[62]。

　　CYP1B1是目前唯一已知的细胞色素P450家族CYP1B亚家族中的成员，定位于2q21-22区。CPY1B1基因组区域范围大于12kb，由3个外显子组成[63]。其开放阅读框为1629bp，外显子2和3编码-543个氨基酸的蛋白，从基因作图上看，与PCG的候选基因GLC3的定位一致。

　　2．CYP1B1蛋白结构

　　CYP1B1蛋白的C-末端，有保守性结构核心区域，该区域均由细胞色素P450分子构成，它们之间是血红素结合区，其中，构成血红素配体轴的固定性半胱氨酸（即C-470）有鉴别意义[64]。CYP1B1保守性C末端的三维模型已经建立[60]，在这个结构中有4个螺旋束（螺旋D、I、L及与之反向平行的螺旋E），螺旋J和K，β片层1、2，血红素结合区和“meander”区（位于血红素结合区的N端），这些位于分子C端的区域，估计与血红素结合和分子的精确折叠有关。

　　3．CYP1B1蛋白在人体中的分布及功能分析

　　Stoilova等[60]用Northern bolt方法对CYP1B1 mRNA在人体中分布进行了研究，结果发现在前葡萄膜有强杂交信号，包括睫状体、睫状上皮的非色素层和虹膜，小梁网中也有杂交信号，但CYP1B1 mRNA在角膜、视网膜色素上皮及视网膜的表达量较低。在许多眼外组织中，均可见CYP1B1的微量表达[64]，但只有肾的表达水平相对较高。

　　CYP1B1是P450超基因家族中的一个成员（该超基因家族中有300多名成员），这个超基因家族中均是音节显性功能复杂的单氧化酶基因，与许多结构性底物的第一阶段代谢有关。P450家族成员通常是把一个氧原子插入靶底物分子中，由此产生一些新的功能集团（如-OH、-NH2、-COOH）。可以推测，CYP1B1在眼前节正常发育和功能形成的过程中，参与了重要的分子水平的代谢，其中，类固醇和花生四烯酸衍生物可能是它的靶物质。有证据显示CYP1B1能使17-β雌二醇中等4个位点羟化，而眼中有雌二醇受体存在[65]。Schwartxman等[65，66]研究表明一种细胞色素P-450依赖性花生四烯酸代谢物可以抑制角膜上的Na+-K+-ATP酶的活性，参与角膜透明度的调节和房水的分泌。这一发现与角膜混浊，眼压升高这两个原发性开角型青光眼的重要诊断依据是一致的。

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