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一个多发性内分泌腺瘤2A型家系和中国汉族人群慢性阻塞性肺疾病的遗传研究

作　者: 虢毅
导　师: 罗自强
学　校: 中南大学
专　业: 生物学
关键词: 多发性内分泌腺瘤2A型 RET NTRK1 Cys634Arg 慢性阻塞性肺疾病遗传学 IREB2 FAM13A XRCC5 相关性
分类号: R563.9
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

研究背景及目的：多发性内分泌腺瘤2型(multiple endocrine neoplasia type2, MEN2; MIM171400)是一种常染色体显性遗传的神经内分泌肿瘤易感性综合征,以可变外显率的甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma, MTC)、嗜铬细胞瘤(pheochromocytoma, PHEO)和甲状旁腺功能亢进(hyperparathyroidism, HPT)为特征。MEN2可分为三种亚型：MEN2A型(multiple endocrine neoplasia type2A; MIM171400)、MEN2B型(multiple endocrine neoplasia type2B; MIM162300)和家族性甲状腺髓样癌(familial medullary thyroid carcinoma, FMTC; MIM155240)。 MEN2A临床上主要表现为甲状腺髓样癌、嗜铬细胞瘤和原发性甲状旁腺功能亢进,约占MEN2的55%。FMTC一般不涉及其他内分泌病变,占MEN2的35%～40%,而MEN2B临床表现为甲状腺髓样癌、嗜铬细胞瘤和粘膜神经瘤,占MEN2的5%～10%。MEN2通常由RET原癌基因(the rearrangedduring transfection protooncogene gene, RET; MIM164761)或1型神经营养因子酪氨酸激酶受体基因(the neurotrophic tyrosine kinase receptor type1gene, NTRKI; MIM191315)突变引起。MEN2是一种起病隐匿,易被延误诊治的疾病。对家系内未发病的携带者进行多发性内分泌瘤2型遗传检测,可为临床前诊断和早期治疗提供重要帮助。目前认为检测基因突变是诊断MEN2的金标准,并可用于指导临床选择治疗方案。对基因功能的更深入研究,将会使MEN2的基因治疗成为可能。为了调查中国汉族MEN2A家系中的遗传致病基因以及基因型和表型之间的关系,我们对一个3代MEN2A家系9名成员(5名患者)进行了遗传学分析。方法：收集1个3代中国汉族MEN2A家系9名家系成员的外周血,其中包括5名患者。抽取先证者和她妹妹的外周血做淋巴细胞培养,用植物凝集素刺激72小时后收集细胞中期分裂相,应用染色体核型分析吉姆萨胰蛋白酶显带(Giemsa-trypsin-Giemsa, GTG;G显带)技术对染色体分裂相进行分析。对MEN2A家系先证者进行RET基因和NTRK1基因全部编码区聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)扩增后直接测序。对家系成员进行突变共分离分析,对100名正常对照进行RET Cys634Arg位点突变检测。结果：对两名患者的G显带染色体核型分析发现均为正常女性染色体核型(46,XX)。对RET基因和NTRKI基因的整个编码区序列分析发现了9个核苷酸变异,包括5个RET变异：c.1296G>A (Ala432Ala)、c.1900T>C (Cys634Arg)、c.2071G>A (Gly691Ser)、IVS12+47C>T和c.2712C>G(Ser904Ser);4个NTRK1变异：-5G>A、c.1187C>T (Ser396Leu)、IVS16-4delA和IVS18+6C>T。其中RET c.1296G>A(Ala432Ala)和c.2712C>G (Ser904Ser), NTRK1C.1187C>T (Ser396Leu)和IVS18+6C>T为新的变异。对家系成员进一步分析只有RET突变Cys634Arg与疾病共分离,而在100个正常对照中未见该突变。5名已进行外科手术患者均为Cys634Arg杂合突变携带者,一名36岁未受累家系成员为RET Cys634Arg杂合突变携带者。结论：对一个中国汉族多发性内分泌腺瘤2A型家系进行G显带染色体核型分析和基因突变分析,发现了9个核苷酸变异,包括5个RET变异：c.1296G>A (Ala432Ala)、c.1900T>C (Cys634Arg)、 c.2071G>A (Gly691Ser)、IVS12+47C>T和c.2712C>G (Ser904Ser);4个NTRK1变异：-5G>A、c.1187C>T (Ser396Leu)、IVS16-4delA和IVS18+6C>T。其中RET c.1296G>A (Ala432Ala)和C.2712C>G (Ser904Ser), NTRK1c.1187C>T (Ser396Leu)和IVS18+6C>T为新的变异。RET c.1900T>C (Cys634Arg)变异是致病突变。一名36岁Cys634Arg携带者无临床症状暗示该疾患可能存在外显不全或发病延迟。本研究有助于进一步了解多发性内分泌腺瘤2A型基因型和表型关系,同时对该家系遗传咨询和产前诊断有重要意义。研究背景及目的：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD; MIM606963)是一种常见的、发病率和死亡率逐年上升的复杂性疾病,发病机制主要是多基因变异和环境因素相互作用。吸烟是COPD最主要的致病因素,不同个体之间存在COPD易感性差异。更好的理解COPD易感的遗传因素有助于发现新的药物靶点,从而促进COPD的早期诊断和治疗。人类基因组计划和国际人类基因组单体型图计划(the International HapMap Project)的完成从全基因组水平提供了研究COPD遗传机制的平台。全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)能对整个基因组成千上万个单核苷酸变异(single nucleotide polymorphism, SNP)研究,以确定那些与疾病症状同时出现的SNP。该技术作为一种前沿和有效的研究复杂疾病的方法,已经应用于COPD相关研究中,并已取得了一些阳性结果,但这些结果需要在大样本、多种族的人群中进行验证。最近GWAS发现在非亚洲人群中一些基因变异与COPD易感性相关,如铁效应元件结合蛋白基因(the iron-responsive element-binding protein2gene, IREB2; MIM147582)、家族序列相似性13A基因(the family with sequence similarity13member A gene,FAM13A; MIM613299)和X线修复交叉互补基因5(the X-ray repair cross-complementing protein5gene, XRCC5; MIM194364)。本研究对中国大陆汉族人群COPD患者和正常对照进行IREB2rs2568494变异、FAM13A rs2869967变异和XRCC5rs3821104变异DNA序列分析,以确定中国汉族人群中这些基因变异与COPD表型的相关性。方法：对275名COPD患者和434名性别、年龄和种族匹配的正常对照进行IREB2rs2568494变异、FAM13A rs2869967变异和XRCC rs3821104变异DNA序列PCR扩增后直接测序,应用Assign3.5分析软件、MT Navigator软件和DNAstar软件对测序结果进行分析。对正常人群进行Hardy-Weinberg平衡测试,应用SPSS16.0对病例-对照人群进行基因变异与COPD的相关性分析。结果：正常对照中所有测试的基因型频率符合Hardy-Weinberg平衡。FAM13A rs2869967变异基因型和等位基因频率分布在正常对照和COPD患者中存在统计学意义(基因型分布：X2=6.319,P=0.042；等位基因分布：X2=4.014,P=0.045)；XRCC5rs3821104变异变异基因型和等位基因频率分布在正常对照和COPD患者中也存在统计学意义(基因型分布：X2=6.062,P=0.048；等位基因分布：X2=5.607,P=0.018),与文献报道结果一致。IREB2rs2568494变异与COPD表型无统计学意义(基因型分布：X2=0.590,P=0.744；等位基因分布：X2=0.034,P=0.854)。结论：我们发现FAM13A rs2869967和XRCC5rs3821104这两个变异在中国汉族COPD患者和正常对照中的基因型和等位基因频率分布有统计学意义。IREB2rs2568494在中国汉族COPD患者和正常对照中的基因型和等位基因频率分布无统计学意义,中国人群在COPD患病遗传基础上可能和非亚洲人群存在差异。遗传风险变异的发现有助于建立新的COPD预警和治疗方法。

全文目录

摘要  4-10
ABSTRACT  10-18
目录  18-20
符号说明  20-24
第一章中国汉族多发性内分泌腺瘤2A型家系的遗传研究  24-58
  1.1 前言  24-26
  1.2 材料与方法  26-44
    1.2.1 材料  26-31
    1.2.2 方法  31-44
  1.3 结果  44-50
  1.4 讨论  50-53
  1.5 结论  53-54
  参考文献  54-58
第二章中国汉族人群IREB2、FAM13A和XRCC5基因变异与慢性阻塞性肺疾病易感性的关联研究  58-78
  2.1 前言  58-60
  2.2 材料与方法  60-67
    2.2.1 材料  60-65
    2.2.2 方法  65-67
  2.3 结果  67-70
  2.4 讨论  70-73
  2.5 结论  73-74
  参考文献  74-78
综述一多发性内分泌腺瘤2型遗传学研究进展  78-96
  参考文献  89-96
综述二慢性阻塞性肺疾病基因和基因组学研究进展  96-110
  参考文献  105-110
致谢  110-111
攻读学位期间的研究成果  111-112

一个多发性内分泌腺瘤2A型家系和中国汉族人群慢性阻塞性肺疾病的遗传研究

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