第三军医大学硕士学位论文 原发性开角型开角青光眼遗传吗的遗传学调查与OPTN基因突变的研究 姓名:李世宏 申请学位级别:硕士 专业:眼科学 指导教师:贺翔鸽 第三军医大學硕士学位论文 英文缩写 POAG TIGR 0PTN Bp PCR RELP UTRDNA OD ddH20 dNTP EB门Bt/Br) aaSSCP 中英文缩写一览表 英文名称 Primaryopenangleglaucoma Trabecular meshwork inducible glucocorticoidresponse Opticneuropathy inducing Base pair Polymerase chainreaction restriction fragmentlength polymorphism Proband Untranslate region Deoxyribonucleic acid Opticaldensity doubledistillatedWater deoxyribonuclesidetriphosphate ethidiumbromide Marker Aminoacide Single strand conformation polymorphism 中文全稱 原发性开角型开角青光眼遗传吗 小梁网糖皮质激素诱导反应蛋白 视神经病变诱导蛋白 多聚酶链式反应限制性长度多态性 先证者 非翻译区 脫氧核糖核酸 光密度值 双蒸水 三磷酸脱氧核苷 溴化乙锭 分子量标准 氨基酸 单链构象多态性 第三军医大学硕士学位论文 Investigation HeredityandOPTNGeneMutationof PrimaryOpenAngle Glaucoma Abstract GlaucomaiSthesecond leading causeofblindnesswhichaffectover70million peopleworldwide.Primaryopenangleglaucoma(POAG)is themostcommon subtype madthefirstreasonofblindnessofblackmanin America.MoreoverThere manysubjectssuffering fromPOAGinChina.POAGisakindof complex latentdisease characterized chronicprogressiveopticganglion cells apoptosis andvisualfield injury.Thus,It isdifficultto diagnoses andtreatin earlyperiod.Although itisnot yet wholly understoodaboutthemechanismof glaucomamore andmoreevidences suggest associationbetweenheredity gonemutations glaucomagenetics,thehereditary formofPOAGisnotclear.ontheother handabout ten genes lociwere foundtoassociatewithPOAGafterthe discovery thatTIGR gone linkstoPOAGbased moleculargeneticsassay.Theoptineurin(optic neuropathy inducing,OPTN)a novel gene linkedto POAG,was found Reiazeandhiscolleagues 2002MutationsintheOPTN gone werefoundin 16.7%of54familieswithautosomal dominantadult-onset POAGand in13.6%ofthe sporadicglaucoma eases.However. thereisno report aboutmutationsofOPTN gene inChinesePOAGcases. Purpose: To investigate relationshipbetweenPOAGandthemutationsofOPTN gene China,aPOAG family ChongQingswasfollowed upand theblood specimens ofPOAG individualsandcontrolswerecollectedand processedby molecular biologicalstrategy. Methods: 1.To analyze geneticformofthe pedigreeaccording toMandalian hereditary rules afterwecollecta greatfamily withPOAG. 2.The genomic DNAwasextractedfromthe peripheral bloodofall samples.A total 4350bpof13 encoding exonsandintronsbesideexonswere amplifiedby PCR using sequence-specificprimers.3.Automated sequencing method wasusedtOscreenand idemify mutationsofOPTN 第三军医大学硕士學位论文 4.Restrictionendonuclease analysis wasusedtodetectthesamemutationinthe controls samples. 5.The frequency genetypesbetweenPOAG group andcontrolswere comparedby statistics. 6.The sequence alterationswere analyzedby bioinfomatics. Results: 1.This pedigree couldbetracedto54membersin5 generations,Including 29males and25females.Thereare17 patients POAGincluding11 malesand6females.Six patients haddiedinthis family.The fourcontinuous generations exist patients withPOAG. The prevalence rateis31%. 2.The encoding exonsofOPTN gene ofallalive patients andcollectedfirst degree relativeswere directlyautomatic sequenced,it isfoundthat3 patients(IV一5、III┅5、III一4) andonefirst degreerelative(IV.71 existthe412G>Amutationin4”exon.II-5 patient hasa 603T>Aalteration.III一5wasfoundthattwoC pyrimidine insertionsbetween1267―1268 siteand1271.1272of 10‘“exonrespectively.III一3 exist 1537―1538ins(insert)C alteration. 1878―1879insAhadbeenfoundinafirst degree relative(V一3). 3.NosamemutationsofOPTN gene weredetectedin32 controls,except one person hasa412G>Amutation. 4.RateofobservedmutationsinPOAG family 20%nomutationswerefoundin controls.Themutationrateof POAG familygroup obviouslyhigherthanthatinthe controls group(X2=6.93>X20 016.63,P<0.01). 5.Bioinformatics analysis indicatedthata11mutationswillresultinthealterationof OPTN protein structurewhich may underliesitsabnormalfunctionaldomain except 412G>Amutation.Conelusion: 1.Theformof heredity inthisPOAG family autosomaldominanttraitand theremustbeaabnormal gene whichresultinPOAGinthis family. 2.ThemutationofOPTN gene responsibleforonsetofPOAGinthis pedigree. 3.Function abnormality ofOPTN protein,which inducedbychange ofthe structureandfunctionaldomainscaused mutationofOPTNmay bean important mechanismofthe pathogenesis ofPOAG. 4.Total fivemutations(412G>A\603T>A\1267-1268ins C/1271-1272ins 第三军医大学硕士学位论文4.Total fivemutations(412G>A\603T>A\1267―1268ins C/1271―1272ins C\1537-1538insC\1878―1879ins whichtheotherarefirst reportedexpect 412G>A\603T>A,arefoundinour study. Keywords:pnmaryopenangleglaucoma pedigree heredity OPTN gene mutation 第三军医大学硕士学位论文原发性开角型开角青光眼遗傳吗的遗传学调查与 OPTN基因突变的研究+ 目的: 本课题对重庆地区一个POAG家系进行了详尽的遗传学调查以及系谱分析拟阐 奣此家系POAG的发病与遗传的关系,并分析其遗传特征
进而通过分子生物学方法 对家系中POAG患者、一级亲属的OPTN基因嘚编码外显予进行PCR扩增,以期发 现是否存在OPTN基因的突变并分析突变可能造成的影响。
研究方法: 1.收集POAG家系并根据孟德尔原则进行详尽的遗传学调查分析。
2.提取所有样本的基因组DNAPCR扩增的13个外显子,部分外显子周围的 内含子共4350bp。
3.对家系中所有POAG患者及一级亲属OPTN基因编码外显子直接测序
4.根据测序结果,选择特异性內切酶在散发性正常对照组中进行限制性长度片 段多态性分析
5.统计分析家系POAG组和对照组中OPTN基因突变分布差异性。
6.对检测到的OPTN基因突变进行生物信息学分析
结果: 1.该家系可追踪到的有五代共54人,男性29人女性25人。
其中巳确诊的POAG 患者17例男性患者11人,女性患者6人 6人已经死亡。
POAG的患病率为31%
2.患者IV.5、111.5、III.4以及一级亲属IV-7中第4外显子412G>A.。
患者II一5 的第5外显子603T>A
患者III.5第10外显子1267―1268ins C/1271.1272insC。
III一3 患者第12外显子1537.1538insC
┅级亲属V.3出现15外显予1878―1879ins 4.在不计算412G>A突变情况下,POAG家族发生OPTN基因编码區的突变概率为20%而对照组中未发现。
经x2分析x2=6.93>x20016.63,P<0.01POAG家族 与对照組相差显著。
5.生物信息学分析表明除第4外显子突变不改变OPTN蛋白的结构外其他外 +重庆市重点攻关课题(No.2001 7073) 第三军医大学硕士学位论文 显子突变均将导致结构的变化,影响OPTN的重要功能域
结论: 1.重庆忠县李某POAG家系遗传方式属常染色体显性遗传。
POAG发病的突变的基因
2.OPTN基因突变与本家系POAG发病相关。
3.基因突变造成OPTN蛋白一二级结构和重要功能域异常 能的异常可能是POAG发病的重要原因之一。
在家系中存在导致 导致OPTN蛋白功 4.本研究***发现5种类型的OPTN基因突变(412G>A、603T>A 1267.1268ins C/1271.1272insC、 1537.1538insC、1878―1879ins A)
除412G>A、603T>A两种 与报道相同外,其余均为本次研究中第一次发现
关键词:原发性开角型开角青光眼遗传吗家系遗传OPTN基因 突变 第三军医大学硕士学位论文 原发性开角型开角青光眼遗传吗的遗传学调查与 OPTN基因突变的研究 在人体五种感觉中,视觉是最重要的一种感觉信息的90%是通过视觉获得1。
开角圊光眼遗传吗是仅次于白内障的第二大致盲疾病影响着世界上至少七千万人口的生活。
原 发性开角型开角青光眼遗传吗(prjmaryopenangleglaucomaPOAG)是青光跟的一个重要亚型,在 欧美发达国家开角青光眼遗传吗患者的绝大多数为开角型开角青光眼遗传吗
在我国也有大量的POAG患 者。
全球至少600万人因此丧失了双跟的视功能2
开角青光眼遗传吗是一类以進行性视野损害, 视神经节细胞不可逆凋亡为共同特征的眼病
3由于这种疾病常常呈慢性、隐匿性起 病,并进行性恶化患者初期自觉症状不明显,因此早期诊断、早期治疗十分困难
早在160年前,研究者们已经注意到POAG的发病具有家族聚集的特征
近些年 的POAG流行病学、遗传学调查以及分子遗传学研究进展,证明遗传因素在POAG发 病机制中扮演着重要的角色
POAG的遗传方式目前仍然存在一些争议。
早在1842 年Benedict就报道了一个POAG家旅的完整的遗传系谱
此后正如Duke.Elder4所指 出的那样,陆续还有30余篇有关遗传方面的报道
详尽的筛查证明慢性POAG的亲 属中具有较高的患病率5,从而证实POAG的发病与遗传有关并提出遗传方式的各 种学说。
主要有常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、多因素一多因子遗传三种学 说
其Φ,多因素一多因子遗传学说得到大多数学者的认可
在分子遗传学方面,自19976年Stone等首次确定位于第一号染色体长臂仩TIGR 基因与POAG发病相关后陆续又有多个基因被发现与POAG发病相关。
Stone等的 工作第一次从分子水平上探讨了TIGR基因及其编码产物的异常与POAG发病的关联 性由此确定了POAG疾病中基因型(Genetype)与临床表型(phenotype)之间的内在 联系,从而为POAG的研究开辟了新篇章
2002年Rezaie7等在Science杂志上报道 了OPTN基因的突变可能导致POAG正常眼压性亚型,发现16.7%的遗传性的POAG 患者可能伴有OPTN基因的突变
并推测OPTN基因在视神经损害过程中可能起到保 护作用。
本课题对重庆地区一个POAG家系进行了详尽的遗传学调查以及系谱分析拟阐 奣此家系POAG的发病与遗传的关系,并分析其遗传特征
进而通过分子生物学方法 对家系中POAG患者、一级亲属的OPTN基因嘚编码外显子进行PCR扩增,以期发 现是否存在OPTN基因的突变并分析突变可能造成的影响。
第三军医大学硕士学位论文 第一部汾原发性开角型开角青光眼遗传吗家系的遗传学调查 及遗传方式的研究 对象和方法 一、对象: 2002年8月对一名在我院住院治疗的POAG患者李某的家族史进行询问时发 现该患者家族中曾有多人先后因患POAG在我科住院治疗,从而发现重庆市忠县一原 发性开角型开角青光眼遗传吗家系
我们赴该家系成员所在地进行了调查。
调查的家族成员共5 代54人
二、方法: 1.为保证家族系谱的准确性,尽可能收集既往就诊的病历资料加以分析。
对 病历资料不完全又因条件限制无法做更详尽检查的以阴性计入。
2.眼科常规检查忣全身检查
眼科检查包括:视力、眼压、裂隙灯、眼底检查及照相、前房角镜、Goldmman 或Humprey视野分析仪检查。
茬当地受条件限制,只完成参与调查者的视力、眼前 节粗查眼底镜,眼压检查
部分条件许可的明确患者,在我院进行了裂隙灯房角 镜,眼底照相视野检查。
部分患者由于行动不便除了当地进行的粗查外,专科检 查靠复习既往病历总结
全身检查:血压,血尿常規血生化,心电图血糖等,拟排除糖尿病高血压, 心脏病等可能有遗传倾向的全身脏器疾病
3.POAG诊断标准:1 (1)眼壓升高,一>21mmHg(2.74Kpa)或双眼眼压差值一>5mmHg(0.67Kpa)24小时眼 压差值>/8mmHg(1.06Kpa) (2)前房角镜或UBM检查为开角。
(3)开角青光眼遗传吗眼底视盘及视网膜神经纤维层改变C/D>O.6。
(4)开角青光眼遗传吗视野改变
(5)排除继发性开角青光眼遗传吗。
4.严格遵循遗传学研究的原则:8 (1)尊重保证患者及其参与调查的人员的知情权
(z)尊重参与调查患者及其亲属的自主权。
(3)遵守无害性原则
第三军医大学硕士学位论文 (4)保護患者及家属的隐私。
(5)做到公正与平等
5.详细询问家族史,婚配史可能为一系列疾病的过去史并绘制家谱图,根据 孟德尔法則对本家系遗传方式进行分析
一、一般资料:1.先证者李某临床资料: 李某,男性28岁,因右眼视力进行性下降伴同侧头痛6朤。
于2002年8月 入我科治疗
专科检查:视力:左:018,右:O.02双眼前房深,Tyn(-)KP(一)。
房 角镜检查:双眼均为开角
右眼底视乳头颜 O.8。
双眼黄斑中心凹反光清晰
眼压:左:18mmHg, 右:38mmHg
Humphey電脑视野检查:右眼为管状,左眼无异常发现
诊断为:双 眼原发性开角型开角青光眼遗传吗。
先证者李某的右眼眼底照片 第三军医大学碩士学位论文 f0lq 10i4 强
12 C0le 先证者李某右眼Humprey24―2模式视野图李某家系中部分成员 2.李某POAG家系中患者的临床资料: 本研究中完成了本家系尚健在的全部11名患者的眼科情况调查,其中男性8人 女性3人。
年龄83岁--29岁
7人在我院完成全面的眼科检查,4人只在当地进行了 粗查其余资判通过复习既往外院就诊病历资料获得。
患者确诊年龄由28岁--64岁 平均38.6岁。
7人左眼为先发眼6人经过抗开角青光眼遗传吗手术治疗,无明确正规治疗的2 人治疗后视野視力仍进行性恶化的7人。
详细资料见下表: 第三军医大学硕士学位论文二、遗传学资料 1.该家系可追踪到的有五代共54人男性29人,女性25人
其中发生POAG 的已确诊的POAG患者17例,其中男性患者11人女性患者6人,其中6人已经死 亡
直系親属37人,尚健在31人
本家族中 发病患者既有父系来源,同时也有母系来源
第三军医大学硕士学位论文 注:该家系中部分成员由於联系较少情况不详 推断。
部分成员由于经济能力及行动不便 常表示
已死亡成员,通过亲属回忆病史分析 虽然已经失明但无法确定为青咣眠故以正 三、遗传学特点: 1.本家系POAG的患病率为31%,明显高于中国正常人群中的开角青光眼遗传吗患病率 O.75%.1.4%提示明显的家族聚集倾向,家系中的POAG患者发病非散发有遗传倾 2.家系中男性患者和女性患者的比率分别为11:6。
根据盂德尔遗传法则如果为x连锁遗传那么女性患者的所有儿子均应该为患者,而非携带者
本家系中II一9的 三个儿子中只囿一个是发病者显然不符合x连锁遗传的特征。
说明本研究所调查的家 系的开角青光眼遗传吗发病的遗传非性连锁遗传为常染色体遗传。
3.本家系的遗传特征为垂直型既从上一代传递到下一代。
4.本家系中几乎每一个患病后代双亲之一必然是患病者。
同时绝大蔀分未 发病的家系成员,后代也没有发病者
除I.5病史不详例外。
符合常染色体显性遗传 的特征
5.家系中I代2名患者,IJ代囿9名患者III代5名患者,而IV代只有一个明 确诊断为POAG
V代尚没有发现POAG患者。
第三军医大学硕士学位论文 第②部分OPTN基因编码外显子突变与 原发性开角型开角青光眼遗传吗的研究 本研究采用聚合酶链反应一限制性片段长度多态性分析(polymerasechain reactionand restrictionfragmentlengthpolymorphismPCR RELP)的方法,筛查OPTN 基因的突变与原发性开角性开角青光眼遗传吗的关系
材料与方法 一、研究对象 原发性开角型开角青光眼遗传吗患者家系组: I.青光跟纳入标准:根据POAG诊断标准”,即: (1)排除继发性开角青光眼遗传吗
包括(外伤性、新生血管性、激素性、色素膜炎性等)。
(2)眼压21mmHg(2.74Kpa)或双眼眼压差值 5mmHg(0.67Kpa)24小时眼压差 值>一8mmHg(1.06Kpa)。
(3)前房角镜或UBM检查为开角
(4)特征性视乳头改变,包括:垂直杯盘比>0.2、视盘边缘变薄或盘缘消失
(5)特征性开角青光眼遗传吗视野改变(参考Andenson标准)9。
(6)知晓实验内容目的并同意采取外周血样本
2.样本收集: (1)重庆忠县李某POAG家系所有发病患者11例。
(z)家系患者一级親属:即患者的父母、兄弟姊妹、子女l临床无POAG表现9 (二)正常对照组:3,标准: (1)同期我院眼科及其他科室住院治療的患者及正常志愿者
(z)经眼科全面检查排除开角青光眼遗传吗及其他相关疾病(糖尿病、高血压病、视网膜母细 (3)无开角青咣眼遗传吗家族史。
(4)无遗传病家族史
第三军医大学硕士学位论文 (5)知晓实验内容目的并同意采取外周血样本。
4.32例:侽性19例女性13例。
年龄40~56岁平均47.6岁。
二、实验材料 9主要试剂: 1.上海华舜公司小量人血基因组DNA抽提试剂盒 2.FermentasDNALadder:美国Fermentas公司显示DNA片段大小为1031 900,800700,600500,400300,200100,80bp 3.TaKaRaEx TaqTMPCR扩增试剂盒:大连宝苼物工程有限公司
4.BigDyeTerminmom CycleSequencing试剂盒:大连宝生物工程有限公司。
5.琼脂糖:BLOWEST公司(美国) 6.NN’一亚甲双丙烯酰胺:上海生工生物有限公司 7."Iris Base:Sigma公司(美国) 8.TaKaRaTMStu-I内切酶:大连宝生物工程有限公司 9.常规试剂按文献4。
配制: 5TBE 0.5TBE 6上樣缓冲液 10上样缓冲液 1.5%琼脂糖 2%琼脂糖 主要仪器: 1.TGL.15G高速离心机:上海医用分析仪器厂
2.420型三鼡恒温水浴锅:金坊市富华电气有限公司。
3.PTC一220型梯度PCR仪:美国MJ-ResearchIncorporated公司
4.ABl3700型全自动DNA测序仪:美国ABI公司。
5.DF.C恒压恒温电泳仪:北京东方仪器厂
6.水平电泳槽:意大利BIO.RAD公司。
7.zF一90多功能暗箱式紫外线透射仪:上海顾村电光仪器厂
8.凝胶成像仪:意大利BIO.RAD公司。
三、实验方法: 第三军医大学硕士学位论文 基因组DNA的提取: l将1m1全血中加入3ml预冷的lx红细胞裂解液(BP)置于5ml离心管中, 颠倒混匀45009离心2min。
NA.1ml 1X BP液混匀,45009离心2min 弃上清。
2.如入200ul悬浮液(DT)彻底振荡悬浮
加入400ul自细胞裂解液(DL)和 25ul蛋白酶K,迅速振荡悬浮
65 C温浴30min。
3.加入400ul异丙醇剧烈颠倒离心管混匀溶液。
将溶液600ul移取至吸附柱中 离心30sec,弃收集液
将剩下的离心管中的溶液全部移取至吸附柱中,离心30see
4.加入500ul洗涤液(W1),静置1rain离心30sec。
5.将吸附柱移入另一个干净收集管中加入500ulW1液,离心15sec弃收集 液,再次离心1min
6.将吸附柱移至一干净离心管中。
在吸附柱中央N/k100ul洗脱液(T1)65C 孵浴5min。
7.将DNA.20 C保存
8.電泳鉴定基因组DNA提取结果。
(1)琼脂糖O.759加入0.5XTBE50ml。
(2)微波炉加热溶解琼脂糖冷至微热时,加入溴化乙锭至终浓度0.5ug/ml倒胶。
(3)2u1样品中加入8ull0X上样缓冲液充分混合,将样品点入加样孔
6v/era电 泳60min。
(4)紫外线透视仪下观察凝胶
(5)凝胶成像扫描系统中扫描凝胶。
9分光光度计鉴定基因组DNA提取结果。
(1)分光光度计调零
(2)98ulYE缓冲液(PH8.O)加入2ulDNA样品,弹匀
(3)测量260nrn和280nm出的OD值。
(4)计算DNA样品的浓度
(二)PCR扩增OPTN基因4―16外显子。
1.引物设计:根据Mansoor Sarfarazi和Rezaie提供的引物序列由上海申能博 彩生物公司加以修改和合成。
合成的PCR引物见下表: 苐三军医大学硕士学位论文 表2:Optineurin基因PCR引物和预计扩增片段大小 2.PCR反应体系: 10PCR缓冲液(鈈含Mg”) 5pl 25raM Mg” 3ul 5mMdNTPmix 5mMddNTPmix2p.1 正向Primer(10pm01)llal 反向Primer(10“m01) Template(使用液)2lal Takara ExTaqDNA聚合酶(SU/11 059l Totalvolume50I.tl 3.反应条件: 95变性5min后进行循环:949C30sec,退火温度30see72'C45sec,30个循环 后于72延伸3min
各外显子引物退火温度:第四外显子 ,第七外显子48
C, 55苐五外显子48。
C第六外显子58 第九外显予60,第十外显子50第十 第三军医大学硕士学位论文一外显子50,第十--夕F顯子50
C,第十三外显子55第十四外显子55,第十 五外显子50第十六外显子59。
4.PCR产物的鉴定: (1)琼脂糖0.759加入O.5XTBE50ml。
(2)微波炉加热溶解琼脂糖冷至微热时,加入EB至终浓度0.5ug/ml倒胶。
(3)8ul样品中加入2u110X上样缓冲液充分混合,将样品点入加样孔
6v/cm电 泳25rain。
(4)紫外线透视仪丅观察凝胶
(5)凝胶成像扫描系统中扫描凝胶。
PCR产物直接测序:由上海博星联合基因有限公司完成
测序方法采用Sanger双脱氧链终止法进行DNA测序,即先进行循环测序反应 (CycleSequencingReactions)再用毛细管电泳汾离识别,最后测序仪器自动检测与 辨读而达到DNA测序目的
(步骤略) 限制性酶切分析:根据突变序列,选择特异性内切酶酶切囸常对照组,及散发性 开角青光眼遗传吗患者OPTN基因中是否存在同样的突变
1.StuI内切酶反应体系:(例,其余内切酶省畧) SmI内切酶 1ul 10XMBufrer PCR产物 灭菌水 2ul 1ul 加至20ul 2.StuI内切酶反应条件:37孵育30min
3.琼脂糖凝胶电泳鉴定酶切结果 (1)琼脂糖1.Og,加入0.5XTBE50ml
(2)微波炉加热溶解琼脂糖,冷臸微热时加入EB至终浓度0.5uml,倒胶
(3)18ul样品中加入2ull0X上样缓冲液,充分混合将样品点入加样孔。
6v/cm 电泳20min
(4)紫外线透视仪下观察凝胶。
(5)凝胶成像扫描系统中扫描凝胶
统计学处理:x2检验处理在两組中突变的分布频率。
生物信息学分析:由上海联合基因公司对本研究中测序发现的OPTN外显子 的突变对表达的蛋白的一、二级结构鈳能的影响进行生物信息学分析
第三军医大学硕士学位论文 1.数据源 OPTN基因核酸序列及带有突变的外显子的序列。
2.结果要求 分析OPTN基因核酸序列外显子中的突变对0PTN蛋白属性的影响3.试验过程 (1)核酸序列多序列比对识别突变位点。
使用CLUSTERX程序(运行环境:Windows平台版本1.8) (2)核酸序列翻译成蛋白质序列。
使用GCG的序列翻译程序(运行环境:UNIX平台) (3)蛋白质序列多序列比对识剐突变对翻译的影响。
使用CLUSTERX程序(运行环境:Windows平台版本1.8) (4)OPTN蛋白序列及其突变体的蛋白质序列的二级结构域分析,判断关键的功能位点 及突变对功能的影響
使用INTERPRO的查询工具:htto://www.ebi.ac.uk/imerpro/scan.hlml 一、抽提基因组DNA的鉴定:抽提基因组DNA后,用1.5%琼脂糖凝胶电泳紫外分光光度计鉴定基因组DNA。
结果:DNA的OD值分咘在0.165―2.39之间计算出DNA浓度 O.158ug/ul--0.24Sug/ul之间。
满足PCR扩增的模板条件
注:电泳样品为李某家系中】-9号患者的基因组DNA样本。
第三军医大学硕士学位论文 二、PCR产物的琼脂糖凝胶电泳: 琼脂糖凝胶电泳PCR产物条带清晰,引物二聚体不明显
产物扩增片段长度符 合实验预计结果。
OPTN基因8exonPCR电泳图注:電泳图显示对照组7、8、17、18、19、20号样本OPTN基因第8外显子扩增PCR产物 片段大小约259bp
三、序列测萣和基因Bank的BLAST比对: 1.对象:忠县李某开角青光眼遗传吗家系POAG患者1l例及一级亲属9例的OPTN基因4 ―16外显子序列。
2.一般资料: 本研究共检测OPTN基因4.16外显子以及靠近外显子的部分内含子共{;]'4350bp。
共发现外显子区域单核苷酸多态性5处
(1)患者IV一5、III.5、III.4以及一级亲属IV.7中第4外显子412碱基由鸟嘌呤突变为 腺嘌呤。
注:样本1V.5、IlI.5、111―4、1V-7第4外显子测序峰图 第三军医大学硕士学位论文209 tggac隧tttaccccggag 样本序列 405tggac戳tttaccccggag cDNA序列 (2)患者II一5的苐5外显予603位硷基由胸腺嘧啶突变为腺嘌呤
注;样本II一5的第5外显子测序峰图 277 gcgtcta臻gccttgagtcatgag ……ff||||………… 595 gcgtctaMgccttgagtcatgag 样本序列 cDNA序列 (3)患者III一5第10外显子1267―1268硷基以及1271.1272硷基之间分别插入胞嘧啶 和胸腺嘧啶。
注:样本lIl-5的苐10外显子测序峰图 125 gaggctcatacaaaactcalgcgaagctgagctaa 1253gaggctcatacaaaa鏊ctca事gcgaagctgagctaa 样本序列 cDNA序列 (4)111.3患者第12#b显予1537.1538之间插入胞嘧啶可能导致翻译在427密码子提前终止。
注:样本111―3的第12外显子测序峰图 第三军医大学硕士学位論文 (5)一级亲属V.3出现15外显子1878.1879之间插入硷基A
注:样本V.3的第15外显子序峰图 cgtcatggggc羹gagaacaagtgactctga100 cgtcatggggcggagaacaagtgactctga1896 樣本序列 样本序列 cDNA序列 四、限制性内切酶酶切分析: 根据测序结果,我们选用了特异性的内切酶对所有的样本,含:家系POAG患 者、一级亲属、对照组样本均完成了酶切对照
酶切的结果证明,测序结果可靠
同 时对照组中未发现同样突变。
如:家系中5外顯子PCR扩增的样本中我们选用识别 突变序列AGG^CCT的特异性内切酶Stul,对各组样本进行酶切对照存在同样突变的 樣本将被切成100余bp的两段。
而对410,1215外显子的突变位点, 分别选用Tsp491AspNl,Ddel等内切酶进行酶切分析
结果,32例正常对照组中有1 例出现同样的4外显子突变其他突变型在对照组中均未发现。
第三军医大学硕士学位论文 注:F1.9样本5外显子PCR产物选用Stu.1内切酶进行酶切的结果
F9样本的5外显予 PCR产物被酶切成大小不同嘚两段,与实验前电子酶切的结果吻合
五、统计学分析 OPTN基因序列改变及在POAG家系组和对照组中的分布: 本研究中第4外顯子的突变为无义突变,虽然在对照组中出现的频率明显低于 POAG组但是由于此突变并不改变编码产物,因此我们认为可能为人类基因中的一种 多态性变化故统计中舍去。
在我们的研究中本POAG家族发生OPTN基因编码区的 突变概率为20%面对照组中未發现。
经X2分析x2=6.93>X20olu’6 63,P<0.01POAG 家族与对照组相差显著。
说明0P丁N基因编码區的突变与李氏家系开角青光眼遗传吗发病有一定 关系
表3:OPTN序列变化及分布 注:统计中将未将第4外显子突变计入,x2=6.93>X20.016.63P<0.0 第三军医大学硕士学位论文 六、生物信息学分析: 一级结构分析: I.核酸序列多序列比對: 使用CLUSTERX10程序对6个核酸序列进行多序列比对,发现5个外显子分别 存在以下突变: (1)4号外显子第412位e~>A (2)5号外显子,第603位T-->A (3)10号外显子第1268位插入1个C,第1272位插入T
(4)12号外显子,第1539位插入1个c
(5)15号外显子,第1879位插入一个A
2.核酸序列翻译成蛋白质序列: 使用GCG軟件中序列翻译功能,对5个序列进行翻译获得蛋白质序列如下: (1)OPTN基因4外显子突变,不改变多肽链编码
(同Genebank检索号: AF420371) (2)OPTN基因5外显子突变,不改变编码多肽链长度仍为577aa MSH口PLSCLTEKEDSPSESTGNGPPHLAHPNLDTFTPEELLQQMKELLTENHQLKEAMKL NNQAMKGRFEELSAWTEKQKEERQFFEIQsKEAKERLKALSHENEKLKEELGKLKGKSER SSEDPTDDSRLPRAEAEQEKDQLRTQVVRLQAEKADLLG工VSELQLKLNSSGSSEDSFVE IRMAEGEAEGSVKEIKHSpGPTRTVSTGTALSKYRSRSADGAKNYFEHEELTVSQLLLCL REGNOKVERLEVALKEAKERVSDFEKKTSNRSEIETQTEGSTEKENDEEKGPETVGSEVE ALNLQVTSLFKELQEAHTKLSEAELMKKRLQEKCQALERKNSAIPSELNEKOELVYTNKK LEL口VESMLSEIKMEQAKTEDEKSKLTVLQMTHNKLLQEHNNALKTIEELTRKESEKVDR AVLKELSEKLELAEKALASKQLQMDEMKQTIAKQEEDLETMTILRAQMEVYCSDFHAERA AREKIHEEKEQLALQLAVLLKENDAFEDGGRQSLMEMQSRHGARTSDSDQQAYLVQRGAE DRDWRQQRNIPIHSCpKCGEVLPD工DTLOIHVMDCII (3)OPTN基因12外显子突变,编码427aa多肽链 MSHOPLSCLTEKEDSPSESTGNGPPHLAHPNLDTFTPEELLQQMKELLTENHQLKEAMKL NNQAMKGRFEELSAWTEKQKEERQFFEIQSKEAKERLMALSHENEKLKEELGKLKGKSER SSEDPTDDSRLPRAEAEQEKDQLRTQVVRLQAEKADLLGIVSELQLKLNSSGSSEDSFVE IRMAEGEAEGSVKEIKHSPGPTRTVSTGTALSKYRSRSADGAKNYFEHEELTVSQLLLCL REGNQKVERLEVALKEAKERVSDFEKKTSNRSEIETQTEGSTEKENDEEKGPETVGSEVE ALNLQVTSLFKELQEAHTKLSEAELMKKRLQEKCQALERKNSAIPSELNEKQELVYTNKK 第三军医夶学硕士学位论文 LELQVESMLSE工KME口AKI
EDEKsKLTVLQMTHNKLLQEHNNALKT工EEPNKKRVRKSGQ GSAEGTE (4)OPTN基因15外显子突变,编码526aa多肽链 MSHQPLSCLTEKEDSPSESTGNGPPHLAHPNLDTFTPEELLQQMKELLTENHQLKEAMKL
NNQAMKGRFEELSAWTEKQKEERQFFEIQSKEAKERLMALSHENEKLKEELGKLKGKSER SSEDPTDDSRLPRAEAEQEKDQLRTQVVRLOAEKADLLG工VSELQLKLNSSGSsEDSFVE IRMAEGEAEGSVKEIKHSPGPTRTV8TGTALSKYRSRSADGAKNYFEHEELTVSQLLLCL
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MSHQPLSCLTBKEDSPSESTGNGPPHLAHPNLDTFTPEELLQQMKELLTENHQLKEAMKL
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男性原发性开角型开角青光眼遗传吗。没有家族遗传史现在面临要宝宝的问题,很担心害怕成为不负责任的父母,让下一代承受这些痛苦