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目的: 1、在浙江省各地区特殊教育学校、残联、语言康复中心、各合作医疗单位和社会单位收集非综合征型耳聋(nonsyndromic sensorineural hearing loss,NSHL)病例临床资料并采集患者外周血。 2、在线粒体A1555G突变人群中筛查线粒体tRNAThr和tRNAIle基因,分析筛查结果,完善浙江省药物性非综合征型耳聋资源库。 3、分析一个同时携带有线粒体12S rRNA A1555G突变和线粒体tRNAThrC15910T突变家系的临床资料和分子遗传学特征。 4、构建含有mt tRNATle A4317G突变和mt12S rRNA A1555G突变的永生化淋巴母细胞系(lymphoblastoid cell lines,LCLs),保存耳聋资源,同时为后续研究A4317G在耳聋中的致病机制奠定实验基础。 5、对LCLs进行线粒体功能实验,初步探讨线粒体tRNAIle A4317G突变对耳聋表型的作用机制。 方法: 1、收集浙江省内NSHL患者以及听力正常的体格健康人群的临床资料和血液样本。对收集的临床资料进行整理分析。收集耳聋患者外周血液样本,提取全基因组DNA,建立浙江省耳聋人群临床和分子流行病学调查资料数据库。 2、通过聚合酶链式反应(polymerise chain reaction,PCR)技术扩增线粒体12SrRNA基因,对携带线粒体A1555G突变患者进一步筛查线粒体tRNAIle和tRNAThr基因,对可疑位点的保守性、基因多态性以及可能造成的功能改变进行分析。 3、调查同时携带有线粒体12Sr RNA A1555G突变和线粒体tRNAThr C15910T突变家系(FE141)的临床资料和遗传学特征。 4、在以往工作基础上,完善同时携带A1555G和A4317G突变的中国汉族耳聋家系(FE163)的临床资料,分析该家系母系成员线粒体单体型、评估tRNAIle4317位点保守性以及软件预测A4317G突变对线粒体tRNAIle二级结构的作用,总体评估mt tRNAIle A4317G突变潜在的致聋基础。 5、 EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)转染人外周血中的B淋巴细胞(Blymphocyte cell,BLC),构建三组LCLs:同时携带mt12S rRNA基因A1555G突变和mt tRNAIle基因A4317G突变的东亚单体型B的NSHL耳聋患者;仅含有mt12S rRNA A1555G突变且单体型为东亚单体型B的NSHL耳聋患者;无致病性mtDNA突变的东亚单体型B人群。 6、对构建的LCLs细胞的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平、线粒体膜电位(mitochondridal membrane potential,MMP)以及细胞倍增时间(doublingtime,DT)进行测定,初步分析构建的LCLs的功能改变。 7、统计学软件SPSS16.0分析LCLs功能实验结果,检测数据是否有统计学差异。 结果: 1、所有A1555G突变样本和正常对照样本mt tRNAIle基因筛查仅发现A4317G突变。4317位点位于tRNAIle高度保守的T臂区,位点保守性指数(ConservativeIndex,CI)为87.5%。当A4317突变为G4317后,形成了新的C-G配对,改变了tRNAIleT臂的结构。 2、tRNAThr基因筛查发现T15889C、C15910T、A15924G、G15927A和T15943C5个位点,其中T15943C未有文献报道。通过分析发现tRNAThrC15910T和T15943C仅在NSHI患者中存在。两个位点的保守性都极高(CI均为93.3%),很可能是与耳聋相关的继发性突变位点。 3、线粒体12S rRNAA1555G、tRNAIleA4317G和tRNAThrC15910T突变只存在于母系成员中,父系成员及其配偶均未检测到。 4、FE141家系母系成员mtDNA全序列分析共发现36个位点碱基改变,tRNA基因上仅发现tRNAThrC15910T突变。FE141家系母系成员线粒体全序分析发现线粒体DNA单体型属于东亚单体型F3b。FE163家系除A1555G突变和A4317G突变外还有36个位点碱基改变。线粒体DNA全序列分析发现该家系母系成员mtDNA单体型为东亚单体型B4c。 5、FE163家系LCLs细胞功能实验发现,与仅携带A1555G突变或者无突变的LCLs细胞组相比,该耳聋家系LCLs细胞ROS水平分别增加41.86%和79.07%,MMP水平分别降低36.82%和63.7%,细胞倍增时间在葡萄糖培养基中分别延长1.6%和71.1%,在乳糖培养基中分别延长0.3%和32.2%。 结论: 1、携带A1555G突变的耳聋人群mt tRNAIle和tRNAThr基因突变筛查发现,其中3个突变不存在于正常人群中,推测mt tRNAIle和tRNAThr基因很可能与线粒体DNA基因突变导致的NSHL有关。 2、线粒体tRNAIle基因A4317G(A59G)突变形成了新的G-C配对,改变了tRNAIle T臂的结构,可能阻止mt tRNAIle CCA-加尾,影响了其氨基酰化水平,导致tRNAIle结构不稳,最终可能影响蛋白的合成。线粒体tRNAThr基因15910位点在tRNAThr的D茎上,保守性指数达93.3%,在3216例对照中未发现该突变,是一个高度保守的位点。当15910位点的C突变为T时,高度保守的C-G配对破坏,该位点的改变类似于T15908C,可能协同A1555G突变影响耳聋的表型表达。 3、线粒体A1555G突变家系母系成员耳聋临床表型相差很多:听力下降水平、听力开始下降的时间以及耳聋家系发病率等方面存在明显差异,这提示核基因及其环境因素也可能参与了耳聋的发展。 4、初步的细胞功能实验结果证实了mt tRNAIle基因A4317G突变可能加强A1555G突变对耳聋表型的影响。但并不能完全排除核修饰基因以及环境因素的作用,还需进一步的实验研究来了解tRNAIle A4317G参与耳聋发展的机制。