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第一部分年龄相关性白内障与GJA3,GJA8,LIM2基因突变的相关性研究 目的:年龄相关性白内障的病理改变主要体现在晶状体纤维细胞构成的皮质和核内,GJA3,GJA8和LIM2均为编码晶状体纤维细胞膜蛋白的基因,且它们都是先天性白内障的候选基因。本研究旨在探索这三个基因中的基因突变是否与年龄相关性白内障发病有关,并通过DNA体外重组技术构建携带突变基因的真核表达质粒,转染真核细胞后,对GJA3和GJA8的基因突变进行初步的功能研究。 方法:我们从145名散发的单纯性年龄相关性白内障患者和156名健康对照的外周血中提取了基因组DNA,并用聚合酶链反应(PCR)对GJA3,GJA8和LIM2的所有外显子及其侧翼序列进行扩增,随后进行测序。对发现的基因突变,用生物软件分析突变可能对正常蛋白功能带来的影响。以正常人血基因组DNA为模板,通过PCR野生型目的基因并通过DNA重组技术克隆至真核表达载体pEGFP-N1。利用重叠延伸PCR定点突变技术构建携带突变基因的质粒,转染至HeLa细胞,荧光显微镜下观察蛋白定位。 结果:在145名患者中,我们发现了5处基因变异,其中2处在GJA3(c.-39C>G,c.415G>A),一处在GJA8(c.823G>A),另外2处位于LIM2(c.57G>A,c.67A>C)。156名对照经检测无一人携带上述5处变异。分别成功构建野生型pEGFP-N1-GJA3和pEGFP-N1-GJA8质粒及其突变型质粒,转染HeLa细胞后发现突变型蛋白在细胞中的分布并无显著差异,提示此突变尚未影响GJA3和GJA8蛋白在细胞中的定位。 结论:GJA3,GJA8和LIM2基因突变与年龄相关性白内障的发生有一定的关系。但GJA3和GJA8的突变尚未影响到蛋白在细胞中的定位,其具体致病机制仍需进一步探索。此研究显示出GJA3,GJA8和LIM2基因与年龄相关性白内障的潜在关系,有助于研究年龄相关性白内障的分子发病机理。本研究发现的5个基因突变在国内和国际上均属首次报道。 第二部分 MIP基因单核昔酸多态与年龄相关性白内障的关联研究 目的:MIP基因编码的主要内在蛋白是晶状体纤维细胞膜中含量最丰富的蛋白,它承担着水通道、粘附分子和信号调控等作用,对维持晶状体的正常生理代谢和稳定的空间结构有着重要的作用。同时,MIP基因也是遗传性白内障的重要候选基因之一。本研究拟探索MIP基因单核苷酸多态rs2269348,rs61759527(c.-10C>A),c.-4T>C,rs77163805(c.199G>A,p.V67I),rs74641138(c.319G>A,p.V107I),rs35033450,rs36032520等7个SNP与年龄相关性白内障易感性之间的关系。 方法:我们从164名散发的单纯性年龄相关性白内障患者和132名健康对照的外周血中提取了基因组DNA,进行聚合酶链反应(PCR)后,用直接测序法对他们进行基因分型。记录基因分型情况后,用SNPstats和SPSS13.0进行统计学分析,包括Hardy-Weinberg遗传平衡检验;等位基因及基因型频率在患者与健康对照组中的分布差异;单一SNP与年龄相关性白内障在不同遗传模式下的相关性分析;并以SNP连锁不平衡分析为基础,构建单体型并进行单体型与年龄相关性白内障之间的关联性分析,由此筛选出年龄相关性白内障高风险基因多态性位点和单体型。 结果:所有SNP均符合Hardy-Weinberg遗传平衡,样本具有群体代表性。其中单核苷酸多态rs35033450、rs36032520、rs61759527和rs77163805在样本中仅存在单一基因型,未检出多态性。单核苷酸多态c.-4T>C的C等位基因在年龄相关性白内障患者中比例较高(OR=3.29,P=0.017),且基因型为TC的相对发病风险较基因型为TT的高(OR=6.18,P=0.0018)。rs2269348、c.-4T>C和rs74641138组成的单体型CCG在患者中出现的频率远高于对照组(OR=8.83,P=0.0024)。提示上述因素可能是年龄相关性白内障的易感因素。 结论:本研究对MIP基因的单核苷酸多态与中国汉族人群中年龄相关性白内障的易感性进行关联分析。结果显示,MIP基因的单核苷酸多态c.-4T>C及rs2269348、c-4T>C和rs74641138组成的单体型CCG与年龄相关性白内障易感性显著相关,是年龄相关性白内障的发病风险之一。本研究的研究内容和研究成果在国际和国内均为首次发现。