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巨颌症(Cherubism;MIM118400)是一种罕见的颌骨多囊性疾病,以常染色体显性方式遗传。多数患者幼年即发病,病情进展迅速,青春期后病变开始消退。巨颌症主要发生于上下颌骨,通常呈无痛性对称性肿大,眼球突出,向上凝视,巩膜露出,这种面型使人联想起文艺复兴时期绘画艺术中的小天使,故而得名。巨颌症的临床表现差别很大,具有不完全外显性,需要综合考虑患者的家族史、临床特征、影像学和组织病理学等多方面的资料,与多种疾病进行鉴别诊断之后,才能做出明确诊断。由于该病具有家族性遗传倾向,目前尚无法进行产前诊断和预防,而且巨颌症的治疗方法单一,仍以手术为主,多采用以改善面容为目的的刮除术和骨成形术,效果不佳。虽然该病具有良性、自限性特点,但是儿童期颌骨的变形常导致患者面部畸形及口颌系统功能障碍,严重影响患者的心理和生理健康。近年来,随着分子生物学技术的发展,对巨颌症致病基因及致病机理的研究取得了一系列的进展。研究发现,位于染色体4p16.3区域的SH3BP2是巨颌症的致病基因,该基因的几种点突变可导致家族性和非家族性巨颌症的发生。目前共发现8种错义突变,都位于SH3BP2基因第9外显子。从基因水平研究巨颌症,不但为该病的临床诊断提供依据,而且实验结果可用于相关家系的产前诊断和遗传咨询,同时也为进一步研究SH3BP2基因的功能奠定基础。
本研究共分三个部分:第一部分:巨颌症家系调查及临床病理分析本研究采用先证者法收集到一个巨颌症家系,绘制完整的系谱图,并对患者的临床症状、术后情况进行深入调查,初步了解了中国巨颌症家系的发病特点,并探讨了巨颌症的遗传特征及临床病理特点。
第二部分:巨颌症家系SH3BP2基因突变检测本研究应用提取家系成员及100个正常对照者的基因组DNA、PCR特异扩增结合DNA直接测序等分子生物学方法对该家系进行SH3BP2基因突变的检测。结果显示:该家系中的3名患者均在SH3BP2基因的第9外显子存在相同的单碱基突变,此突变导致编码第419位氨基酸的密码子由GAT替换为GGT,其编码的氨基酸由天冬氨酸(Asp)变为甘氨酸(Gly),即D419G,家系中的正常对照及100个正常人未发现此突变,排除了多态可能。目前,此突变类型是国内外文献未曾报道过的。该结果可用于相关家系的遗传咨询和产前诊断。
第三部分:SH3BP2及其突变体的生物信息学分析通过前面的实验,在该巨颌症家系中,我们检测到SH3BP2基因第9外显子发生一个错义突变(A1517G),导致编码的第419位氨基酸从天冬氨酸变为甘氨酸(D419G),为进一步证实这一突变是该巨颌症家系的致病突变,本部分实验将对SH3BP2基因、其编码的蛋白及其D419G突变体,进行生物信息学分析,包括肽链理化性质分析、氨基酸序列分析、mRNA二级结构预测及转录因子结合位点预测等,以探讨D419G突变对SH3BP2蛋白的结构与功能可能造成的影响,及其引起巨颌症的可能机制。分析结果显示:D419G突变体引起肽链的等电点(PI)明显改变(7.67→8.02);在该家系中检测到的SH3BP2基因的第9外显子的单碱基错义突变,可导致mRNA二级结构的改变;D419G突变体造成与转录因子结合位点的改变,正常人可以和转录因子Oct-1结合,而突变后则与转录因子sp1结合。A1517G(D419G)是我们在SH3BP2基因上发现的一个与巨颌症发病相关的新突变,目前国内外文献均未见关于此突变的报道。
本研究是从疾病的本质改变即DNA突变的角度去重新认识一种疾病,从而使人类有可能针对异常的基因产物去开发新的有针对性的治疗方法,为基因治疗提供有利的证据。