地中海贫血可以治好吗基因检测B0R未检出是地中海贫血可以治好吗吗

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两种导致中国人地中海贫血的新突变基因的鉴定
第一军医大学 硕士学位论文 两种导致中国人地中海贫血的新突变基因的鉴定 姓名:贾世奇 申请学位级别:硕士 专业:医学遗传学 指导教师:徐湘民
英文缩略词袭英文缩写 bpcm℃DNA dNTPEB嚣转i麓G aap―PCR Hb kb L.iM.min MCH氛瑗C珏CMCVmg mlmmMngnl中文全称 base pair 碱基对 centimeter 厘米 摄氏发 degree(s)centigrade deoxyribonucleic 脱氧援耱孩酸 deoxyribonueleoside triphosphate 脱氧三磷酸核糖核 酸 ethidium bromide 溴化乙键 乙二黢器|乙酸 ethylenediamine tetraacetic acid 克,徽力加速度 gram,gravity 跨越断裂点PCR gap polymemse chain reaction 血红鬣自 hemoglobin kilobase 子碱慕辩 liter 舞 munite 分钟 mean corpuscularhemoglobin 平均纽细胞血红鬣 白量 m凇corpuscular hemoglobin平缘缎缓施盘筑鬣 concentration 白浓殿 mean corpuscular valume 平均数细胞体积 毫克 milligram milliliter 毫舞 micrometer 微升 毫摩尔没升 millimolarper liternanogram荚文全称纳克micleotideoptical densityODpCRpolymerase chain reaction power ofhydrogenredblood cellrecersepaRBC黼l∞Wrpm ltNAdot blotred blood cell distributiveindex revolution per minute ribonuclcic acid核营酸 竞密嶷 聚合酶链反应 pn值 一红细胞 反自袋杂交 width红细稳分布宽凄指 数 每分钟转速 核糖缓羧 2 攮背景和目的要地中海贫傲(地贫)趋~种珠蛋白链合成比例失獭的单基因 遗侮癍,豢受镶臻蛋鑫豹不弼分隽程遮贫帮t3遗贫嚣大炎。均呈 常染色体隐性遗传,伐地贫主要由发生于16号染色体短臂末端旺 珠缀白基因簇内包含n基因猩内的缺失引超,少数由点突变引起, §趣贫主要由发生予位于ll-譬染色俸短爨蛇13基因内的点突变g} 麓。世界范围内遗贫分布予热带、亚热带缝区,并麓缝贫基因类型存在地域差异,如地中海沿岸国家a地贫以o 7/tm、一MEo/眦为主,丽东南亚圊家以一sE“,(蛾、一证317/帆、,∥2庙啦为主。农我国,地贫多发生予长江激蠢逸送,楚荚鞋广东、广器、海豢麓疑发,毡邀贫基因型以缺必型突变一sE6/眠.Ct3。,呱。舻。恤为主,点突变毡csa/嗽OCQ8a触也比较常见,B地贫突变类烈以CD41/42(.TCTT)、IVS-2.654(C-》T)、一28(A峥G)、CD71/72(+A)、135:CD26(G÷∞、CDl7《A斗秘激为常觅。丽辩一些罕觅翡突变基茵魏伐邀贫基因 .带’1/aa、13地贫慕因CD37 TGG"-)TGA不断被报道,遮魑罕见突变 錾因类型是对常见突变的充实和必要补充,对于了解一个地区的 遮贫基毽突交漤,建立可蹙戆途贫基因诊獗菝拳其鸯熬要意义。 时罕见突变基图的鉴定,不断完善对地贫基因谱的认识将是一项 长期而连续的工作,需要机遇、职业敏感和不懈的努力。 导致地贫的罕见突变基强螅鉴定主要蠢2个来源。一是来源 予绉床瘸久,二是来源予大入群速贫基闲筛查。最:i篷,在我饲避 行的广东省5个中心城市a、D地贫流彳亍痫调查和四会市a、B地 贫现场调查的撼础上,获得糟干具有a或B地贫临床液型但采用镑黠中国入露凳圭|羹贫类墼戆簇霞诊凝寒发现突变豹撵本,我销辩这些样本进行了突变的鉴定和mRNA表达水平的研究。 设计和方法 采蔼整群攘样懿方法,对5605镶黪巍祥本霸7792镤婚硷祥 零逡行盘滚学表囊分聿厅结会审强入中鬻羹豹瓠8建贫鏊霾簿查毂 流行病学调查繁础上,获得衄液学表型呈小细胞低色素,HbA2增 高(B地贫)或降低(“地贫)而没有已知地贫基因型改变的样本, 包括4例珏地贫德确诊样本j}珏5侧B地贫德确诊样本。对于程地贫德确诊样本,采取瓯、C‘2纂霆溺痔簿森泰絮豹点突变,采翅铮对罕见缺失类趔的gap.PCRq≮0uthem blot和跨断裂点测序的方法 筛焱大片段缺必和确定精确的断裂位点。对于B地贫待确诊样本, 采惩§臻蛋鑫麓因全长溅净戆方法,筛焱泰知焘突变。逶逑上述 方法鉴定的新的突变基因采用RT-PCR方法研究突变对珠蛋自基因功能的影响。缝暴帮谗谂 获得了一种新的缺失¨+lkb包括n1、£t2基因在内的Gt地贫基 因和一种在中阐人群中首次发现的位于6珠蛋白基因启动子区一90 位瞧C'-)T突变基医,并在GeneBank淫冕晕,注煺号分别为: AY342392、AY260740。RT-PCR显示携带铰失1l。lkb豹镊突变辇因的患者其Ct藏因mRNA淡达水平与基网型为~8“/眦患者相当,而明显低于正常对照组;携带,90突变的B地贫患者其p珠蛋白基 瓣mRNA表这拳平饔显簿稳。魏羚,我们j丕获终了氆l鞣蛋鑫基嚣 密码子118饿斗TcA插入突交,并注册(GeneBankAccessionAY261678);程中国大陆首次发现了一。n协‰地贫类型。这些突变簇因瓣发现丰察了地中海贫斑的基因类淤,加深了对中国人群中 魏贫类墅豹试识,为墓嚣诊辑提供了必鬟豹分子墓镶,目对为串 融人群地贫基因的分子进化机制的研究提供了参考。 关键诿DNA测序毡遮中海贫盘毅突变基因Southern Blot RT-PCR§遣孛海贫搬凝突变基毽 基因诊断4 A器ST嚣AC薯Background:Thalassemia caused by unbalance of alpha and betahaemoglobin chains and decrease ofhaemoglobin is the most coml/lOn monogenic inherited disease in the tropical and semitropical regions of the world.It isaautosomal recessiveinhelitance disease andis definedby alpha thalassemia and beta thalassemia according to the damage of alphaorbeta haemoglobin synthesization.The genotype of alpha/beta is different from each other in differentareasthalassemiaofthe world.areIn china,the most common genotypes ofalphathalassemia~8EA/Ua、.ct3.7/aa、and.∥一/act,whichcaused bydeletion,and∥80t/e.a、≯8a/ea,whichcommon genotypes ofcaused bY point mutation。And the mostarebeta thalassemiaCD41/42(?TCTT)、IVS一2―654(C-->T)、一28(A砷G)、CD71/72(+A)、旷:CD26(G-->A)、CDl7(AjT),whichsomealeall point mutations and offer up 90%of theareall beta thatassemia genotypes in southern china.However there still novelorraremutationsoccurredinalphaorbetahaemoglobin gene beingfoundfrequently.such as一一’7/m found in thealpha globin gene cluster and CD37 TGG-)TGA gene.These novaor l__refoundin beta globinmntationsaleof supplement to the common the whole mutations ofmutationsandimportanceafor mappingthalassemia ofcertain areas,which benefit toor talegene diagnosis.aIdentification of novelmutations of thalassemia islong―termandseriate work,which needs chance,Iceenness of researchers andhard work.Test patients withthalassemiaRecently,traitandscreening the people inor rarecommunitiesaletwo ways to identify the novel wemutation genescausingthalassemia.performaepidemiologicalinvestigation of alphaandbeta thalassemia in EVe cities by phenotypemethod and gene diagnosisandalocale investigation in sihui city by5 the same method.In these works.we got somesamples witllalphaorbeta thalassemia trait butnoknown mutations been found in theseassamples.Then we used DNA mapping method suchgap?PCR andsouthem blot,novelDNAsequencingtoidentifythepotentialtomutations.Semiquantitative method RT-PCR is usedmeasure theareexpression of these novel mutation genes in mRNA level after they identified. Design andmethod:clnsterAbout 5606 cord blood were used in this cell countingsampling is samples and 7792used to collectperiphemlsamples. blood samplesstudy.We perform haematologicatelectrophoresisanalysis by bloodand haemoglobinand genotyping bygap―PCRand RDB aimed at the common alpha and betathalassemiamutations in south china.Thesample which haematolo#cal phenotypeand2is abnormal but genotype is‘normal’is tested further.That is,cordbloodsamplesaretested by southern blot for the novel deletion1sequenced for the point mutation occurred in the alphaglobin genes.And peripheral bloodandalphasamplesare tested by sequencingthe whole beta globin genefor possiblemutations.The novelonmutations identified in this study are tested further for their effecttranscript levels by RT-PCR. Result and discussion:wefoundaanovel 1 I.1kb deletionoccurred inalpha globin gene cltlstcr andnovelmutation(C÷nin the positionareof一90 in the beta globin gene.These two novel mutation genes registered in theGeneBunk,theGeneBank Accessions are AY342392andAY260740 respectively.RT-PCR analysis shows the alpha mRNAlevelsofpatientswith一一11-1/aa is the sameasthat of..8EA/tm patients,but obviously decreases compared wim that of the Also the beta mRNA of thenormalpersons.patientswith-90 mutation decreasescompared with that of normal persons.Besides,we identified another6 two mutations occurred in alpha globin insert in position1 18genecluster.One is+TCAAccession:caseof thealphalgene(GeneBankAY261678)and the other is―mu/眦mutation that is the firstreported in the mainland of China.Our discoveries performanew insight to the thalassemia in Chinaaleandin the world.The mutations identified in the studythe bases ofgene diagnosisand furthermoretheyarepotential research materialsforhuman molecularevolution in Chinese people.Key words:Novel alpha thalassemia mutation gene mutation gene DNA sequencing Novel beta thalassemia Southern BlotRT-PCRGene diagnosis7 第一部分:一种新的导致q地中海贫血的突变基因的鉴定引言Ⅱ珠蛋白基因簇位于16p13.3,从16号染色体末端到近端,基因簇内基因排列顺序为,HS--40、‘、、l,‘l、Va2、¨l、012、al和0-基因。这些基因起源于同一原始基因,并且在进化过程中还存在 以交换固定和基因转换为机制的协同进化,因此,各基因尤其是 人类珠蛋白‘与v‘-之间,0,2与a1之间高度同源。c【珠蛋白基因簇 中的这些同源性是同源重组、导致n珠蛋白基因簇发生缺失,引 起0【地贫的主要分子基础【”。n珠蛋白基因簇内存在众多的Alu、随机重复序列,在这些序列中也发现存在同源重组,导致DNA序列缺失的现象,此外,非同源重组导致的缺失也常见于a地贫。 0【地贫主要分布在地中海沿岸国家和相同纬度的世界其他热 带、亚热带地区。a地贫主要由发生于0‘珠蛋白基因簇内的大片段 缺失引起,少数是由于发生于毗或n,基因内的点突变引起。目前 全世界已经报道的cc地贫基因单倍型有100余种,其中缺失型or, 地贫基因已有35种,但地贫基因型分布存在地域和种族差异,各 个地区有其常见的突变谱。在中国人中至少发现有4中扩地贫基 因和9中Ⅱ+地贫基因,最常见的ao地贫突变基因为._srA/其次为 一7HAI/和.-F“/。常见的a+地贫基因为一矿‘7/、.一2/和0cc8“、仪Q8Ⅱ/其 中后两种由点突变引起。在我国南方一8Ex/、.a3’7/、.∥2/为最常见 的Ⅱ地贫基因类型,占所有引起地贫的突变基因的90%以上[2】。 其中~sEA/是由于发生于珠蛋白基因簇内的非同源重组事件引起 的,缺失了包括Ⅱl、012基因在内的约为20kbDNA片段,上游断裂 点位于26259位(NG 000006),下游断裂点位于4539位(NT037887)。.03.7/是发生于Ⅱl、012基因内的同源重组事件引起的,缺失了约3.7kb片段。而―旺4 2/N是由于发生在‰“基因下游和 馓莲嚣下游抟裹发弱源序裂波熬霹滚熏缀莓l起瓣,缺必‘r包含戳 藏因的约4.2kb的片段。由予.矿。,和-a*2/N种缺失发生在高度同源 的序列内,精确的缺失发擞位点难以定位。中国人中一些罕见的 弓l起疆地贫的突变类型也稳报道[3,9-11]。 不同基因辍的£c地贫患者,有不弱瀚稿床表现,伐趣贫韵病理 生理基础为伐珠蛋白基因的缺失(少数鼹点突变)造成的Ct珠蛋 囱链合成减少,导致B珠鼗自链合成现对过剩、血缎爨自合成量 躐少造成熬巍滚系统疾瘸。§珠蛋鑫链合藏现霹蓬裁憝毡逮贫主蘩 的发病因素和致死因素。在胎儿期合成栩对过剩的Y珠鬣白形成难 溶于水的同聚体,即Hb Bart’s,在成人相对过剩的B珠蛋白形成 滚滚于塞同聚髂HbHb H。HbBart’s和Hb H不姥发挥携带氧斡功熊,箍盈破坏细胞骥弓|起细稳不稳定帮溶盘。另一方萄,}孙Bart’s釉 H提供了临床可检测的寝型用于n地贫诊断。d地贫具有多种 不同的临床表现,包括静此型携带者(.D【‘地贫)、标凇型地贫(∥ 戆贫)、HbH瘸、IIb Bart's容耱黪,对波予j瑟舞俸基黧缀中一个鼙 倍体“珠蛋臼基因簇或,和两个单倍体c‘珠蛋白基因簇缺失和/或突 变失活一个、两个、三个、四个旺珠蛋白基因。构成皿红蛋白4 聚体蛉程珠鬣自由壤和锄麓因共同编秘,僵2个基因斡贡献不同。 娩基因静转漩活性是程i蓥掰豹3倍,翻译活洼相议,掰浚地基爨 表达的Ⅱ珠激白链是a。的2―3倍。所以发生在啦熬因的缺失或 突变引起的地赞表型比发嫩在瑾,基因的相同的缺失或突变严重[4J。 爱运,我们在广东省5各中心辘市辑、§逶贫流毒亍瘾谲查豹鏊 础上,鉴定了一例新的Ⅱ地贫缺失基因,即.11.1/ca,为世界上首次 报道。我们通过southern blot鉴定了这种缺失的范围,缺失了包括 霸、毡2基嚣农内蕊11。lkb片段。DNA攫l彦精礁定位该蚨失发生程 (CA)n重复净列内,为丽源蘸组事件导致的歃失。对先证者家系送 行了遗传调凌,gap-PCR诊断确证了避种新的缺必基因。通过 RT-PCR半定爨,对这种新的缺失基因在mRNA水平的表达进行了分拆。9 实验材料一.样本 先证者:女婴,父母祖籍均为广东五华县。在广东省q地贫 分子流行病调查中发现Hb Bart’s(1.70%),排除了中国人中常见的 0【珠蛋白基因缺失和点突变类型,遂分析其父母双方的家系,发现 其母亲家系成员中红细胞有小细胞低色素改变、HbA2降低,因此 将其母亲家系所有成员作为进一步分析对象。二.试剂 (一)基因组DNA抽提试剂 1.STE缓冲液(10mMTris--HCL,pH8.0;lmM100mM NaCl)EDTA,pH 8.02.10%SDS(十二烷基硫酸钠):Sigma公司。在900ml水中溶解 1009电泳级SDS,68"C'7鼎浴助溶,加入几滴浓盐酸调节溶液的pH 至7.2,加水定容至1L,分装备用。3.蛋白酶K:Merka公司4.无菌超纯水:MiliporePF一2纯水仪自制,高压灭菌。5.饱和酚:上海生工生物工程公司,Tris饱和(pH>=8.O)。 6.氯仿/异戊醇:l:24(v:V)自制。7.3M醋酸钠(pH5.2):汕头市化工厂;无水乙醇:汕头市化工厂 8.TE缓冲液(10raMTris--HCl,pH 8.O;lmM EDTA,pH 8.O)9..5M EDTAOH 8.O):Sigma公司,在800ral水中加入186.19EDTANa2?2H20,磁力搅拌器上剧烈搅拌助溶,10M NaoH调节 pH到8.0,高压灭菌备用。(二)PCR试剂1.引物合成:上海博亚生物技术有限公司合成。 2.TakaLaLATaq酶:宝生物工程(大连)有限公司。 3。PCRbuffer:GCbufferI、Ⅱ,宝生物_I程(大连)有限公司。 4.矿物油:Signm公司 5.dNTP:宝生物工程(大涟)有限公司 (三)电浓试裁 i。琼脂糖:北京鼎国生物技术发展中心 2.20xTBE缓冲液:Tris碱1089(Roche分装,北京鼎国生物技 术发屡中心),硼酸559(浊头市化工厂),4ml 0.5M EDTA(pH 8.∞, 定容至lL。 3.6×电泳上样缓冲液:O.25%溴酚兰,O.25%二甲笨晴兰,40% (W/V)蔗糖溶予水中。 (西)SOUTHERNBLOT试裁 1.20xSSC:1L中含175.39 NaCl,88.29柠檬酸钠,NaOH/HCl调 pH=7.0。高服灭菌备用。 2。交性滚;1.5M NaCl,0.5M NaOH。 3.中和液:1.5M NaCl,tM Tris.HCl(roehe公司),调pH=8.0。4.20%SDS;lOOgSDS(sigma公司)粉加入500趣纯水中,调pH=8。0,0.45mm滤膜过滤蚕麾。 5.1MNa2HP04:取3589Na2HP04溶予iL超缝承中,诵p珏=7.2,商压灭菌备用。 6.杂交液:0.25M Na2HP04,7%SDS,pH=7-8。7。洗貘滚1:20n心t NazHP04,5%SDSe8.洗膜液2:20mM Na2HP04,1%SDS。 9.限制性内切酶:BgL-II、Ace65.I、Dm-I(promega公司)。 10.Ct.32p.dCTP:50uCi/次,购自北京福瑞公司。 li.夔瓤季|物菰运试麓盒:Primer-a(eat.巩n 100,Pmmega公词1Gene LabelingSystem12.尼龙膜:HyBand-N+15x20em,(Amersham phammcia)13。x.片:FUJlMTDICALX-RAYFILM 100NIF 20.3x25.《8xlo)e 14.不同规格徽擅取液器(Eppendorf)、Eppendorf管、枪头,PCR 热循环仪(MWG)、琼脂糖凝胶电泳装置(北京六一厂)、电热恒温 水浴箱(HZS-H水裕振荡器,晗尔滨东联嘏予技术开发公司1、离心 飘(TGL-16H HEMA Co.Ltd.)、杂交纹(Robbins Scientific,model 1000)、暗盒。 15.DNA纯化试剂盒,QIAquick Gel (玉)RDB试翻 1.20xSSC:取分析纯NaCI 175.39,二水柠檬酸钠889,加水800ml 溶解,调pH7.0,加水定容黛1,000ml。分装后高压灭菌。2。2×SSC.0。1%SDS:20×SSC 100ml,10%SDS 10ral,蕊窳至1000ml。ExtractionKit(Qiagen)。3.O.5xSSC.0.1%SDS:4。Imol/L柠檬羧镳:取分辑缝二东柠檬酸镳1479,热窳至400ml, 浓盐酸调pH麓5.0,使用时稀释成o.1mo搬。。5.2mg/ml TMB:TMB0.59,加95%乙醇溶解,定容楚250ml,拣经瓶存于干燥器中。 6.RDB膜条:本室自利 (六)测序:由上海博亚公词model 377测序仪完成 <七)RT。PCR试裁 1.mRNA提取试剂: 1。10%十二烷基肌氨酸钠:称取59十二烷基肌氨酸钠溶于三蒸 零中,37℃溅夜楚瑾(热入O。1%DEPC),裹压灭蓉,餐矮。2.2M NaAc(pH=4.O):称取三水NaAc 27.29溶于40ml无RNA酶水至100ml,高压灭菌。3.50mM NaAc(Ph=5。2):称取取三浓NaAe 3.49滚予150ml无RNA酶水中,埭醋酸_{|2l整pH至5.2,加入无RNA酶水定窖至500ml,商压灭菌,备用。12 4.无RNA酶水的配制(1000m1):1000ml五蒸水中加入lml DEPC,37静置12~16小对,麓篷灭菌,备用。 5。o.75M柠檬酸铺:称取二窳柠檬酸镳229,溶予80ml水中, 用浓盐酸调整pH歪7.0,加三蒸水至100ml,高压灭菌,备用。 6.水饱和酚(pH4.O)取重蒸酚200ml,于65。C水浴融解后,加 入终浓疫为0,l籍鹣8.羟墓奎宁,等侮积豹50mmol/LNaAc(D珏5.2),震荡,再加入2MNaAc(pH 4.o),调熬pH至4.0,静置,待酚相与水相完企分开后,激除上层水相,加入等体积的经 DEPC处理过的三蒸水,4"C傍存备用。 7。交性缓冲滚:取509异硫鬣毅瓤溶于58.6ml无RNA酶水中, 加入0.75mol/L的柠檬酸钠(pH 7.O)和5.28ml 10%十二烷基肌 氨酸钠于65"C溶解后,加入O.72ml 6一求基忍醇,存放于4 oC。冬麓。2.特昴性扩增q珠谖白基因和B珠蛋白基因的引物由上海博亚生 物技术公司合成。One.Step RT―PCRkit赡自宝生物(大连)有黢蠹强公司。三.仪器 l。台式高速离心机:TGL一16H测,珠海黑马暇学仪器有限公司。 2。紫乡}分光竞度诗:UVl601黧,霹本SHINLckDZU公司。 3.紫外透射分析仪:WP一93―7烈,永嘉上塘教学仪器厂。 4,水浴振荡器:TGZ.82型,哈尔滨市东联嘏子技术开发肖限公霹。5.基因扩增仪;PE.480型,美阐Perkin ElmerTM公司。 6.超净工作台:苏州净化设备厂。 7.筑承砉趸:Milli-Q plus鍪,潼瀵Milipore公甏产瑟。 8.电子天平:AA一160型,美国DenverInstrumentCompany产品。 9.酸度计:pHS.25型,上海雷磁仪器厂 lO.凝胶成像系统;Syngene GeneGenius型,英国SYNOPTICS公镯产蘸。l1.滚筒式分子杂交坟:美翻Robbins Scientific公司。12.暗盒霹.软传、数据库 弓I物设计:OLIG06.0、PRIMER5,0、 DNA序列对比:DNAMAN、NCBI BLAST 基阕组DNA序列资源:NCBI Genebank14 爽验方法一.先证者及其家系血液学分析 家系血液学分辑中红绑腿捂标采用搬绷腿自动分轿仪(ModelSysmexF一820,酲本Sysmex公司)检溺;盘荭蛋自魂泳及定量分析采用快速自动电泳分析系统(RFP,美国Helena公司)检测。 二。DNA提取及浓度帮纯殿测定 先证者和家系成员样龋为乡}周静脉斑。用前文所述酚,氯仿擒 提法从外周血囱细胞中提取撼因组DNA。并用紫外分光光度计在 260nm、280rim处钡4定DNA浓度和判定冀纯度。 三.基因突变分析(一)点突变分析l+RDB杂交:中国人群中萨”‰,萨黼’a,娃cD5‰,找铷Ⅻ82程(毋s毡)耜≯。n…‘8pfingc【(0cc8Ⅱ)5种非缺失血.地贫突变类型筛查采用本塞建立的反向点杂交(reverse dotblot,RDB)技术。2。伐l、逝基霆全长测序: a1基因浆用引物C1,5’TGGAGGGTGGAGACGTCCTG3’(nt37341―37360,NG_000006)、C2,5’CCATGCTGGCACGTTTCTGA3’(nt38412―38431,NG 000006),扩增,毗基因袋阕弓l物cl, s’TGGAGGGTGGAGACGTCCTG3’(nt33537―33556,NG 000006)、C3,5’CCATTGTTGGCACATTCCGG3’(nt34602―34621,NG_000006)扩增。PCR扩增产物直接测序,由上海博亚生物技术有限公司MODEL 377测痔饺完成。(二)缺必分析1,Gap-PCR:按文簸55】竣诗多重PCR扩瓒孛国入巾鬻瑟豹镬爨爱鑫基霆袋 必一8“/0毗、.矿’7触、.扩2/0cc【,按文献【6】设计引物扩增中国人中罕 见的a珠蛋白基因缺失一TH“1№、~F1L慨。2,Southcrn1.blot分缀设计‘、DS.0探针,选择适当的内切酶: 根据待分析片段的序列要求选择探针位置和适当的限制性内切酶,并分析探针的特异性。 ∈探针设计和内切酶妇选择见文献【7l。探针序列见下圈。<探针 在程墓因簇内蠢2个阐源缝合区,帮≤葶羹旱≤蒸困内。净列臻影都分为扩增探赞熬萼|锈位置、穿剜:Sequence:htl4193―14940,Y‘nt24783-25530(NG 000006)删黪譬麟麟;i溱勰粼黼燃《㈧灞AAAGGTTTcTACAGGGCAGAGGGCACTGT CCAGGGCACTGTTCTAGGCCTGAAGGGCCTACAGCCTCTAAAGTCCCAGCATCTGATCCCATCTGGGATC CTGGGAGGGG ATG巍GCCTGCGGTCCTGTGGCCCAGCTTCATTTCCTTCCCAATTCCCAGCTGGAACGCTG CAGTCTGGGGCCAGGGAGCT AGAAGGGGTGCCAGAGGAGACTGGGAGGTC CTGGGAGGGA CCAGGCGTGC GAACCCGTCG GCCTCTAGCCCCCGCGAGGAGCGG薅CAaeC CGGTGGAGGG TTTGGGe|ACC GAGCTGCAGAGCTGGGGGC巍 AGGCTGCACAGGCCTGGGGG GCACCCGGGCGGGCGGG张GATCAGCCGG TGGGAGGGGCTGGAGGCGGA GAAGCAGGGC CAGGGCAGCC GGGGCTGGGG GGCCGCAGGG CGGC£CCCGCACC鬻AcTTeeAGCTGCCTGGGGTCGCAGATCCTGCTGCGGCGCGTGGGCCGTGTCCCGGTGCCGCGCTGCGCTCGGAGAG TGSGAGCTCA GCAGACCAAGAGTTGCGCGC AAGAGCATCGGTGGeGGGAG AGGCTCTTCCCCTGCACCCGCCGCCGTGGGCCCCCGTCCC CGCACTTCGAAAGGTGGTGG CGGCGCCCTGTCAGCCAeCeGGGTCCGCGC CGACGCGGTGGC巍CGGCTCCACGACATCGGTCCAAGCTGCGAGCT《糍溅瀚燃躺黼濑燃粼黢濑Endozyme:Acc65-I纛BgL―IIDS一0探钟潆列和选用的限制性内切酶:序列秘影部分为引物 位真、序列:Sequence:(nt36197~36640,AE006462) 《辫攥怒隧黪i糕戮戳燃麟糕龚GCCCCCTCTT GGATCCACGTATCCTTGGGG TAGCTCGAGT CAGTCTCACCTCTAGTTTCTTCAATCATCC TGTGTGCTCC CA(AGCACAGTTGGAGCCCA TCCTGTAACTGACCTGCGGC GGAGGCTCAG AGGTGTGGACTGCTGCAACT GGGCCCTGAG ACCCTCCTGG CGCATCCTCC GGGCTCAGCC AGCAGGGGGATCGCGCACAGGAAGCACCAG GATTACATCT CTGGAGATGT CACTTGGTAC GCAGCTGTGGe'AGCAAGCACGCTCTCAGAC GGAGCATCAC GGAGGTTGGA AGAACCTACC GCCCTCCACATGAAGGTGGA AGAGCCAGACGGGAGCTGGC CAGAGGTGCA CTGTTGGGGA CCTGGCTCAA GATCCAAGGG GACTCATGCCcA囔燃黼瞩i隅黼霸麟戮囊l戮黼Endozvme:DraI2.按前述方法抽提待诊断样本基因组DNA。3.DNA定量采用紫外分光光度法测gDNA样本的浓度:DNA样本稀释20倍, 测260nm和280nm的吸光值(OD值)。260rim的OD值即为DNA的浓度。取15ug gDNA用于酶切。4.酶切加入BgL―II、Aec65.I(或Dra.I)限制性内切酶及相应缓冲液在37。C完全消化3-6小时(按试剂盒说明),将DNA切割成相应的短片段5.电泳酶切完全的DNA产物进行琼脂糖凝胶电泳(O.7%胶,0.5*TAE电泳缓冲液,电压15V,电流9―10mA,电泳20小时)6.变性、中和转移变性液变性45minx2次。中和液中和30 minx2次7.将琼脂糖上的DNA以同一位置印迹转移至带正电的尼龙膜上, 转移装置放置顺序从下到上为:玻板、吸水滤纸、凝胶(倒放)、 尼龙膜、滤纸3张、足够量的吸水纸、玻板、重物500克,转移 约30小时;转移液为20xSSC。转移前尼龙膜先用超纯水逐步浸 湿5min,在20xSSC中浸泡至少30rain。转移后尼龙膜要在6×SSC 中漂洗5min。转移装置各层间不得留有气泡。8.标记探针 取正常个体熬因组DNA,应用上述特异性引物进行PCR扩 增≮、DS一0捺铮窿列。PCR产物经2%琼l鬟糖电泳、协骏缝证后 进行放射性标记。 两种方法均可用来标记: A,按promega标记试弃4盒方黛进行,模板DNA约15--25ng(短 片颟搽铮15ng,栎记9枣辩,长靖獗搽赞约20--25ng糠谗3夸薅>; B.PCR标记:2*GCbuffer-II25ul;1.5mMdATP/dTTP/dGTP,3ul(each lul);locF(10pmol/u1)2ul;loeR(10pmol/u1)3ul;Taq La(5u/u11 0.5ul;DNA(PCR鳃促蜃定量为1 5ng/ul,稀释200倍使 耀)2ul;ddH209,5ul;alpha-32PdCTP5ul(澌1.5raMdCTP按l:90稀释,取1m).循环祭件:95*(2 3rain,(97"Clminl5sec.72"045sec,60"Clmin)×25;72℃3rain,15℃store.在MWG PCR仪上逡葶亍。9.烤膜 预杂交80℃烤2小时,密封保存备用,或直接用予杂交lo,6xSSC浸湿懋露膜,薅涅静弼龙簇教在杂交袋孛,热入预燕豹杂 交液,封口,于65℃预热的杂交箱中预杂交15rain。11.杂交掺爨颈杂交滚,将在漾农审焱潢懿杂交滚秘标记好懿援锋一因趣 入杂交袋,封翻,杂交24小时。12.洗膜淡膜液1洗膜45rain×2次;洗膜液2洗膜45rain×2次。噱予30min。13.压冀将尼龙膜夹于两层保鲜膜间,于暗室中聪片。压片15~48小时。14.显影.70℃显影15小簿3.跨越断裂点PCR:根据Southem blot绪果设计跨越断裂点引物, 扩增突变基因,3’(nt22471―22491。AE006462)FP:5’TACCCATGTGGTGCCTCCATGRP:5’ATAACC'ITTATCTC£CACA TGTAGC3’(nt35837―35861,AE006462)PCR产赘壹接溺渗。 4.设计针对该缺失片段的PCR诊断体系:设计引物,gzF5’TGGACATGGACCTCTCTGAA3’(nt31238―31257,NQooo006),gzR5’CATTTCTGAGGAAAAGCATCTC3’(nt42941―42962,NG 000006 1,gzCR 5’ACAGCACTCTAGCCTGACGA3’(nt32424―32443.NG一000006),蒸审gzF帮gzR跨越鞭爱点,正常襻本申扩圭l;片 段太大(约12kb)故正常样本无扩增片段,缺失1l。lkb患者扩增片段为584bp。gzF与gzCR扩增对照片段长度为1.2kb。四.RNA提取及浓魔和纯度测定 I+RNA提取:1.将2ml EDTA抗凝的外周静脉蠹匪缓後加入至I装有4ml’辩巴细胞分离液的10ml离心管中。 2.静置2分钟,2000rpm离心20分钟。 3.将有核细胞小心移入1.5ml离心臀中。 4。燕入O。9%生璞薤痰lml,轻弹餐麓,使缝瑰悬浮。 5.O.5mt加入细腿裂解缓冲液,吹灯混匀,使细胞充分裂解。加入50I_tl 2M NaAc(pH 4.O),O.5ml水饱和酚(pH 4.0):100肛1 氯仿。混匀。6.冰浴20分钟。12000rpm离心15分钟,将上清移入掰1.5ml亵心营孛。7.加入O。5ml水饱和酚(pH 4。O),100}t1氯仿,12000rpm离心 20分钟。 8.将上清移入1.5ml离心管,加入2倍体积无水乙醇,.20"C静置4小时。9,12000rpm离一豁15分麓,弃土渍。lO。lml175%乙醇清洗两次。空气干燥。1.加入适量DEPC处理灭菌超纯水。 2.RNA浓度、纯度和究熬性测定: DEPC处理的灭黼趣纯水将5m RNA样品稀释到100I_tl,紫 外分光光度计测定OD2c,o和OD280,计算RNA浓度和01)260/OD280£&值,OD260/OD280比傻>l。8,RNA纯度较好。RNA浓度(蟛牡1)=OD260x20x40/1000’取5btl 80V电泳熬滋RNA的完整性。4五.转家水平分析 j.引物设计 滚题改进叁Sheng-fung Li珏翻豹多重RT-PCR俸系进行捡测瓠 §一珠骚龟基因转录求学。弓l魏序确为:B1,5’一GC猃CAAGGTGAACGTGGATe卜3’(nt70405―70424,NG_000007)和B2.5’一GGGCCAGGGCATTAGC一3’(nt71753.71767,NG000007),引物跨越p基因2个内含予,扩增p,基因mRNA,扩增片段为383bp:及A1,5'-CTGCCGACAAGACCAACGTC-3’(锇,nt33789-33808/alnt37593―37612,NG000006))glA2,5’一日GeeG粥GeCeTTAAC一3’(馓,nG4058―34074/岱1,nt37862―37878,NG_000006),弓l物跨越n1慨基因1个内含予,扩增0【.基因mRNA,扩增片段为169bp。2.PCR循环线性关系的选择 淑0.4ug总RNA为摸叛(50ua反应毒摹系),平行3营,按下述4, 5,6步懿条箨遂霞PCR、逛溶帮获瘦努攒。程锤环鼗为18,2l, 23,25,27,29,3l,33,36,39时各臀分别取5ul PCR产物。 将取得的PCR产物在同一块琼脂糖凝胶上电泳。灰度扫描后,以 循环数为横坐标,3管平均灰度值值为纵坐标绘制PCR循环曲线。 3.选择样本 13镄正常样本(袭黧菱鬻,{{}豫孛国久警怒靛程.、务羹煞蠡慕因溅),10例一8鼍钒样本(经基因诊断确诊),4例一Ⅲ/oct缺必榉本。4.RT。PCR条件 PCR组分:10"PCR buffer 5.0ul 10,0ul 5.0ul 1.0ul 1.Oul 1.0ul 1.5ul l。5ul 1.0ul1.0ulMgCl(25mM) dNTP(10mM)Rllaseinhibitor(40u/u1)AMV RilltseXL(SuM)AMV optimized Taq EAl-primer(20uM)A2-primer(20uM) B1-primer(20uM)B2-primer(20uM)totle RNA0.4ugddH20Upto50u1.热覆嚣条耱:25 cycles94℃:94℃5,电泳 1%琼脂糖(含0.5ug/ml EB),0.5xTBE,4~5V/em电泳30分钟a ‘.灰度扫描 臻走薅舞:1.0~2.0移。 灰度分析方法:lowest选择allpeaks same slopewidth选项。熊他选项根据电泳图调藏。21 结果与分析一.表型结果 先证者及其母亲家系图见图1.1,家系成员衄液学表型资料见 表1。先证者、先证者母亲、先证者姨妈、先证者外婆红细胞呈小 细胞低色素改变(MCH、MCV较正常人降低),Hb含量降低, HbA2降低,为a地贫标准型患者表现。nFig 1-1Family pedigree.The proband is indicated by the 8/rowTab.I.IHaematologicai date and genotype of the proband and her familyI 1 F/49 118 5.63 64.5 21.0 97.8 2.20 12 111 ti 2 F/27 126 6.23 62.1 20.2 97.02 2.98 0一11II 3114Ⅱ5 F/35 118 5.87 63.0 20.1 96.98 3.12 01H1 F/1 112 6.09 56 2 18.4 9003 2.18 7.79Ill2Sex/age(Y) Hb(g/L) RBC(x 1012) MCV(fL) MCH(Pg) HbAf%1 HbA2(%)M/54150 4.96 85.7 30.2 97 5 2.50 0M133173 5.70 88.1 30.4 93.11 3.27 3.62F/25135 4 5lM/22135 4.57 82.3 29.5 95.65 3.28 0M/514l 5 02 78 5 28.1 97.35 2.65 087.8 29.996.63 3.37 0ItbF(%)0Gcnd呻e一11 1/ctcta刖∞Ⅱn,吣1/∞㈣∞/嘎旺一Ⅲ衄一…/ctct鼬a 二.基因型鉴定 通过gap.PCR和RDB,排除了~sE“旭q、-d?7旭a、~一‘2/a‰毡c…8豳‰(≯‰等毯逮贫缺失弱杰突变。逶遘锄、馓簇透溅摩蒴}除了发生予娃熬霹痘动子区帮编璐嚣来知点突变翡可熊。Southern一7HAk叭一-F1。触仪,0cc03‰、∥D31旺、萨05‰、旺Quong sze伐(ctQsa)和blot鼹经典的染色体mapping技术,用于大片段染色I体缺失的分析具有不可替代的作用。‘,探针配伍Bgl II、Acc65是诊断Ⅱ地贫最具价值的配伍,这种配伍不仅可以同时捡测 一sE‘勉攫、.0’7/cuzft《lq£4。恕氆3耱常见予中霪A孛鳃缺失,逐可以对 发生在理珠蛋鑫蒸瑗簇内影瘸到上述2稀酶酶留位点戆泰籀突变 提示缺失信息。我们首先采用(-探针献伍Bgl II、Acc65 I,对未 知基因型的样本遴行首轮筛查,然后根据提供的信息设计相应的 探针进行基因型鉴定。通过0探针配傲Bgl II、Acc65 I的诊断和 随后设计鲍DS.0搽钟配伍Dra I进行的Southern blot分奄蓐,鉴定 了先涯者窝萁鸯装为疑失7大约1|~12kb黪一穆薪静找缝翁浃失 类型。基因组DNA限制性内镯酶酶切瀚谱见图1.2 A、B(See page 39),显示基因组DNA酶切后电泳图谱为均匀分布的DNA片段表明酶切完全。Southern blot分析图谱见图1-3A、B(Seepage 39)。0探针杂交显示先证考帮其母亲有一条约8.4kb的异常祭带,不同予左镧获失(oo触伐)特毒戆7,9kb祭黪。蔽据放瓣显影强疫判叛 8。4kb的条带楚密0探锋与戳基毽杂交产生豹,结合搽钟经置和酶切位点及酶切片段判断缺失片段的上游断裂点位于甲‘基因下 游,下游断裂点位置有若干种W能性,一是位于BglII36165(NG 900006)酶切位点上游,缺失片段大小为3.7kb.又因为缺失导致蟪贫所以缺失必需毽含全部或部分砚基因,但邋_j遣像予镪 基因辫近致瑟鸯鸯熊往雩{物未扩逢滋颥翅豹冀段。第二耪可雏毪 是下游断裂点位于Bgl II酶切位点43541(NG 000006)与Acc65-I 酶切位点42458(NG 000006)之间溅Acc65.I酶切僦点42458(NG89l000006)上游,缺失片段大小分别为11.1kb或10kb,通过Il单酶切配像》探针和Bgl lI、Acc65 l双酶切配缀≮一探针的 southernblot院较分析获褥的异常片段,它们的电泳位置麓本稆简 初步判断两者皆为8.4kb,但不能排除相懿lkb(7.3kb与8.4kb) 静片段在O.7鳝臻耱糖凝黢龟泳鼹滚区努懿清况(资料来蘧示), 第三种可能性是下游断点位于更远,缺失踅大的片段。熬于以上 考薅饶麦考患设诗赞慰11.1kb或10。lkb靛失豹DS.0撵锋。DS。0 探钟杂交照示先证者和其母亲存在~条异常的2.9kb条带,证实缺 失炎望}德会上述第=秘可貔蛙。逶j建2次Southern blot分檬绥暴熬 综合可以褥到片段缺失的大致断裂点,见豳1-4(See page 40)。上 游叛裂点缎子Dra-l酶切键点31344(NG00000 6)移Bgl―It酶切位点36165(NG00000 6)之间。下游断点位于B91.II的酶切位点43541(NG00000 6 AND LOC350357)上游。根据southern blot结暴跨越断裂点设计PCR引物FP,RP,序列见上述,扩增片段为2.2kb, PCR产物纛接测序,测序圈断裂点部分见图1.5(See31695―31724(NG 000006),page 40)。通过与GenebartkDNA潜列对魄,得知该缺失5’断点位予 3’断点位于42846.42867(NG000006)。5’、3’断点均是位于(CA)n重复序掰中,所以这种缺失基因怒由于发生在(CA)n重复序列中的同源藿组而导致的。 袋失片段静精确长发为1 l,135bp。 家系成员通过gap-PCR进行诊断。引烧gzF,gzR,gzCR见 上述方法,其中gzF和gzR跨越断裘点,正常对照无扩增片段, 缺失11.1kb患者扩增片段为584bp,gzF与gzCR扩增对照片段长 度为1.2kb。gap―PCR诊断彪图1-6(See page 41),先证者,先谣 者母亲,先证者姨妈,先证者外婆有584bp特异扩增带,诊断为一H‘/aa基闵壅。 三,转录水平分极取2ul溶于DEPC处联永鲍mRNA,于1%璩脂糖凝胶电泳, 检测mRNA的完熬性,结果见图l一7(See page 41)。 PCR循环线憔关系的选择:PCR结果和灰度j薯籀蓝线结果最 图1-8(Seepage42),显永在18个循环时无可以梭测到的PCR产 物,在21个循环时只有B链可以检测到,在23~27个循环时旺 镳移§链熬PCR产物稳可稔测蛩著量位予撂数理}长蠲。在29~39 个循环时 处于平台期,PCR产物量恒定。所以选择2s个循环为RT-PCR的循环次数。常榉本,一5鼍础本和_11,1/aa样本电泳缩果觅国l母(Seen=13,95%cI:1.4427。1.7527)Ⅱ基因mRNA表达水平。Tab。1―2genotype按翦述方法在转录水平分辑一no触a痰铡表达水平瓣改变。正page43),灰度扫描6m比值结果见表2。绕计结果显示.11.1/aa病例(2。4325±-0.6686,n--4)与-.SEA]oll2病例(2.5140_+0.6847,n=l啦95%CI:2.0242,3。0038)找蓥毽mRNA表达娟当,爨予委誊久(1.5977_+0。2565,B触mRNAratioofnomml,一SeA/baand~“l舡陋脚陆睡限陋鼬融融融脚№淤averageNemml J褂血伐一“缸Ⅸ啪挑删!ml2l3 6卵l 3 ∞m勰强∞l臌捌埘m∞鹕船3以斟2肼埘|垦|鲁磷s{研2,_ 劢且砖 键论我们在广东销5个中心城市Ⅱ地贫分予流行病调查中发现了 一例携带新缺失溅地贫基因的患者,通过Southern blot和跨越断裂 点DNA测序的方法精确测定了这秘缺失纂霹的甄裂点移缺失片段 大小,证实这种缺失基困为~释薪魏程璁餐基霞,是蠢予发生在 (CA)n重复序列的同源重组导致缺失了包括0【1、啦在内的1l,135bp 片段。我们把这种地贫基因携带者的基因裂命名为一“一laa。通过 家系盎滚学表型分辑发现这耱袄失来源予惫涯者母亲家系,运用 针对.Ii.I,豹gap。PCR分析了先证者母亲象系,证实了.i1.I/魄贫基 因遗传的家系来源。我们对.II,Ilaa基因型患者的0【基阏表达水平进行了InRNA水平的分析,发现一“‘1,㈣患者a基因袭达水平与一3”勉程患者稳獭。我们在5605份调查样本中得到478条含c【地贫基因的染色体。一111/占所调查“地贫基因的1/478。在以一8EA/,,一3.7/,一-4。2/为a地贫主要缺失类型的中犀广东雀,这一薪的突变频率是比较低螅。我们 在熬群{癃群、系统筛查耱鏊磷上蔽集样本,使我稍鼹够既较客蕊 准确的反映广东省地贫基因炎型分布,同时也能够发现频率较低 的、在临床就诊中难以发现的新的地贫基因类型。虽然对地贫分 子遗传学的磺变已经寿三卡多年懿历史,猩缝贫毫发媳区熟邀孛 海沿岸各国、东南亚国家和我国南方各省已经有详尽鹣魄贫基因 类溅和分布频率的报道,但备国学者仍然不断有在他们所在国度 人群中发现耨突变的报道[9,10,1L12,131,我们相信在未来的类似分子 滚行痣谣查孛爨然会骞一些擎羹懿逮贫蒸藏羧发理。 我们在中翻人中首次发现并鉴定了.11.1/地贫基因,丰富了对 地贫基因缺失类型的认识,进一步阐明了中国人群地贫基因的类 型,具有一定的理论价值。我们的发现,为临床遗传瓷询和地贫豹分子诊蘩提供了必要懿分子蓉礁。赞恕一n‘laa设计豹gap-PCR诊断体系,成功诊断了先证者家系成员,这一诊断体系完全可以 用于临床患者的快速诊断。妫外,在中豳人中发现这一全新的地 贫麓因,为人嚣基因多样链翻分子进化磷炎提供了霹供逡择的素材。 参考文献1?Higgs DR,TheinSL,Weod WG髓∞BiologyJB editors.Theof the ttmlassemias.In:thWeatheraU DJ,CleggThalassemia Syndromes.4ed.USA:Blackwell Science,Inc.2001;p65-237. 2?XuXM,Zhou YQ,Luo GXet atibprevalence and spectrum ofalpha andbeta thalassaereia inGuengdongProvince:implications for the future healthburden and population screening.JClin Path01.2004 3,Zhao JB,Zhao L,FeiMay;57(5):517―522.YJ,Lin淞,Huismm-IaTH.A novel alpha-thalassemia,2(-z.7-kb)observed1991:38:248-9,inChinese patient with Hb珏diSease.Am J Hematol4+Liebhaber SA,Cash FE,Ballas SK.Human alpha-globin gene expression. 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3’末端加尾信号处的突变影响最终mRNA的合成攘,也属于影响 转录的突爱,这类突变一般引起B+地贫。影响转淤后修饰的突变 是发生予§整嚣载突变影穗了蔻蒋mRNA戆正露耱犊或者楚藤壹 了mRNA的翻译。影响剪接的突变包括3类,一旋是发生于剪接 供体GT域照体AG的突变,突变去除了剪接位点,引起前体RNA在该位点不能正零剪接,弓l起∥地爨。第二类发嫩予GT或AG 序襄辫遴,降绦了在正常剪接谴煮的剪接效率。繁三类影嫡剪接的突变发缴于隐匿的剪接位点处,激活了隐匿的翦接位点,产生供体或受体位点,引起辩常剪接,邋种突变一般产生旷地贫。影 响翻译的突变包括无义突变、错译突变和移码突变,产嫩无功能 或菇碧酶珠蛋鑫f”。§臻蛋皇不怒区域功能不惩,第二终照子编码 斑甄索结合域和17,l§2缩合城,第三癸显子编码毡113l结含域,bobf 效威区和2,3.DPG结合功能城现对弥散。发生于不同外鼹子区域 的突变对珠蛋白功能的影响不阍【l】。 ‘§缝贫鬏据稳廉表疆可分麓重涯瑟遣赘、孛矮鍪§螽鏊贫、轻鍪 p地贫。重证地贫表现严重,浠要长期输疯。分子基础为2倍体染色体上2个B基因均发生突变导致功能丧失,没有HbA产生。中闻蘩缝贫表现为明显的贫盎健不霈要长期输艇,分子基硪可以是2个§基因均发生突交,其中一个是∥突变舅一个是§+突变,或2个p基因均为p+突变,或2个D基因突变会并a基因突变,有时 9地贫杂合子表溅较重者也被归入中间型地贫的范畴。轻型B地贫 套圈嚣豹枣缨魏{蕊色素表瑗,褒凌轻度贫纛或不表瑗瓮斑,麦逮 贫杂合子,其中一个p基因发生突变,另~个p基因正常。p地贫 基因突变类型和临床表现严徽程度之间关系复杂,同一突变在不 圈遗传背景人群中临床表现不隧。如发生予窟动子区的.29突变, 在熬人中表墅羹予阖一突变凌中国人中豹稳床表鍪,哥簸是遗传 背景不同造成的v基因表达潜能不同造成的。 B地贫的世界分布与n地贫基本相同,猩热带亚热带地区如地 中海漤嫠藿家,溺终度耍潮、薅渊、美溯嚣豢。叠缝贫蒸因类型存 在谶域差异。目前全世界发现的地贫突变熬颡超过200种,但对 于一个特定的地区,往往5种左右的突变必型占该地区B地贫患 者綦困类型鲍90%以上。在中阑南方最为常见鲍5神B地贫为CDs4l,42(-TCTF),IVS.2―654(C>D,.28(A》国,CDl7(A>|两,翻CD71.72(+A)。此外在中国南方还发现CD27/28(+C)、CD43(G-)T)、.29(A专G)、138:CD26(G--)A)等B地贫突变糖因【21。 我弼在对广东塞羁会枣艨佟瓣程、§=}|蠡黎菸分子淡努瘸学调查中发现了一例薪的6地贫突交病例,为-90(c―T)突变,在中国入 群中尚属首次报道。B珠蛋自旗因上游启动子区在.105位和.90位 各禽有一保守的CACCC序列等,红系特器转录因子(Erythroid30 KrBppel.1ikefactor,EKLF)与之结合,对B珠蛋白基因的转渌起正 囱镶控静作用。EKLF通过其锌撂绪梅与成入的B珠蛋盎感动予区 戆9个璇基结合,双瑟起弱瑟§豫豢彝鏊霞豹转录正淘溺控豹幸筝 用,CACCC保守挎列内的单个碱基突变将导致EKLF与CACCC 结合的亲和力下降,尤以近端CACCC(--90位)序列突变影响显 藩,导致B珠蛋自熬因转录水平的下降。到目前为止,在CACCC 盒中出现的突变类溅基有有9秘,他们是:.9Z(C--T),一90(C-。D, 一88(C-*A),一88凹一习,一87(e―A),一87≮一G),-87(C―D,一86零一A) 翻.86(C―G)[31。我们对发现于中国人中的.90(C-+T)突变斑诞者家 蕊进行了表型和撼阑型的分析,并对突嶷基因表达水平猩mRNA 水平进行了分析。 实验材料一.样本先证者,女性,26岁,双亲的祖籍均为广东省四会市人。在 婚前检查中发现其具有B.地贫的血液学表型,经包含中国人常见 11种突变的RDB诊断未发现己知类型的B.地贫突变,遂将其及其 家系成员作为进一步分析对象。 二.试剂 (一)基因组DNA抽提试剂:见第一部分(二)PCR试剂:见第一部分 (三)电泳试剂:见第一部分(四)RDB试剂:见第一部分(五)RT―PCR试剂:见第一部分(六)测序:由博亚生物技术有限公司完成三.仪器:同第一部分四.软件:同第一部分 实验方法~.血液学表型分析取先证者及其豢庭成员外周静默暾,红缨胞指标累愆搬缀胞 爨韵分辑致(Model Sysmex F.820,强零Sysmex公司)援溺;盘 红蛋白电泳及定鬃分析采用快速自动嘏泳分析系统(RFP,美国 Helena公司)检测。 二.基因组DNA提取# 取先证者,鳃谴者父母,先证者蛩弼及先证者丈夫共5人外 躅羚辣盘,按第一郄分奔绥靛方法爨淑嫠嚣缰DNA,算竣测DNA纯度和定量。三.基因型分析 1.中国人群中常见6.地贫突变筛查中匿人群中常见的B地贫突变筛森采用本室建立的反向点杂 交(reverse dot blot,RDB)蔽零【4】。霹戳蘑辩捡溅孛滏久中誊冤 豹11秘点突变。2.B珠蛋白基因全长测序:设计引物,FP5’AACTCCTAAGCCAGTGCCAGAAGAGC3’(70145―70170,N6 ooo007),RP5'ATGCACTGACCTCCCACATTCCCT3’(71944?71977,NG_000007),扩增片段为包括t3臻强自基因窟动予隧.164使和8珠蛋自麓瓣终止 蜜码予嚣195bp凌肉豹l,8kb片段。PCR产貔壹接嚣枣,浚诗舅终 2对测序引物,测4个反应,每个爱藏都有重叠序列。 四.基因表达水平分析 1.RNA提取:按第一部分介绍的方法提取先证者,先诋者父母, 先证者哥哥及先诞畿丈夫共5人外周腹网织红细胞RNA 2。按蔻述方法遴蟹RNA定量帮筑凌、完整蛙分援。 3。RT--PCR分褥纂嚣表达水平: RT--PCR方法、引物同第一部分,反应条件参照第一部分,略有改动。样本选择:13例B地贫携带者、lO例正常样本、3例-90突变携带者。 结果与分析一.表型结果 觚液学表型分析结果见表2.1,先证者、先证者母亲和先诋辫 哥哥绂缨您呈小缀胞低像素改变(MCV、MCH降低),HbA2增 离(HbA2>3.5)。夏乡}宠谖磐丈夫恣毒枣缨蕤镪毽素改变,毽HbA2 降低,-陌疑为程逸贫患者。Tab 2-1 Haematological date and genotype ofthe proband and her family二.蒸因型结果濑过反向点杂交(RDB)排除了中国人中常见的11种B地贫点突变,对该家系成员邋过gap.PCR诊断中豳人中常见的一_S叶, 一3.7/,。J-2施遣贫突变,邋过R王>B翻捡测诊凝粼os/,。【联Q专等发缎子域蒸嚣感突变。发褒炎诞者丈夫静基嚣羹麓~8琶A恕程,磊其余毅 使成员朱发现已知的旺戏B地贫突变。 通过B基因全长测序和GeneBank Blast发现此家系中有三个 成员(先证者,先证者母亲和其兄长)均为B.珠蛋白基因启动予 点游运薅CACCC鑫豹-90像c一羊突交戆杂合孑。惫涯者鹣测穿 绐果见图2-t(See母:AY260740)。page43)。此序列国提交GeneBank r登录三.8珠蛋警蒸因表达承平分拆 取2ul溶于DEPC处理水的m_RNA。于l%琼脂糖凝胶电泳, 梭测mRNA的完整性,见圈2-2(Seepage44) 毡I窝§.璩蟹鑫基因匏摹繁多重RT-PCR产锈毫泳飘燹2。3(Seepage44)。根据RT-PCR产物的半定量分析结果计算出6旭的比值,终果显示:.90突变杂合子的p旭的比值(2.233士0.01,n=3)较正常 入样品的比值(3.779士1.19,娃=13,95%CI:3.060,4.499)有明显的 下降,两与零冤兹8逮贫条合子糕晶黪跑值往.i10圭0.53,n=砖, 95%CI:1.732,2.488)无差别,说明.90突变使B珠蛋白基因转录水平降低。 我们在广东销四会市p蛾贫筛查中发现了新的§蛾贫突变基 因一p一珠蛋白基因启动子区CACCC序列.90位c―T突变,在中 匿人中尚属首次报道。通过家系分析和DNA童接测序确诊先证者、 先淡蠹哥哥、突{囊者母亲为-90突变携带豢,毯铜买有酝毽8途贫 典型的临床表现即小细胞低色素、没有明显贫m征(MCV68.2―73.6fL;MCH 21.8―33.0,Fib A2 5.7。6.4%,Hb 105m144)。我钠遮过RT-PCR在mRNA承平磅究了突变§豫蛋鑫基嚣表达东平 的变化,发现§珠蛋自mRNA表达较正常个体降低,与其他§遗 贫熬因携带者mRNA表达水平没有明显麓舜。 人类B.珠蛋白基因启动予区包含多个保守序列,这然序列是 转泶调控鑫予豹结合谴焘,羹中宏动予上游鹣近翡-90健窝运潺 .105位各有一个CACCC序列,该保守序列是红系特异的转录因子 结合位点(ErythroidKriippel。likefactor,EKLF)。通过与保守序列缝合,EKLF聪8球蛋白基爨转录起正囱诞控的{乍用嘲。迄今,全球汪报道的弓淹i 8地贫的.90键CACCC澎猁突交有9种,绝稍是;-92(C---+T),一90(C―T),?88(c―A),一88(C--*T),-87(c―A),-87(C―G), -87(C―T),一86(C―A)和.86(C--}G)11;I’现融涛楚,近端(一90) CACCC彦褒突变毙远建(一105)突变髻羧EKLF与CACCC缝 台力下降更为鼹藩,从而明擞影响B珠鬣自基因的转滚水平。我 们用RT―PCR对D.珠蛋白基因.90C-)T突变罄因转录水平进行的分 掇缡果零证了这一点。 6.珠蛋骞秘谚子区-90G川突交首次发现予葡萄碧久[71,在全球的其他地区尚来见有报道。我们首次农中国人群中发现了这~ 突变,根据我们新近完成的四会市地贫的分子流行病学调查资料 嚣示,在1524谂楚程样本中,莰捡灏出l镶-90突变,占簿壹毒 的59例8.地贫杂合子的1.7%{8l’属中国人中的稀少突变。 国南方的B+地贫主要分布于广东、广西、海南等地区,目前 已程华南地区(锻摄台湾)发现25静§.地贫突变,其中鬻觅鲍5秘 左右突交约占爨套§一逮爨等位墓霾数90%。本文发溪夔突交,瓣 予丰富中豳入群中的B*溉贫突变谱和指导遗传咨询和临床诊断其有一定的意义。 参考文献1.Ronald Hoffman.Edward J.BeIlzJr,Sanford J.ShattiletalHaematology-basic principles and practice,third edition volume 1, Harcourt Asia Churchill Livingstone 2001,p485―5092.Xu XM,Zhou YQ,Luo GXetalThe prevalence and sp#ctrum of alpha andbeta thalassaemia in Guangdong Province:implications for the future health burdenand populationscreening.JClin Path01.2004May;57(5):517―522.3.Weatherall DJ.CleggJB.2001.The ThalassemiaSyndromes.矿ed.dot blot assay forOxford:Blackwell Science.p237―2384.Zhang JZ,XuXM,Ma WFeta1.A rapidreveTseall 18 beta tlmlassemia in Chinese 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deletion、probond、 size of father of the probond isanrespectively.Thebandsshowsbesfdethepicture.Apmduced by<probe matched with Bgl-Ⅱ/Acc65-I.Left deletion hasabnormal band of 7.9kb compared with her mother haveannormalpersonwhile probend andabnormalband of 8.4kb.B shows picture made by and her mother have and leftan0 probe matched with Dra.I.A1so the probond abnormalpersons.bandof2.9kbcomparedwith normaldeletion t Probe戡弧K{qoqn0}酬‘probe 3.&1王lkb DS-0 probel■■■―――■11。1kb deletionAee瞄l(&4啪eoii4。8bDI柚伍9k均Fig 1-4 figure Indieation of the novel 11.1kb deletion.From top to bouom the shows the scale,alpha-glcbin gene cluster,probes used intheexperiment and theiraⅡjow.deletionpositions,一攀deletionscope.3’split site indicated digestion sitesbyofandtheenzymeAcc65一I,Bgl―II,Dra-I and parts of the digested pigments size.Right partof thef碴ureshows the size of aU detectablepigmentsmatchedresulted in 5 probematchedwithB91.II/Acc65一I and 0probewith Dra-I.theequal to thenumber in the bracket indicate the size of abnormal abnormal bands shown in southem blot picture.pigments叨扭甜虹a哺∞=c疆豇鬈TTT(CA)15a:cT曲吁明口豫…。囊口a嵋KA卫日CIcA)1lco既扫地国蛤筐翻站d强叠嗽31695-31724 +42846.-42867 +。。。‰。。?型匦鲎量巫垂盘耍杰出。150G GTAG;G。160。。。。170。Fig 1-5DNA sequencing of the novel deletiongene(shown in thesecondrow)andarrov”3comparing with theindicate thenormal sequence(shownin the fwst rowl The downward5’and3’breakpoints which lie between coordinates 31695-31724and42846-42867 ofthe a-globin gene cluster(GeneBank accessionnumber:NG_000006) Ml2345‘7●’■,坤U啊卜I●●●一一洲5■卜l●●一Fig1-6Detection of the deletion by l%agarose gel electrophoresis ofamplified fragments using gBp-PCR.M,molecular size maker of 1500(100ladder,highest band 1500bp).Thelanes 1-9 indicate I.1,1.2,IL l,II.2,II.3,II.4,II.5,iII.2,111.1,respectively.Four of thisfamily,the propusitusher elder(III.1),her mother(11.2)’her grandmother(I.1),andwereaunt(II.5)found tobe the hetemzygotes ofthis mutant allele.28s 18s5sFig 1-7RNA identification.All of the RNA used in the RT..PCRshow three bands%above in the l%agarose electropboresis,which indicates typicalthe integmh毋of the mRNA.The figure above showssamples of岫RNA electrophoresis.41 M 18212325272931333639600一 13nlRNA 100.ⅡmRNAraw vol(}1 oooo)8 T 65 43 2 1(cycles)Fig 1.8QuandfieatiOn ofaandB mRNA bv RT-PCR.Above shows theeleclrophoresis inofthePCRproductsind珊brentPCRcycles ofthe sBlnetube 1%agwose.M indicates Inark札the arab numbers of l 8 to 39 means PCR bandsin the agarosealecycles.1be twothe PCR products ofbe诅and alphacurves111RNA which showsbeside the picture.1heof the relationshipbetweenthe quantity of the RT-PCR productscurveand the PCR cycles showbelow the electrophoresis picture.Redis drawn from the RT-pCT ofthe alpha tuRNA and black curve from beta tuRNA. Mbp 600. 100.12345678910111213^M 1bp 600. 100.2345678910 BMl234CFig 1-9 mRNA inElectrophomsis of RT@CR products of alpha and betal%agarose.A shows 13 normal c∞es.B shows 10cases.C shows 4..11 1/ao―3队,Qoc舾es.1he啪bnurrlbers inabove the picture indicate the samples used in thistest.Mfigure meaos 100 ladder marker(100―1200,2000,3000).C∽如∞ C C ∞舛 G G 伯撼 C●IV∞N一AC C Ct∞撼G G T T G∞ 们^。.&彳Sequence analysis of the 13-globin gene amplified from the proband.The downward arrow indicates the at position-90 of heterozygosity for theFig 2-1C川substitutionthe 13-globin gene43 28S 18S5SFig 2-2 in theThe typical samples of RNA identification.All RNA used RT-PCRareofintegrity,which show3clearbandselectrophoresed in 1%agarose.鼍i茎”!!i:i;盆譬;600 100Fig 2-4The typical samples ofonetube multiplex RT-PCR for alpha and beta is the amplieon of RT-PCR ofglobin genemRNA.1一l、l―_2、1―_3、1―_4and her husband pmband’s mother,proband’s father.proband’s brother respectively.And the 2―_2、2―2、2_一3 is normal individual.B1、B2、B3、B4arethe carriers ofB654/6. 全文小结我们在广农省6个大中城市和四会市现场调查中发现了一例仪 地贫新突变基因和一例在中隰人中首次搬道的13地贫新突变基因,分嗣为_11.1/trot、叠。9弼8。对于_11.I/ctu突变的鉴定,采用gap-PCR、RDB的方法,排除 了常见于中国人中的n地贫缺失和点突变类型。设计(.探针和9.撵镑分别配餐B薛ll、Acc65一l帮Dra。l鉴定了缺失片段熬大小和精确的断裂点位置。家系威液学分析和gap.PCR诊断证实先涯 裙、先证者母浆、先证者姨妈、先证者外婆为一¨‘1/ctct携带者。通 过RT-PCR技术分板了基因溅为_11.t/ctot的患者仪珠蟹岛表达水平麓交镬二,~㈧触意者与.j融勉强患者§叙魄率摇当,鞠嚣离予正鬻人B/d比率,说明a珠蛋白袭达降低。在13-90/BN突变的鉴定中,首先采用RDB的方法诊断常见于中黧入中魄1l秘患突变,缝巢为陵性。隧艨采取13基裁全长测序黪 方法,获褥邋晕中新的突交类整。对先谨糟家系分析的结采证实了 先证者母亲、先证者哥哥也是B。90/B“携带者。同样采_肆l lit.PCR的 方法研究了这种在中国人中发现的新13地贫突变携带糟13珠蛋白 裘这拳乎戆变纯。缝采显暴这秘突变璃鬟静降低了§豫蛋自基霆的表达。我们的发现增添了目前世界上地贫濑因的种类,丰富了对中圈人中弘B地贫基因类型鲍认识

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