1例COL4A4基因5号外显子c.274G>T:p.G92*无义突变的薄基底膜肾病患者家系遗传分析

目的分析COL4A4基因5号外显子c.274G>T:p.G92*无义突变致薄基底膜肾病患者家系遗传特点,为相关肾脏疾病的诊断和家系遗传咨询提供理论依据。方法对先证者临床资料、基因检测信息及其家系成员的基因检测信息进行回顾性分析。结果先证者64岁,女性,具有尿血和尿蛋白阳性病史,已进展至终末期肾病,其肾穿刺结果提示基底膜弥漫菲薄,符合薄基底膜肾病的诊断。先证者全外显子组测序检出一个未报道的COL4A4基因无义突变c.274G>T(p.G92*),该突变在1000genomes、gnomAD和dbSNP数据库中频率极低,极有可能为致病变异。家系中携带该变异的其他成员(女儿、儿子、孙子、孙女、外甥女)均有不同程度血尿或镜下血尿表现,而未携带者的尿检结果未见明显异常。结论COL4A4基因5号外显子c.274G>T:p.G92*无义突变致薄基底膜肾病临床表现为血尿,病理表现为基底膜变薄,晚期可能会发展为终末期肾病;该突变引起的遗传模式为常染色体显性遗传。

重组人凝血因子Ⅸ小基因及其无义突变体稳定细胞株的构建及意义

本研究构建重组人凝血因子Ⅸ小基因及其无义突变体稳定细胞株并探讨其意义。将人凝血因子Ⅸ(F9)小基因克隆到哺乳动物表达载体pCMV-Tag3B上;利用PCR定点突变技术得到在小基因121位氨基酸位置含有一个提前终止密码子(premature termination codon,PTC)的无义突变体;将构建的F9小基因及其无义突变体分别转染人肝癌细胞HepG2,经G418抗性筛选,单克隆化扩大培养,得到稳定细胞株,分别命名为HepG2-WT和HepG2-N。结果显示:通过酶切鉴定、PCR鉴定及DNA测序分析证明,小基因及其无义突变体表达载体构建成功;通过RT-PCR及基因组PCR均扩增到了大小正确的目的基因片段,证明了含有重组人凝血因子Ⅸ小基因及其无义突变体的稳定细胞株构建成功。结论:本研究成功构建了重组人凝血因子Ⅸ小基因及其无义突变体稳定细胞株,该细胞株可用于无义突变导致血友病的治疗药物的筛选和PTC通读药物的筛选等。

细胞外钾对HERG基因无义突变L539fs/47表达的调控

目的:研究持续细胞外钾对野生型HERG与其突变体L539fs/47蛋白表达的影响。方法:用脂质体转染法将野生型HERG(WT)及其突变体HERG-L539fs/47(MT)分别转染HEK293细胞36 h后,0.8、4.3及10mmol/L的钾干预6 h,流式细胞术检测HERG蛋白表达量;干预12 h用激光共聚焦成像和免疫印迹法进行HERG蛋白定位及表达量检测。结果:用激光共聚焦成像检测发现野生型HERG蛋白主要分布在细胞膜上;而HERG突变体L539fs/47蛋白大部分滞留胞浆;并且HERG蛋白的表达均随细胞外钾浓度升高而增多。流式细胞术结果显示细胞外高钾组荧光增多(P<0.01),WT组荧光阳性细胞百分比和荧光强度均高于MT组(P<0.05)。免疫印迹显示,不同于野生型HERG 135 kD及155 kD 2个条带,突变体仅60 kD 1个条带,3个条带均受细胞外钾影响(P<0.05)。结论:细胞外高钾增强细胞膜上野生型和突变型HERG通道蛋白的稳定性,持续低钾干预时间依赖性地减少HERG通道蛋白的表达。

致LQT2的无义突变的HERG通道的表达和药物拯救研究

目的本研究旨在探讨氨基糖苷类抗生素庆大霉素在异源表达系统中对导致长QT综合征2型的无义突变的HERG通道的作用。方法采用聚合酶链反应法制备相关突变体——W927X、R863X和E698X,并克隆到真核细胞表达载体中。将突变体的cDNA瞬时转染至HEK293细胞,应用全细胞膜片钳技术记录通道电流。药物拯救采用将转染24h后的HEK293细胞在含庆大霉素(400μg/mL)的培养液中孵育24h。结果W927X能表达典型的HERG电流,尽管与野生型HERG相比,电流幅值明显下降;R863X和E698X仅表达与未转染细胞上类似的内生性电流,说明未能形成功能性的HERG通道。庆大霉素能增强W927X的功能性表达,使其最大尾电流密度由11.6±2.4pA/pF(n=8)增至19.5±2.7pA/pF(n=7,P<0.05)。通道激活动力学特征在野生型HERG、W927X和W927X加庆大霉素干预组均没有明显差异。然而,庆大霉素对R863X和E698X并无明显作用。结论氨基糖苷类抗生素能部分恢复无义突变的HERG通道的功能性表达,且对不同的突变体其作用效应不同。

鳃耳综合征家系EYA1基因一个新的无义突变

目的为一临床诊断为鳃耳综合征的中国家系寻找致病基因及位点。方法首先,在征得家系成员的知情同意后,对所有家系成员进行全面的体格检查,听力学检查和颞骨CT检查;其次,采集所有家系成员静脉血,并运用二代测序对先证者进行全外显子和剪切位点测序,关联相关数据库,并对可疑位点进行Sanger验证。结果该家系3代7人,2人已故,4人符合鳃耳综合征的临床诊断。系谱分析显示,该家系遗传方式为常染色体显性遗传。基因检测显示在所有发病成员的EYA1基因上均发现一个未见报道的杂合突变位点,c.769C>T (p.Gln257*),家系内该变异与耳聋表型共分离,且此突变为无义突变,使257号谷氨酰胺突变成终止密码子,对蛋白质影响较大。根据ACMG指南,该突变为此家系的致病突变,家系中表型正常成员及100名正常人中均未发现这个突变位点。结论本研究为一个临床诊断为鳃耳综合征的家系找到了致病基因和位点,拓展了EYA1基因的突变谱,我们认为将临床症状和基因诊断相结合是综合征性耳聋诊断的要点。

凝血因子ⅩⅢA基因Arg77Cys错义突变和Arg174stop无义突变致凝血因子ⅩⅢ缺陷的分子机制

本研究以凝血因子ⅩⅢ(FⅩⅢ)基因突变为研究的切入点,从分子水平研究这些突变致病的机制。构建野生型FⅩⅢA重组表达质粒,用定点突变方法获得含有2种突变(Arg77Cys及Arg174stop)的FⅩⅢA重组表达质粒。分别将上述重组质粒通过脂质体介导的基因转移方法转染到COS-7细胞表达;用发色底物法检测转染细胞中FⅩⅢ活性,荧光定量RT-PCR、Western blot及酶联免疫吸附实验(ELISA)检测转染细胞中人FⅩⅢA的RNA表达水平和蛋白表达量。结果表明:含有2种突变(Arg77Cys及Arg174stop)的FⅩⅢA重组质粒转染组FⅩⅢA mRNA相对表达丰度分别为0.82±0.21和0.76±0.17,与野生型FⅩⅢA重组质粒转染组(1.06±0.51)比较没有显著性差异(p>0.05)。野生型FⅩⅢA重组质粒转染细胞裂解物中FⅩⅢ活性为(61.6±30.4)%,浓缩的细胞培养上清液中FⅩⅢ活性为(24.0±2.9)%,而2种突变型FⅩⅢA重组质粒转染细胞裂解物及培养上清液FⅩⅢ活性明显减低。转染细胞裂解物的Western blot分析显示,含Arg77Cys错义突变的FⅩⅢA重组蛋白在培养细胞内含量明显减低,仅见1条微弱的条带。ELISA证实,野生型FⅩⅢA重组质粒转染细胞裂解物中FⅩⅢA∶Ag量为(32.8±14.5)%,浓缩的细胞培养上清液中FⅩⅢ∶Ag量为(13.2±2.3)%。而2种突变型FⅩⅢA重组质粒转染细胞裂解物及培养上清液中FⅩⅢA∶Ag水平极度减低,低于ELISA检测低限。结论:FⅩⅢA Arg77Cys错义突变和Arg174stop无义突变未导致FⅩⅢA mRNA水平的显著减低,但都可以导致FⅩⅢA蛋白水平的表达异常。在本研究先天性FⅩⅢ缺陷症患者中FⅩⅢA重度缺乏可能是FⅩⅢA Arg77Cys错义突变和Arg174stop无义突变的共同作用所致。

Pax3基因无义突变导致Wbct小鼠显性白斑形成

本研究将Wbct杂合子小鼠与背景品系小鼠C57BL/6(B6)配种,记录后代白斑小鼠与正常小鼠数目,采用卡方检验确定遗传模式。在突变基因初步定位基础上增加样品数及微卫星标记数目对突变基因进行精确定位,确定候选基因。采用PCR扩增后直接测序方法对候选基因Pax3进行序列分析。结果表明:Wbct突变呈单基因显性遗传,但在不同遗传背景中白斑表型存在差异;Wbct突变纯合子致死;Pax3基因编码区第88位密码子由UGC变为终止密码子UGA,导致蛋白编码提前终止,是引起白斑突变表型的原因。

无义突变引起的遗传性疾病及其治疗新药的研究进展

无义突变(nonsense mutation)是一类特定类型的基因突变。文章综述了无义突变及其引起的遗传性疾病,治疗这类疾病新药的发展,PTC124及其作用机制以及对杜兴肌营养不良和囊性纤维变性等的药效学研究进展。

HEK293细胞中杂合状态下无义突变体L539fs/47对野生型HERG电流的作用

目的研究单独表达无功能的无义突变体L539fs/47在HEK293细胞中杂合状态下对野生型HERG电流的作用。方法用脂质体转染法将野生型HERG及突变体HERG-L539fs/47分别转染HEK293细胞36h后,RT-PCR检测HERG mRNA表达,免疫荧光及免疫印迹检测HERG蛋白定位及表达量,全细胞膜片钳检测IHERG电流密度。结果野生组HERG的mRNA表达量高于L539fs/47突变组(1.066±0.612 vs.0.254±0.397,P<0.01)。免疫荧光检测发现野生型HERG蛋白多于突变体,野生型HERG蛋白主要分布在细胞膜上;而HERG突变体蛋白大部分滞留胞质。免疫印迹显示:不同于野生型HERG135ku及155ku 2个条带,突变体仅60ku 1个条带。全细胞膜片钳检测WT+MT组IHERG较WT组下降55.23%(22.03±2.62 vs.49.20±2.31pApF,P<0.01)。结论 HEK293细胞中杂合状态下截断突变体L539fs/47对野生型HERG电流的不完全负显性抑制作用。

氨基糖甙类药物恢复HERG通道无义突变体的功能

目的本研究旨在探讨氨基糖甙类药物对纯合和杂合的HERG无义突变体的作用效应。方法采用聚合酶链反应法制备HERGR1014X突变体,并克隆至真核细胞表达载体中。将突变体的cDNA瞬时转染至HEK293细胞,应用全细胞膜片钳技术记录通道电流。药物拯救采用将转染24h后的HEK293细胞在含G-418或庆大霉素(终浓度为400μg/mL)的培养液中孵育24h。结果 R1014X能表达典型的HERG样电流,尽管与野生型(wildtype,WT)HERG相比,最大尾电流幅值明显下降(3.9±1.4pA/pF,n=8,vs.47.8±6.3pA/pF,n=12,P<0.01)。经过G-418和庆大霉素干预后,R1014X的最大尾电流密度分别增加至12.7±3.3pA/pF(n=7,P<0.05)和18.3±3.7pA/pF(n=8,P<0.05)。药物干预使R1014X的激活动力学特性亦得到恢复。Westernblot和共聚焦检测进一步证实,氨基糖甙类能促进全长的HERG通道蛋白的表达。G-418和庆大霉素对杂合的WT/R1014X通道作用效应不同:庆大霉素能使WT/R1014X的电流增加2.2倍(n=12,P<0.05),G-418却无明显效应。结论氨基糖甙类药物能恢复无义突变的HERG通道的功能性表达,且对纯合和杂合通道均有效,这为遗传性心律失常的治疗提供了新的思路。

化合物PTC124对心脏钠通道基因SCN5A无义突变的通读作用

目的 探讨化合物PTC124对致Brugada综合征的心脏钠通道基因SCN5A无义突变的通读作用.方法 分析1例Brugada综合征患者的临床资料和测序结果.采用体外异源系统表达野生型和Q371X、R535X、E867X突变型钠通道,全细胞膜片钳记录钠电流.结果 1例Brugada综合征患者有晕厥病史,心电图显示胸前导联ST段穹窿型抬高达0.1-0.2 mV,基因筛查发现SCN5A Q371x突变.野生型钠通道呈现电压依赖性,有快速激活与失活的内向电流,在-10 mV电流密度达（-58 ±9）pA/pF,而Q371X、R535X、E867X突变型钠通道均无电流,10 μmol/L PTC124加入培养液24 h后检测亦均无电流.结论 PTC124缺乏对SCN5A无义突变的通读作用.

TSC1基因无义突变1例

结节性硬化症(tuberous sclerosis complex,TSC)是一种以细胞增生和组织发育不良为特征的多系统受累的神经皮肤综合征,发病率为1/10000~1/6000,属于一种常染色体显性遗传病,80%~85%的TSC患者是由位于染色体9q34上的TSC1基因和/或染色体16p13上的TSC2基因突变引起,其中仅约10%~30%的TSC是由TSC1基因突变引起的[1-3];TSC临床表型多样化,这导致临床诊断困难,因此正确认识及诊断此类疾病尤为重要。近年来随着高通量测序技术的发展,基因测序为TSC的诊断提供了便利,并且基因诊断可作为独立的诊断标准。本研究中我们应用高通量测序一代测序确定了1个TSC家系,并对其行基因检测产前诊断,该突变位点为TSC1 c.749T>G(p.L250X),属于无义突变,国内罕见报道,现将该病例报道如下,旨在为临床TSC的诊断及产前诊断提供参考资料。

抗早发性无义突变疾病药物研究进展

随着后基因组时代的到来，基因芯片和大规模测序技术的Et趋完善。各种遗传疾病的病因学原理逐步被人们所了解，个性化治疗也渐渐进入了人们视野。由于遗传、基因突变（无义突变、移码突变、内含子错误剪切）或者后天性获得的原因．在基因组中正常终止密码子的上游，形成了一个提前的终止密码子，称为早发性无义突变.

不同浓度药物PTC124和G418对HERG通道无义突变体的作用

目的:通过对HERG基因无义突变体应用不同剂量PTC124和G418来观察其通道功能的恢复情况,并探讨药物的作用机制。方法:制备HERG基因R1014X突变体,将野生型(WT)HERG及R1014X分别瞬时转染至HEK293细胞,转染24 h后将其置入含不同浓度的PTC124和G418的培养液中孵育24 h。逆转录聚合酶链反应法检测各组细胞HERG信使核糖核酸(mRNA)的表达,蛋白印迹法检测野生型和R1014X给药前后通道蛋白的表达,全细胞膜片钳技术记录通道电流以评价HERG基因编码通道的功能性表达。结果:与野生型相比,R1014X突变体编码的通道蛋白的蛋白条带变短,蛋白量及mRNA水平无明显差异(P>0.05)。药物PTC124和G418均能恢复R1014X完整蛋白的表达,并呈剂量依赖性变化(P<0.05),PTC124的作用弱于G418(P<0.05)。药物干预后,R1014X突变体HERG通道的功能得到不同程度的恢复,其最大尾电流密度由(4.75±0.88)pA/pF分别增加至(9.62±0.73)pA/pF(PTC124,P<0.05)和(22.57±2.26)pA/pF(G418,P<0.05),G418作用使通道的半激活电压得到恢复(P<0.05),差异均有统计学意义。结论:药物PTC124和G418能不同程度恢复HERG基因无义突变的结构和功能性表达,其恢复HERG基因的蛋白表达呈剂量依赖性变化。

NOTCH3基因Cys206^(*)无义突变所致的伴皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病患者二例

目的探讨NOTCH3 Cys206^(*)无义突变所致的伴皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病(CADASIL)的临床及影像学特征。方法分析河北省邢台市第三医院两例携带有新型NOTCH3基因突变患者的临床资料、家系发病情况、影像资料及基因检测情况。结果两例患者既往有卒中病史且伴有进行性认知功能减退,但没有常见的血管危险因素,头颅MRI提示脑室周围、外囊及颞极存在广泛的白质病变。NOTCH3基因检测结果提示两例均为c.618C>A p.(Cys206^(*))突变,该突变位点在CADASIL病例中尚未被报道。结论本文两例提示Noth3基因的无义突变(4号外显子,c.618C>A,p.Cys206^(*))患者也可表现出典型CADASIL的临床症状和影像学特点。

氨来占诺和万古霉素对无义突变的通读作用

目的探讨氨来占诺和万古霉素对无义突变通读效率的作用。方法利用定点突变技术,构建在海肾荧光素酶基因54位氨基酸位置含有UAG、 UAA和UGA三种提前终止密码子(PTCs)的无义突变体。将质粒转染HEK293细胞,使用不同浓度氨来占诺和万古霉素处理24小时,采用双荧光素酶报告系统检测PTC的通读效率。结果双荧光素酶报告系统的相对荧光值结果显示,氨来占诺对UGA和UAA的通读效率高于UAG,而万古霉素对PTCs的通读作用略低。结论本研究建立新的双荧光素酶报告系统能有效检测三种PTCs的通读效率,氨来占诺的PTCs通读作用对UGA和UAA有偏好。

无义突变通读活性检测方法的研究进展

研究发现,30%人类致病基因突变属无义突变,基因编码区发生的无义突变可致蛋白翻译在无义突变位点提前终止,导致蛋白功能缺失,引起包括遗传病、肿瘤在内的众多疾病。少数化合物具有无义突变通读作用,可诱导全长蛋白翻译而恢复部分功能,是一种前景广阔的潜在治疗药物。筛选新型无义突变通读剂至关重要,这些工作有赖于通读活性检测方法的发展和完善。目前通读剂活性检测方法主要包括两大类型,原理都是基于蛋白截断试验(protein truncation test,PTT)或报告基因系统。本文较全面地回顾了无义突变通读活性检测方法的发展及最新进展,为高通量筛选方法的建立提供参考,从而进一步推动新型通读剂的筛选工作,发现具有临床药物潜力的候选化合物,用以治疗无义突变所致众多疾病。

一种新的Srrm1/SRm160可变剪接体经历无义突变介导的mRNA降解

目的:研究基因Srrm1/SRm160的可变剪接。方法:应用RT-PCR研究Srrm1/SRm160的可变剪接,通过蛋白质的翻译抑制和RNA干扰研究剪接异构体是否经历无义突变介导的mRNA降解(NMD)过程。结果:获得Srrm1/SRm160新的可变剪接异构体,该异构体产生提前终止密码子,翻译抑制和RNA干扰证实含有提前终止密码子的剪接体经过NMD而降解。结论:Srrm1/SRm160通过可变剪接和NMD调节自身的表达水平,作为剪接因子进一步调节其他基因的可变剪接。

抗生素治疗无义突变所致的遗传性疾病

无义突变可以导致多种遗传性疾病的发生。编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后,产生提前终止的无义密码子,使肽链的合成提前终止,生成没有功能或者是功能不完整的蛋白质,导致了疾病的发生。研究发现,一些与核糖体结合的药物,如氨基糖苷类抗生素和某些人工合成的小分子物质,能够使氨基酰-tRNA通过提前出现的转录终止位点,产生完整的蛋白质并且恢复蛋白质的功能,从而改善疾病的症状,为治疗无义突变引起的遗传性疾病提供了广阔的前景。