鲸类低氧耐受的分子机制初探:基于HIF1α和TSC1基因的生物信息学分析

鲸类(Cetacea)具有超强潜水能力,长时间潜水造成的体内低氧是其适应完全水生生活面临的挑战之一。为了克服体内低氧环境,鲸类产生了一系列低氧耐受相关的解剖和生理等方面的适应特征,然而这一适应的分子机制仍不清楚。本研究选择在细胞感知和适应内环境氧分压变化的过程中发挥重要作用的低氧诱导因子(Hypoxia-inducible factor 1α,HIF1α)和低氧环境下抑制能量代谢的结节性复合物1(Tuberous sclerosis complex 1,TSC1)基因为候选基因,选择压力检测发现鲸类TSC1基因的6个正选择位点至少被两种最大似然法(Maximum Likelihood, ML)检测到,且通过与陆生哺乳动物同源序列比较分析,鲸类鉴定出7个特异的氨基酸突变。这些正选择和特异突变位点有30.77%(4/13)发生了激进氨基酸性质改变,且正选择位点位于重要结构域附近。正选择信号主要集中在鲸类内部各支系中,提示鲸类为了适应低氧环境,这两个基因可能发生了功能改变,以保护细胞免受低氧损伤。我们在低氧耐受不同类群间共检测到66个平行/趋同进化位点,为低氧耐受不同类群的趋同的低氧适应提供了分子证据。

结节性硬化症TSC1基因编码外显子全长的突变检测与分析

目的研究结节性硬化症(TSC)TSC1基因所有编码外显子的基因突变特征和多态现象。方法采用聚合酶链反应单链构象多态(PCR SSCP)技术结合DNA测序对来源于21个家系的23例TSC患者、22名父母及60名健康对照进行TSC1基因编码外显子全长的基因突变和多态的检测。结果共检测出10种异常的SSCP带型,经DNA测序后证实为4种突变和6种多态,突变包括2种移码突变(352insA和2332insT)、1种剪接突变(729+1G→T)、1种无义突变Tyr761Ter(2504C→A),其中2332insT, 729+1G→T及Tyr761Ter为新型突变。以上突变均见于散发型患者,突变频率为4 /15。6种多态包括4种单核苷酸多态(347A→C, 1186T→C, 1556A→G, 1947T→C), 1种内含子区多态(2218+71delAG)及1种3′UTR区多态(3716+36T→C),其中3种为新多态。结论本组结果对研究我国TSC1基因突变特征提供了重要资料,未发现TSC1基因突变热区,且TSC1基因突变多见于散发型患者,提示中西方TSC1基因突变可能存在差异。

TSC1基因新突变导致的结节性硬化症家系的遗传学研究

目的对一个结节性硬化症家系进行临床表型分析和TSC1、TSC2基因突变检测,揭示其分子机制,为家系成员的遗传咨询提供依据.方法通过临床表型、影像学检查和异常家族史确诊该家系为结节性硬化症.对家系内6例患者与8名表型正常家系成员的TSC1和TSC2基因的全部编码区及侧翼剪切位点进行PCR扩增,产物直接测序进行突变分析,同时选择150名无亲缘关系的正常对照进行检测.结果先证者TSC1基因的第15外显子存在一个c.1781_1782delTG(p.Val594GlyfsX11)移码突变.家系分析提示所有患者均携带同样的突变.8名表型正常的家系成员及150名正常对照中未检测到突变.经检索HGMD数据库该突变为新突变,且与家系疾病表型共分离.结论TSC1基因的c.1781_1782delTG(p.Val594GlyfsX11)突变可能为该家系的致病原因,本研究结果为该家系的遗传咨询和分子诊断提供了依据.

结节性硬化症TSC1和TSC2基因型与临床表型相关性研究

目的探讨结节性硬化症TSC1和TSC2基因型与临床表型相关性。方法对2016年8月至2017年8月就诊的30例临床诊断为结节性硬化症的患儿行TSC1、TSC2基因分析,并进行基因型-表型关系分析。结果 30例患儿中,男22例、女8例,中位年龄6.45岁。5例发现TSC1基因突变、22例发现TSC2基因突变,突变率90%。TSC1和TSC2基因突变类型有5种,错义突变、无义突变、大片段缺失、移码突变和剪切突变,以无义突变、剪切突变和移码突变的发生率最高。其中TSC1基因仅发现剪切突变和移码突变;TSC2基因上述5种突变均有发现。共发现12种结节性硬化症的临床表型,其中以面部血管纤维瘤、癫痫和智力低下的发生率最高。癫痫发生在TSC2和TSC1基因型之间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论结节性硬化症临床表型和突变类型较多,TSC2基因突变频率大于TSC1基因,TSC2基因突变更易引发严重的结节性硬化症的临床表现。

TSC1基因多态性与结节性硬化症癫痫的相关性研究

目的探讨结节性硬化症(tuberous sclerosis complex,TSC)患儿TSC1基因多态性与癫痫的相关性。方法 TSC患儿60例为观察组,其中合并癫痫者36例为癫痫组,未合并癫痫者24例为非癫痫组,同期体检健康者60例为对照组,采用限制性片段长度多态性PCR法检测观察组与对照组TSC1基因rs3761840位点单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),并进行比较。结果观察组AA基因型频率(53.33%)高于对照组(30.00%),GG基因型频率(6.67%)低于对照组(23.33%)(P<0.05),AG基因型频率(40.00%)与对照组(46.67%)比较差异无统计学意义(P>0.05),观察组A等位基因频率(73.33%)高于对照组(53.33%),G等位基因频率(26.67%)低于对照组(46.67%)(P<0.05);癫痫组AA、AG、GG基因型频率(55.56%、38.89%、5.55%)和A、G等位基因频率(75.00%、25.00%)与非癫痫组(50.00%、41.67%、8.33%,70.83%、29.17%)比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 TSC1基因rs3761840位点基因多态性与儿童TSC癫痫的发生无明显相关性。

结节性硬化症5家系临床及基因突变分析

目的分析结节性硬化症的临床表现及基因变异情况。方法回顾分析5个结节性硬化症家系成员的临床资料及基因检测结果。结果 5个家系受累者多表现为不同程度的癫痫发作、色素脱失斑、智力低下。家系1先证者TSC1基因存在c.2074C>T杂合无义突变,其父母该位点未见异常;家系2先证者TSC2基因存在c.2545+10C>T杂合变异,为新发现的剪切变异,其父亲该位点为杂合子;家系3先证者TSC1基因存在c.2497C>T杂合无义变异,其母亲和姐姐该位点均为杂合子;家系4先证者TSC2基因存在c.4375C>T杂合变异,为新发现的无义变异,其母亲、姐姐及哥哥该位点均为杂合变异;家系5先证者未发现明确致病变异。结论具有相同TSC1变异位点的结节性硬化症患儿的临床表现可各不相同;发现新的TSC1致病变异。

结节性硬化症的基因突变研究

目的研究1例中国汉族人结节性硬化症TSC1和TSC2基因的突变情况。方法采用聚合酶链反应(PCR)扩增该例结节性硬化症患者、家族中的正常人以及100名健康对照者的TSC1和TSC2基因的全部外显子,并进行DNA测序分析。结果该例患者TSC1基因第15外显子存在C.1884-1887del AAAG(P.Leu628Leu fs X23)移码突变,引起读码框移位,并在其后第23位氨基酸处提前出现终止密码子TGA。家族中的正常成员及100名无关正常对照未检测出该位点突变。结论 TSC1基因的新缺失突变C.1884-1887del AAAG可能是导致患者临床发病的主要原因,该突变为新突变。

儿童结节性硬化症1例报告并文献复习

患儿男,4月15天。因“反复抽搐5 d”于2018年8月8日入院。现病史:患儿5 d前无明显诱因出现抽搐,表现为点头拥抱样发作,多成串,每天1~2串,每串10余次,发作后精神差、睡眠多。近3 d发作频繁,每天3~5串。不伴发热、吐泻,吃奶量少,尿量减少。个人史:系G2P2,母孕期健康,按时产检均正常,足月顺产,出生体重3.1 kg,生后无窒息抢救史,母乳喂养。生后发育迟缓,目前竖头不稳,不会翻身,面部表情少,不会笑。

结节性硬化症基因突变类型与雷帕霉素治疗效果相关性研究

目的探讨结节性硬化症(TSC)合并癫痫发作患者的基因突变类型与雷帕霉素治疗效果之间的关系。方法对2013年10月至2018年12月在广东三九脑科医院癫痫中心就诊的使用1种抗癫痫药物无效的110例TSC伴癫痫发作患者进行分组,分为雷帕霉素治疗组与非雷帕霉素治疗组,并对上述患者进行TSC基因测序,将基因阳性者分为基因突变后蛋白截短组与非截短突变组,综合分析不同治疗组及不同突变类型组间的临床资料,并对基因突变类型与雷帕霉素治疗效果进行相关分析。结果110例TSC伴癫痫发作患者中,87例(79.1%)患者TSC基因阳性,其中TSC1基因阳性35例(40.2%),TSC2基因阳性52例(59.8%);蛋白截短突变32例(36.8%),非蛋白截短突变55例(63.2%)。其中39例(44.8%)给予雷帕霉素治疗,48例(55.2%)给予非雷帕霉素治疗。在雷帕霉素治疗组中,截短突变与非截短突变的治疗有效率存在统计学差异(χ^2=4.932,P=0.026);在非雷帕霉素治疗组,截短突变与非截短突变的有效率之间亦存在统计学意义(χ^2=5.610,P=0.018)。结论截短突变的TSC合并癫痫发作的患者,添加雷帕霉素治疗效果优于添加其他抗癫痫药物或生酮饮食治疗。非截短突变的患者使用一般抗癫痫药物或生酮饮食治疗有效率更高。

结节性硬化症家系TSC1/TSC2基因变异的分析及产前诊断

目的对29个结节性硬化症(tuberous sclerosis complex,TSC)家系进行TSC1、TSC2基因的变异筛查,并对其中14个家系的高危胎儿进行产前诊断,探讨二代测序(next generation sequencing,NGS)联合多重连接探针扩增(multiple ligation-dependent probe amplification,MLPA)对TSC相关变异的筛查效果。方法采用NGS-Sanger测序和MLPA技术对29个家系的先证者进行TSC1/TSC2基因的变异检测;抽取胎儿羊水或绒毛样本,通过亲子鉴定试验排除母体污染;针对先证者携带的致病变异对胎儿进行基因诊断。结果在29个TSC家系中共检出27种疑似致病变异,其中TSC1变异5种(18.5%),TSC2变异22种(81.5%),12种未见文献报道。14个接受产前诊断的家系中,5个家系的胎儿为患者,其中2例胎儿携带TSC2基因新发变异,超声提示心脏多发横纹肌瘤,其余9个家系的胎儿判断为正常。结论本研究拓展了TSC1、TSC2基因的变异谱。高通量测序结合MLPA可以高效、准确地为TSC患者提供基因诊断。

结节性硬化症患儿52例临床表型及基因型特点分析

目的分析52例结节性硬化症患儿的临床表型及TSC1/TSC2基因变异情况。方法收集2017年1月至2022年10月就诊于临沂市人民医院的59例结节性硬化症患儿的临床资料,对其主要家系成员进行TSC1及TSC2基因检测,分析致病性,并将基因检测阳性患儿分为TSC1基因变异组和TSC2基因变异组,比较两组的临床特征差异性。结果59例患儿中有52例检出TSC1或TSC2基因变异(包括TSC1基因变异17例,TSC2基因变异35例)。52例患儿中男性28例(53.8%),女性24例(46.2%);家族性病例17例(32.7%,包括TSC1基因变异10例,TCS2基因变异7例),散发病例35例(67.3%);皮肤色素脱失斑46例(88.5%),面部血管纤维瘤13例(25.0%),鲨革斑5例(9.6%),室管膜下结节/钙化49例(94.2%),皮质结节47例(90.4.%),室管膜下巨细胞星型细胞瘤2例(3.8%),智力障碍/发育迟缓39例(75.0%),癫痫发作49例(94.2%),心脏横纹肌瘤8例(15.4%),肾血管平滑肌脂肪瘤9例(17.3%),视网膜错构瘤4例(7.7%)。基因检测共检出49种变异,4种为大片段缺失/重复变异,45种为点变异。其中致病性变异41种,可能致病性变异7种,意义未明确1种。共发现国内外尚未见报道的变异位点16种、重复大片段1种。3个高频变异位点为p.Arg692*、p.Arg228*和p.Arg1200Try。TSC1基因变异组和TSC2基因变异组患儿在阳性家族史占比[10/17比7/35(20%),χ^(2)=7.838,P=0.005]、癫痫起病月龄[38.0(0.5~134.0)个月比8.0(0.1~63.0)个月,Z=3.506,P<0.001]及智力障碍/发育迟缓发生率[8/17比31/35(88.6%),χ_(adj)^(2)=8.423,P=0.004]上差异具有统计学意义。结论TSC临床表型谱广泛,可累及全身各个系统,主要为皮肤及神经系统。致病基因为TSC1/TSC2。TSC1基因变异患儿多有家族遗传,TSC2基因变异患儿癫痫起病年龄更早且智力障碍/发育迟缓发生率更高。本研究发现了未见报道的变异位点16种、重复大片段1种,热点变异3种,扩展了结节性硬化症的基因谱。

TSC22D1基因的研究进展

TSC22D1是TSC-22/Dip/Bun家族中的一员,在大鼠、小鼠和人类等不同种属之间具有高度同源性,是一个高度保守的基因;其两个转录本TSC22D1.1和TSC22D1.2在参与细胞生长、分化和凋亡的调控中功能相反,与肿瘤增殖、凋亡等密切相关;不仅仅局限于参与肿瘤进程,且具有协调脂质代谢、诱导细胞衰老、参与细胞外基质重构等生物学功能。本文综述了TSC22D1的相关研究,使其成为一种新的生物学标志物对指导临床诊断、治疗和机制探索具有重要意义。

结节性硬化症家系的基因诊断及产前诊断

目的对结节性硬化症（tuberous sclerosis complex，TSC）患者进行基因突变检测，并在基因诊断结果明确的基础上应用于产前诊断。方法应用聚合酶链反应一变性高效液相色谱（polymerase chain reaction-denaturing high-performance liquid chromatography, PCR-DHPLC）、DNA测序技术，对19个家系的21例TSC患者进行TSC1和TSC2基因的突变检测。结果在19个家系21例患者中发现17种不同的基因突变，其中13种突变未见报道，包括TSC1基因的c．2672delA、c．2672insA和TSC2基因的c．4918insCGCC、c．1143delG、Intron27＋1G〉A、c．1957—1958delAG、Intron5＋1G〉A、c．910insCT、c．2753C〉G、c．4078dupAGCAAGTCCAGCTCCTC、Intron11—1G〉A、Intron14＋1G〉A、c．684C〉A。对7个家系进行了产前诊断，其中6个家系的胎儿均未发现其家系先证者所具有的突变，胎儿出生后电话随访至1～4岁无TSC的症状出现。而另一家系的胎儿携带有和母亲一样的突变，经遗传咨询后，家属选择了引产。结论本研究证实的TSC基因突变中，有76．5％（13／17）的突变均未在其他研究中被发现，说明中国人群TSC基因的突变谱可能与其他人群具有较明显的差异；本研究中TSC基因诊断率为89．5％（17／19），提示TSC的发生可能还有其它未知的遗传病因；在有家族史的病例中，TSC1与TSC2有相似的突变比例，而在散发病例中，TSC2的突变更加常见；13种新突变患者的父母均无类似突变，说明TSC致病基因具有较高的自发突变率。

一例被长期误诊为癫痫的结节性硬化症患者的基因诊断

目的检测1例长期被误诊为癫痫的结节性硬化症患者的TSC1、TSC2基因的突变情况.方法收集患者的临床表型,提取患者及其父母的外周血DNA,用直接测序法检测SC1和TSC2基因的突变.结果患者反复癫痫发作伴后腰鲨革样斑10年.DNA测序显示其TSC1基因第20外显子第2509位与2512位碱基之间缺失了AACA4个碱基,为c.2509_2512delAACA(p.Asn837ValfsX11)移码突变.其表型正常的父母未携带该突变.结论TSC1基因第20外显子c.2509_2512delAACA(p.Asn837ValfsX11)的移码突变是该患者的发病原因.

结节性硬化症患者基因突变与临床表型的关系

目的分析结节性硬化症（TSC）患者基因突变特点及其与临床表型的关系。方法入组了2007年5月至2014年5月在广东三九脑科医院就诊的临床确诊的TSC患者共76例，收集患者临床资料，并进行TSC基因检测，以进一步明确患者基因型与临床表型的关系。结果在76例患者中男性50例（66％），女性26例（34％）。19例存在类囊状结节（31％），69例存在皮肤改变（92％），16例存在肾脏病变（30％），存在智力低下者50例（69％），随访1年以上仍有癫痫发作者36例（49％）。发现TSC1基因突变者22例（29％），TSC2基因突变者39例（51％），未发现基因突变者15例（20％），TSC1基因突变：TSC2基因突变比率大约为3：5。在有TSC基因突变家族史的患者中，TSC1基因突变：TSC2基因突变比率为1：1；在无TSC家族史患者中，TSC1基因突变：TSC2基因突变比率大约为1：2。与TSC1基因突变和未发现突变组相比，TSC2基因突变组在癫痫发病年龄（Z=1．688，P=0．007）、癫痫发病年龄小于1岁（X2=10．584，P=0．001）、癫痫病程（X2=4．996，P=0．025）、痉挛发作（X2=10．111，P=0．001）、类囊状结节（X2=9．182，P=0．002）、皮肤改变（X2=9．016，P=0．003）和肾脏病变（X2=6．079，P=0．014）等方面差异有统计学意义。未发现基因型与智力的关系。结论TSC1基因突变和未发现基因突变者临床表型较轻，TSC2基因突变者临床表型重，TSC2基因突变患者癫痫发病年龄小，尤其好发于1岁以内，更容易出现痉挛发作、颅内类囊状结节、皮肤改变和肾脏病变等。因此对于TSC2基因突变患者应给予积极的治疗。

三例心脏横纹肌瘤胎儿的基因诊断

目的探讨超声心动图联合基因检测对胎儿心脏横纹肌瘤的诊断意义。方法收集2018年3月至2019年3月于中国医科大学附属盛京医院经超声诊断为心脏横纹肌瘤的3例胎儿的临床资料及引产后胎儿组织。应用高通量测序技术对胎儿样本进行全外显子测序,应用Sanger测序技术对筛查到的可疑变异位点进行验证。检索胎儿心脏横纹肌瘤相关文献,总结胎儿超声心动图特征及基因诊断结果。结果3个家系胎儿超声心动图结果均提示心室内多发高回声团,确诊为心脏横纹肌瘤。基因检测结果提示家系1胎儿携带TSC1基因c.740G>A(p.W247*)杂合变异,家系2胎儿携带TSC2基因c.3352C>T(p.Q1118*)杂合变异,家系3胎儿携带TSC1基因c.1579C>T(p.Q527*)杂合变异,3个家系中胎儿父母均未携带相应变异。统计分析109例资料较为完整的心脏横纹肌瘤胎儿,其中79例胎儿心脏横纹肌瘤为多发性,89例横纹肌瘤位于心室及室间隔上,完善基因诊断的94例胎儿中74例携带有TSC1或TSC2基因变异。结论胎儿心脏横纹肌瘤常表现为心室内多发性高回声团,且多数为结节性硬化症的胎儿期表现,建议进一步完善产前基因诊断。

结节性硬化伴难治性癫痫儿童的手术治疗分析

目的分析42例儿童结节性硬化伴难治性癫痫的手术治疗情况。方法选择2008年4月至2019年3月本院临床及病理明确诊断为结节性硬化伴难治性癫痫患儿42例。所有患儿均行磁共振检查,41例实施长程视频脑电图监测,30例实施基因检测。所有患儿均实施详细术前评估并行直接切除手术或颅内电极热凝手术。结果42例患儿中EngelⅠ级31例,占73.8%;Ⅱ级6例,占14.3%;Ⅲ级3例,占7.1%;Ⅳ级2例,占4.8%。31例无发作患儿中有脑电图异常19例,其中16例一直有放电,3例在术后1年内脑电图异常,之后正常;其余12例患儿术后复查脑电图正常。1例全面性痉挛发作术后6年无发作。结论儿童结节性硬化伴难治性癫痫的致痫灶往往是单一病灶或者有主要局限区域,通过详细术前评估可准确识别出致痫结节,获得良好的手术疗效。

应用IonTorrent半导体测序技术检测结节性硬化症患者的致病突变

目的建立基于IonTorrent半导体测序技术的结节性硬化症（tuberoussclerosiscomplex，TSC）TSC1／TSC2基因诊断和产前诊断方法，并评价其临床应用价值。方法应用IonTorrentPGM测序仪对2个TSC家系的患者及1例散发型TSC患者进行TSC1／TSC2基因测序，筛选致病突变并用Sanger测序验证。同时对1例胎儿的TSC1／TSC2基因的相应位点进行检测以明确受累情况。结果家系1患者TSC2基因检测到c．311-312insGCTG移码突变，为可疑致病突变；家系2患者TSCg基因检测到c．1790A〉G（p．His597Arg）错义突变，亦为可疑致病突变，其胎儿未携带同样的突变。结论建立了基于Ion Torrent半导体测序技术的TSC基因诊断方法，可为临床诊断及遗传咨询提供依据，并对1例胎儿进行了产前诊断，具有较高的临床应用价值。