關鍵詞:肌營養(yǎng)不良;基因;缺失
摘要:目的 了解中國人Duchenne和Becker型肌營養(yǎng)不良癥患者基因缺失情況。 方法 用覆蓋dystrophin cD-NA全長56.3%的5個dystrophin cDNA探針檢測41名無親緣關系的DMD/BMD患者。 結(jié)果 22名(54%)患者存在基因突變,其中DMD患者的檢出率為56.7%:BMD患者的檢出率為45%。21名患者存在基因缺失,占檢出數(shù)的95.45%。 結(jié)論 缺失主要分布在cDNA8檢測區(qū),其次在cDNA1-2a檢測區(qū)。
關鍵詞:肌營養(yǎng)不良;基因;缺失
Study on the gene deletion in patients with Duchenne muscular dystrophy(DMD and Becher muscular dystrophy(BMD).
Abstract:Objective To investigate the circumstances of gene deletion of Chinese patients with Duchnne’s type muscular dys-trophy(DMD and Becher muscular dystrophy(BMD). Methods Circumstances of gene deletions in41unrelated DMD and BMD patients were studied by using a32-p-dCTP labeled dystrophin cDNA probe(1-2a,4-Sa,Sb-7,8and9)covering56.3%of dystrophin full-length cDND. Results Gene mutation was observed in22patients accounted for56.3%,the DMD detection rate was56.7%and BMD detection rate was45.0%.Gene deletion wasoccurred to21patients accounted for95.45%of the total de-tected. Conclusion The hot point of gene deletion in DMD patients was mainly distributed in the cDNA8region(exon47~52and followed by the cDNA1~2a region(exon1~9).The deletion was not evenly distributed involving different exons and extent.
Key words:Muscular dystrophy;Gene;Deletion
Duchenne和Becker型肌營養(yǎng)不良癥(DMD/BMD)是我國最常見的與X染色體連鎖的隱性遺傳性疾病,發(fā)病率約1/3300活男嬰 [1] 。該病系肌營養(yǎng)不良蛋白(dystrophin)基因突變所致 [2,8] 。DMD患者在2~3歲出現(xiàn)肌無力,漸發(fā)展成不能行走,12歲開始依賴輪椅,20歲左右常因呼吸衰竭死亡;BMD患者臨床癥狀較緩和,大多在15歲以后的某個時期依賴輪椅,但有的直到60歲仍能行走 [1] 。
1 對象和方法
1.1 研究對象 41名無親緣關系的DMD/BMD患兒標本隨機收集自解放軍總醫(yī)院肌病門診。其中DMD患者30名,年齡在2~23歲;BMD患者11名,年齡在12~38歲。根據(jù)進行性肌萎縮、肌無力,腓腸肌假性肥大,家族史,血清CK值顯著增高,肌電圖呈肌源性損害,肌活檢示肌肉壞死、變性、再生、結(jié)締組織增生等特征確診患者。取5名正常女性標本作為對照。
1.2 方法 實驗所用dystrophin cDNA探針菌種購自美國ATCC公司。采用堿變性法抽提質(zhì)粒DNA [3] ,用限制性內(nèi)切酶EcoR I和/或HindⅢ酶切質(zhì)粒,電泳分別回收5個探針片段:cDNA 1-2a ,cDNA 4-5a ,cDNA 5b-7 ,cDNA 8 和cDNA 9 。隨機引物法將α-32p-dCTP(Amer-sham)標記于cDNA探針上 [4] 。按Smith方法制備白細胞DNA [5] ,用HindⅢ完全酶解后于0.8%的瓊脂糖凝膠中電泳36~48h,再經(jīng)Southern印跡將DNA轉(zhuǎn)移至尼龍膜(Hybond TM -N+,Amersham)上,固定后置于預雜交液中(0,5M Na-PO 4 pH7.2,7%SDS,0.1%鮭魚精DNA,lmM EDTA),65℃預雜交3h,加入變性后的探針繼續(xù)于65℃雜交12h [6] 。-70℃放射自顯影3~7d,沖片后分析結(jié)果。
2 結(jié)果
用覆蓋dystrophin全長56.3%的上述5個cDNA探針,從41名病人中檢出22例有基因突變,占全部患者的53.66%。其中DMD病人17名,占DMD病人的56.7%(17/30);BMD病人5名,占其患者數(shù)的45.4%(5/11)。22例基因突變中,21例為基因缺失,另1例為存在一異常的連接片段,其具體突變類型未被檢出。如表1所示。
3 討論
3.1 缺失突變 從表1中看到,21例缺失不規(guī)則地分布在cDNA檢測區(qū)。缺失相對集中在兩個區(qū)域:cD-NA 8 檢測區(qū)(15例,占71%)和cDNA 1-2a 檢測區(qū)(5例,占24%)。cDNA 5b-7 和cDNA 9 檢出的9例缺失中,有8例缺失區(qū)延伸至cDNA 8 檢測區(qū)。這種缺失區(qū)分布特征與國外大綜報道一致 [7] 。
缺失所累及的外顯子數(shù)目不一,或為一個,或達28個。每個外顯子受累頻度亦不相同,或為1次,或為13次(48號外顯子),見表1。外顯子受累頻率為PCR檢測患者提供了參考依據(jù)。
表1 41例DMD/BMD患者的缺失情況(略)
Tab1 Deletions Of41DMD/BMD Patients
*注:本組患者中共有21例患者存在缺失突變。Note:21cases with deletion mutations.
Dystrophin基因位于Xp21區(qū)帶,長達2300Kb,是迄今所知最長的一個基因 [8] 。該基因外顯子9-60之間有26個同源順序,它們在姊妹染色體分裂過程中較容易發(fā)生染色體內(nèi)同源順序重組,造成同源順序間的DNA丟失 [7] 。由于同源順序多,分布廣泛,同源順序重組致使DNA斷裂點多,缺失位置和范圍不定,可以解釋DMD/BMD患者dystrophin基因內(nèi)形式多樣的缺失突變。
3.2 根據(jù)整碼缺失部位推測dystrophin基因的關鍵區(qū) 移碼突變致使外顯子缺失及與其相連的外顯子遺傳密碼的變化,影響到dystrophin的半胱氨酸富集區(qū)和C末端,從而根據(jù)移碼突變不易判定dystrophin的關鍵區(qū)段。而通過分析整碼缺失則有可能達到此目的。如表2對患者臨床表型、起病年齡和整碼缺失區(qū)域進行對比分析后,我們推測dystrophin基因的關鍵區(qū)之一位于50和51號外顯子。從表2中看到,外顯子整碼缺失較少的12號和19號患者,發(fā)病早于缺失數(shù) 較多的8號、10號和11號患者。前者1~2歲發(fā)病,累及50~51號外顯子,后者4~6歲發(fā)病,未累及這兩個外顯子。另2例BMD患者(1和4號患者)外顯子整碼缺失個數(shù)相同,均為3個,分別累及3~5號和47~49號外顯子。而后者發(fā)病較早(13歲),可能說明47~49號外顯子編碼的氦基酸序列較重要,這與它們同關鍵的50~51號外顯子相連,并協(xié)助50~51號外顯子發(fā)揮功能有關。
表2 整碼缺失突變與臨床表現(xiàn)的關系(略)
Tab2 The relation of In-frame deletions and clinical representations
3.3 其它突變類型 本組尚有19例患者(占46.3%)未被檢出dystrophin基因組DNA/HindⅢ片段的異常。用cDNA雜交檢測的方法,分辨率在400bp以上,故不可能發(fā)現(xiàn)基因內(nèi)的微小突變及點突變。部分探針(cDNA 2b-3,10-14 )未進行檢測,亦遺漏了部分基因突變的檢出。據(jù)報道,dystrophin基因突變類型尚有重復突變、易位、基因內(nèi)到位、及影響mRNA后加工的內(nèi)含子的突變 [9] 。
參考文獻:
[1]l劉焯霖,梁秀齡[M].神經(jīng)遺傳病學.北京:人民衛(wèi)生出版社出版,1988,125.
[2]Koemg M,Monaco AP,Kunkel LM.The complete sequence of dystrophin predicts a rodshaped cytoskeletal protein[J].Cell,1988,53:219.
[3]Maniatis T,F(xiàn)ritsch EP,Sambrook J(eds).Large-scale isolation of plas-mid DNA[J].Molecular cloning-A laboratory manual6th ed.1982,86.
[4]Feinberg AP,Vogelstem B.A technique for radiolabelling DNA restriction endonuclease fragments to high specific activity[J].Anal Biochera,1983,132:6.
[5]Smith CL.Purification,specific fragmentation and separation of large DNA molecules.In methods in Enzymology;Recombinat DNA,ed.R Wu Aca-demic Press[J].Nes York,1987,155:449.
[6]Wetmur JG and Davidson N.Kinetics ofrenaturation of DNA[J].J Mol bi-ol,1968,31:349.
[7]Blonden CJ.242breakpoints in the200-Kb deletion-prone P20regm of the DMD gene are wildely spread[J].Genomics,1991,10:631.
[8] Koenig M,Hoffman EP,Bertelson CJ,et al.Complete cloning at the Duchenne muscular dystrophy(DMD)eDNA and preliminary genomie orga-nization of the DMD gene in normal and affected individuals[J].Cell,1987,50:509.
[9]Koemg M,Beggs AH,Moyer M,et al.The molecular basis for Duchenne versus Becket muscular dystrophy correlation of severitywith type of deletion [J].Am J Hum Genet,1989,45:498.