小瞼裂綜合征的基因定位和突變研究進(jìn)展

小瞼裂綜合征又稱瞼裂狹小、倒轉(zhuǎn)型內(nèi)眥贅皮和上瞼下垂綜合征(blepharophimosis epicanthus in-versus and ptosis，BPES)，1875年，Galeyowski首先報(bào)告本病，1912年，Komoto有詳細(xì)描述。1981年，Bengin等將其正式命名為Komoto氏綜合征。為常染色體顯性遺傳性疾病，與正常人相比，瞼裂水平徑及垂直徑明顯變小，臨床特點(diǎn)主要表現(xiàn)為瞼裂小、倒轉(zhuǎn)型內(nèi)眥贅皮、上瞼下垂、內(nèi)眥遠(yuǎn)距下瞼外翻、鼻梁低平、上眶緣發(fā)育不良等一系列眼瞼和顏面發(fā)育異常，部分患者還常伴有智力低下、生長(zhǎng)障礙、心房或室間隔缺損及肌張力低下等表現(xiàn)。它分為兩個(gè)亞型，I型女性患者因卵巢功能早衰(premature ovarian failure，POF)導(dǎo)致不育，男性生育功能正常；Ⅱ型男女均可生育。該病在人群中的發(fā)病率為1/100 000，近年來(lái)，研究者們采用基因連鎖分析、定位克隆等方法對(duì)其致病基因的定位及突變進(jìn)行了大量的研究，現(xiàn)對(duì)其綜述如下。

1BPES的基因定位

1.1 3號(hào)染色體：早在1993年，Jewett等[1]研究發(fā)現(xiàn)BPES患者染色體3q22(3號(hào)染色體長(zhǎng)臂2區(qū)2帶)缺失，并推測(cè)位于3q22～q23區(qū)域的基因位點(diǎn)很可能控制眼瞼發(fā)育。1995年，Warburg[2]等發(fā)現(xiàn)另外3例患BPES伴有智力低下的男孩同樣存在染色體異常：1例為3p25缺失，另1例因?yàn)槿旧w的不平衡異位t(2；3)導(dǎo)致3q23缺失，第3例患者為7q34缺失。與3號(hào)染色體異常有關(guān)的兩個(gè)男孩出現(xiàn)了相似的基因表型，而第3例患者同時(shí)伴有Smith-Lemli-Opitz綜合征。這就進(jìn)一步提示BPES基因與3q23區(qū)域有關(guān)。同年，Small等[3]對(duì)兩個(gè)具有明顯顯性遺傳的BPES家系3q區(qū)域的17個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)進(jìn)行基因連鎖分析，證實(shí)RH0、ACPP和D3S1238的Lod值最大，為3.23，由此得出結(jié)論，與BPES有關(guān)的致病基因位于3q22。1998年，Costa等[4]對(duì)兩個(gè)無(wú)親緣關(guān)系的3歲和5歲的BPES并伴有其他畸形的男孩進(jìn)行高分辨率染色體顯帶分析表明，兩個(gè)患兒分別存在3q22.2～q25.1和3q22.2～q24缺失，在此之后，他綜合分析比較了8例3q2中間缺失和6例該區(qū)域重排的患者，發(fā)現(xiàn)這些患者的表現(xiàn)型上出現(xiàn)了很大程度的相似。De Baere等[5]在一個(gè)BPESB患者中發(fā)現(xiàn)存在t(3；4)(q23；p15．2)易位，并用D3S16152．D3S1316區(qū)域的8個(gè)YAC對(duì)3q23斷裂點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)定位，發(fā)現(xiàn)5個(gè)YAC跨越3q23斷裂點(diǎn)，用其中的2個(gè)YAC 與人RPCI1 PAC文庫(kù)和3號(hào)染色LLNL粘粒文庫(kù)雜交分別獲得12個(gè)YAC和50個(gè)粘粒，從而構(gòu)建了詳細(xì)的YAC和粘粒物理圖譜。2001年，Dollfus等[6]對(duì)一印地安Ⅱ型BPES大家系進(jìn)行了TWIST基因突變分析，TWIST基因編碼一個(gè)具有bHLH區(qū)域的轉(zhuǎn)錄因子，在雜合子狀態(tài)的Saethre-Chotzen綜合征(scs)的患者中發(fā)現(xiàn)該基因有突變，SCS是常見的常染色體遺傳疾病，表現(xiàn)為顱骨狹窄，輕度的肢體和外耳畸形，常有上瞼下垂。在研究中，對(duì)TWIST基因進(jìn)行分子遺傳學(xué)分析并對(duì)該家系重新進(jìn)行臨床評(píng)價(jià)，以確定顯著的眼瞼畸形是否是SCS表現(xiàn)譜的臨床變異。對(duì)該家系31個(gè)成員的DNA進(jìn)行單鏈構(gòu)象多態(tài)性(SSCP)分析和直接測(cè)序，16位以前診斷眼瞼異常的患者DNA擴(kuò)增后出現(xiàn)遷移異常，直接測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)有相同的突變，即在+82處發(fā)生堿基置換(C-T)，使密碼子CAG變?yōu)門AG，預(yù)示蛋白翻譯將在遠(yuǎn)離bHLH基序的上游位置提前終止，而bHLH基序是與組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶相互作用的部位。攜帶突變基因的家系成員有些表現(xiàn)非常輕度的SCS癥狀，即無(wú)明顯的顱骨狹窄，主要為眼瞼畸形；而其他的經(jīng)臨床和x線檢查均發(fā)現(xiàn)有顱骨狹窄、短指畸形、外耳畸形。因此，該家系患者應(yīng)診斷為SCS。綜上所述，對(duì)該印第安家系的遺傳和表型的分析說(shuō)明BPES可能具有單一的位點(diǎn)—3q22～q23。

1.27號(hào)染色體：Bianchi等[7]曾對(duì)兩個(gè)伴有BPES等多種畸形的嬰兒進(jìn)行了細(xì)胞遺傳學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)有7p13～7p15中間缺失。而早在1996年，Maw等[8]對(duì)上一印第安Ⅱ型BPES大家系用微衛(wèi)星多態(tài)性標(biāo)記(D3S1551、D3S1290、D3S11569、D3S1316、D3S1555)，對(duì)患者的DNA樣品進(jìn)行兩點(diǎn)連鎖分析，沒有發(fā)現(xiàn)連鎖。而且，染色體分離模式證實(shí)沒有明顯的BPES等位基因與多態(tài)性標(biāo)記共同分離。由于兩個(gè)BPES患者有7p缺失，因此，7p被認(rèn)為是一個(gè)BPES候選區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的多態(tài)性標(biāo)記也進(jìn)行連鎖分析，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)患者中有染色體重組，該區(qū)域位于D7S488的著絲粒區(qū)和D7S629的端粒區(qū)。在該印第安家系的第二代患者中，3例患病同胞在D7S2551處的基因型有5/6是相同的，而未患病同胞基因型的相似性僅為1/2。在患者的Ⅲ代和Ⅳ代后裔中，11例患病者和11例未患病者中均有3人遺傳了相同的D7S2551等位基因。在這個(gè)家系的14例患者中，6例有單側(cè)的BPES癥狀，而兩個(gè)未患病的個(gè)體遺傳了與BPES有關(guān)的基因缺陷都有倒轉(zhuǎn)性內(nèi)眥贅皮；在關(guān)鍵區(qū)域發(fā)生重組而未患病的個(gè)體具有臨界性的倒轉(zhuǎn)性內(nèi)眥贅皮。這些研究表明，在該研究中被定位的致病基因可能只是表現(xiàn)度不同而不是真正的非外顯性。對(duì)患者用D7S488、D7S2551、D7S2562標(biāo)記進(jìn)行兩點(diǎn)和多點(diǎn)分析都在D7S2562處出現(xiàn)Lod峰值。因此，認(rèn)為該家系BPES致病基因位于7p13～p21，在D7S2551位點(diǎn)附近，但其外顯率降低，結(jié)合從前報(bào)道的BPES致病基因位于3q2區(qū)域，說(shuō)明BPES可能存在基因座異質(zhì)性。

2BPES候選基因

2.1 FOXL2基因：FOXL2基因定位于3q23，由長(zhǎng)2.7kb的單個(gè)外顯子組成，其編碼蛋白質(zhì)屬于forkhead轉(zhuǎn)錄因子大家族，由376個(gè)氨基酸組成，其中包含一個(gè)由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的forkhead DNA結(jié)合區(qū)和一個(gè)多聚丙氨酸區(qū)。2001年，Crisponi等[9]克隆了該基因，發(fā)現(xiàn)FOXL2在形成小鼠的間葉細(xì)胞中和成鼠的卵巢濾泡中表達(dá)，在成年人的卵巢中顯著表達(dá)。De Baere等[10]對(duì)診斷分型明確及不明確的BPES家系、散發(fā)的病例進(jìn)行FOXL2突變譜的研究表明，兩型BPES均存在著基因型和表現(xiàn)型的相互關(guān)聯(lián)。FOXL2突變導(dǎo)致蛋白截短，無(wú)論該截短蛋白包含還是不包含forkhead區(qū)域均導(dǎo)致I型BPES，而于forkhead區(qū)域內(nèi)或其下游開始的復(fù)制，以及框架向下游移位的復(fù)制，均可產(chǎn)生一種延長(zhǎng)的蛋白，導(dǎo)致Ⅱ型BPES。而且，30例不伴有BPES的POF(premature ovarian failure)患者，沒有發(fā)現(xiàn)FOXL2突變。一部分患者的基因缺陷不存在于FOXL2的編碼區(qū)，而可能存在一種位置效應(yīng)。Yamada等[11]對(duì)一日本家系的3例患者進(jìn)行直接的基因序列分析，發(fā)現(xiàn)FOXL2基因1 092～1 108之間的17個(gè)堿基缺失，而在對(duì)照的100名正常人中，未發(fā)現(xiàn)缺失。因此認(rèn)為，F(xiàn)OXL2基因的17個(gè)堿基缺失可能與日本人BPES的發(fā)病有關(guān)。Cha等[12]對(duì)韓國(guó)的BPES患者的FOXL2基因進(jìn)行的突變分析表明，在其研究的9個(gè)BPES家系中的5個(gè)和7例BPES散發(fā)病例中的3例存在FOXL2基因突變。在其中一個(gè)BPES家系的患者中發(fā)現(xiàn)存在14kb的缺失(939～952del14)，這個(gè)缺失會(huì)導(dǎo)致從G235W處發(fā)生移碼，并且使其編碼的蛋白質(zhì)延長(zhǎng)至527個(gè)氨基酸。在1例散發(fā)的BPES病例中發(fā)現(xiàn)存在1個(gè)異常的845C A的顛換而導(dǎo)致的無(wú)義突變。1個(gè)散發(fā)病例攜帶17bp的重復(fù)(1080-1096dup17)。此外，在研究的4個(gè)家系中的8例患者及1例散發(fā)的病例中還發(fā)現(xiàn)存在框內(nèi)30bp的重復(fù)。Bell等 [13]對(duì)兩個(gè)BPEs家系的FOXL2突變進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)由于堿基插入或基因內(nèi)重復(fù)導(dǎo)致框架移位突變，一個(gè)家系發(fā)生蛋白翻譯提前終止，另一個(gè)家系則產(chǎn)生較大的蛋白。根據(jù)目前的數(shù)據(jù)，他們認(rèn)為第一個(gè)家系是I型BPES，而第二個(gè)家系為Ⅱ型BPES，盡管在第一個(gè)家系內(nèi)有女性患者不育，但3例年幼的女性都有正常的盆腔超聲和激素水平，因此，說(shuō)明兩型BPES的劃分并不像提到的那樣清楚。De Baere等[14]對(duì)28例志愿的先證者進(jìn)行了FOXL2突變的篩選—其中包括來(lái)自兩例I型BPES、4例Ⅱ型BPES、1例既有I型又有Ⅱ型的家系的患者，再加15例散發(fā)的以及來(lái)自6例BPES家系的但是類型難以確定的病例，所有患者都具有明顯正常的染色體組型。共發(fā)現(xiàn)了21個(gè)FOXL2突變。確切來(lái)講，包括2個(gè)錯(cuò)義突變，1個(gè)無(wú)義突變，12個(gè)插入或缺失導(dǎo)致框架移位，5個(gè)框架內(nèi)改變導(dǎo)致聚丙氨酸擴(kuò)增，1個(gè)微缺失，其中的16個(gè)是異常的。對(duì)21個(gè)FOXL2突變(16個(gè)新的病例)進(jìn)行ORF、5'非翻譯區(qū)及核心啟動(dòng)子序列分析，并進(jìn)行熒光原位雜交分析，結(jié)果表明，存在兩個(gè)突變熱區(qū)，30％的FOXL2導(dǎo)致聚丙氨酸增加，13％是新的框架外復(fù)制。研究認(rèn)為，聚丙氨酸肽段前有截短的預(yù)告蛋白的突變，發(fā)生POF的幾率就高，而那些包含有完整的聚丙氨酸肽段和forkhead的突變，蛋白無(wú)論是截短的還是延長(zhǎng)的，甚至在同一個(gè)家系均有可能導(dǎo)致兩型BPES，因此，De Baere等對(duì)之前所得出的基因型與表型的關(guān)系做了進(jìn)一步的修正。因此，用分子檢測(cè)預(yù)測(cè)POF的患病率應(yīng)慎重。2006年以來(lái)，唐勝建等[15-16]研究顯示在1個(gè)Ⅱ型小家系的2例患者和1例散發(fā)患者中發(fā)現(xiàn)了FOXL2 901-930重復(fù)插入突變，而在正常人對(duì)照中，沒有發(fā)現(xiàn)該突變。一級(jí)結(jié)構(gòu)分析顯示，F(xiàn)OXL2突變前后蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量發(fā)生了明顯的改變，但蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沒有發(fā)生改變。二級(jí)結(jié)構(gòu)分析顯示，F(xiàn)OXL2為一跨膜蛋白，其聚丙氨酸肽段包含1個(gè)α-螺旋區(qū)，該螺旋區(qū)域位于跨膜區(qū)內(nèi)；發(fā)生突變后，聚丙氨酸擴(kuò)增（222-232插入10），螺旋區(qū)域長(zhǎng)度增加，從而使α-螺旋占整個(gè)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的比例較突變前增加了4.1％，而β折疊與無(wú)規(guī)卷曲的比例相應(yīng)下降。突變前后其編碼蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)存在的顯著差異，可能與BPES發(fā)病密切相關(guān)。但是有些BPES的家系和散發(fā)病例中并沒有檢測(cè)到FOXL2基因的突變。這可能是由于基因的表達(dá)不僅需要正常的編碼序列同時(shí)也需要調(diào)控區(qū)域的作用，這個(gè)區(qū)域可能與目標(biāo)基因相距甚遠(yuǎn)。2004年，Crisponi等[17]報(bào)道了在距離FOXL2基因5' 端轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)171kb處的平衡易位斷點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致BPES，此外他們還在3號(hào)染色體上進(jìn)行了500kb范圍的序列分析以尋找FOXL2的遠(yuǎn)程調(diào)控序列，通過(guò)人類和山羊基因組DNA與染色體畸變分析發(fā)現(xiàn)另一種基因MRPS22的外顯子6、ll和l2都可能與FOXL2的調(diào)控有關(guān)，它們的突變有可能影響FOXL2的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，從而引起B(yǎng)PES的表型。以上研究表明，在一些沒有找到突變的BPES家系中可能存在基因調(diào)控序列的異常。

3展望

盡管目前的研究已將BPES致病基因定位于3q23上，且候選基因主要集中在FOXL2，越來(lái)越多的研究者開始關(guān)注BPES中的FOXL2基因突變以及其對(duì)卵巢功能的影響機(jī)制，但由于FOXL2是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因，它不同的突變是如何引起B(yǎng)PES的各種癥狀，又是如何發(fā)揮作用的，還需要更深入的研究。

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[收稿日期]2008-03-15[修回日期]2008-05-26

編輯/李陽(yáng)利