论文摘要
第1部分三个遗传性对称性色素异常症家系的致病基因突变筛查和功能研究遗传性对称性色素异常症（dyschromatosis symmetrica hereditaria, DSH）（OMIM#127400）,又称对称性肢端色素异常症,是一种罕见的常染色体显性遗传性皮肤病。DSH的典型临床表现是,患者手、足的背面呈现色素沉着斑,间杂以色素减褪斑,患者面部呈现雀斑样的色素沉着斑点。研究表明,RNA腺苷脱氨酶-1（adenosine deaminase acting on RNA1, ADAR1）基因的突变与DSH的发生有关.ADAR1基因编码一种双链RNA编辑酶,催化腺嘌呤核苷酸（adenosine,A）到次黄嘌呤核苷酸（inosine, I）的转换。人类ADAR1基因有两个不同的转录起始位点,因此ADAR1蛋白存在两种亚型,分别是p150和p110。p150亚型全长1226个氨基酸,由I型或II型干扰素（interferon, IFN）诱导表达；N-端截短的p110亚型全长931个氨基酸,对应于p150亚型的296-1226位氨基酸,以组成型方式表达。尽管研究表明ADAR1基因的突变可导致DSH的发生,但两种ADAR1亚型在DSH发病中的作用尚不清楚。在本研究中,我们首先对三个中国DSH家系进行了ADAR1基因的突变筛查,ADAR1基因所有外显子和毗邻的内含子序列通过PCR扩增,经纯化后直接测序。对检测到的ADAR1新突变位点,采用迷你基因（minigene）策略和双萤光素酶报告基因分析进行功能研究。我们在三个DSH家系中检测到三个不同的ADAR1基因突变位点,分别是：c.271272delAG、c.3169de1C和c.1491dupA,其中c.271272delAG是位于ADAR1基因第2个外显子上的2bp AG缺失的新突变位点。对该突变位点进行的功能研究,结果表明AG缺失可引起p150发生移码突变,突变的p150转录本可发生无义介导的mRNA降解（nonsense-mediatedmRNA decay, NMD）;该突变位点位于p110亚型的5’-非翻译区（untranslated region, UTR）,没有改变p110亚型的编码氨基酸序列,功能研究也显示该突变位点对p110的表达没有明显影响。因此,该研究证实ADARl p150亚型在DSH发生过程中起关键作用,同时也为理解DSH发病的分子机制提供了重要的线索和思路。第2部分SASH1介导的遗传性泛发性色素异常症的发病机制研究遗传性泛发性色素异常症（dyschromatosis universalis hereditaria, DUH）（OMIM%127500）与DSH （OMIM#127400）的临床表现相似,但患者色素沉着和色素减褪性皮损蔓及全身。SASH1（SAM and SH3domain-containing protein1）基因的突变与DUH的发生有关,其编码蛋白是SH3/SAM接头蛋白家族成员之一,蛋白质结构中包含一个SLY （lymphocyte signaling adaptor）结构域、一个SH3（SRC homology3）结构域和两个SAM （sterile alpha motif）结构域。SASH1作为一个潜在抑癌基因,在多种肿瘤中均有表达下调的现象。目前对SASH1的研究主要集中在其调节肿瘤发生机制方面,采用模式生物在整体水平研究SASH1基因的生物学功能还尚未报道。本研究应用sash1a斑马鱼下调模型对sash1a在调节色素细胞和神经嵴细胞发育过程中的新功能和相关机制进行了研究和探索。通过对斑马鱼Sash1a蛋白的氨基酸序列进行比对分析,结果显示Sashla同样具有SLY、SH3和SAM三种结构域,且与人类SASH1的结构域高度保守。使用斑马鱼胚胎整体原位杂交对sash1a在斑马鱼胚胎发育过程中的时空表达进行研究,结果显示sash1a在斑马鱼胚胎发育的原肠胚后期广泛高表达,在胚胎发育后期主要集中在脑部表达,提示sash1a可能与斑马鱼原肠胚后期和胚胎脑部发育有密切关系。我们使用吗啉代寡核苷酸（morpholino oligonucleotide, MO）和显微注射技术建立了sash1a下调的斑马鱼模型,观察到sash1a下调可特异引起斑马鱼色素细胞着色不足、分布紊乱和色素细胞数量减少,并引起神经嵴细胞迁移延迟和神经嵴衍生细胞的特化异常。通过基因表达谱芯片和定量PCR分析,结果显示sash1a下调可特异激活p53信号通路。激活的p53信号通路,一方面可引起斑马鱼神经管区域的细胞凋亡,另一方面可导致斑马鱼的背景适应调节异常。因此,该研究揭示了sash1a在调节斑马鱼色素细胞和神经嵴细胞发育过程中发挥重要作用,为进一步理解人类SASH1基因在DUH发生过程中的作用提供了重要的理论基础。
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