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Science子刊:匡延平團隊發(fā)現(xiàn)命名了一種全新的人類遺傳疾病——中國生物器材網(wǎng)

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2019-04-04  來源:儀器信息網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):1072
Science子刊:匡延平團隊發(fā)現(xiàn)命名了一種全新的人類遺傳疾病 點擊次數(shù):54 發(fā)布日期:2019-4-4 來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負

上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院(上海九院)、西北婦女兒童醫(yī)院、復旦生物醫(yī)學研究院、復旦大學附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院以及中科院神經(jīng)所等機構的研究人員首次命名了一種全新的孟德爾遺傳疾?。炎铀劳觯⒃谂囵B(yǎng)細胞、非洲爪蟾卵母細胞、小鼠卵母細胞和利用一位患者(Q392*)的突變衍生的過表達工程小鼠等模型中深入闡明了致病機制,從而證明了PANX1基因突變影響蛋白糖基化、通道激活和ATP釋放,該疾病也是有關PANX1家族成員異常的首個離子通道疾病。

 

2003年上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院輔助生殖科匡延平(Yanping Kuang)教授團隊在人工受精術(IVF)中發(fā)現(xiàn)了一例奇特的病例:患者性激素水平、取卵數(shù)、卵子形態(tài)及體外受精均正常,然而,從受精第二天開始所有胚胎均出現(xiàn)發(fā)黑、萎縮和退化的現(xiàn)象。

 

 

 

隨后他們又發(fā)現(xiàn)了兩個類似表型的獨立家族(家系2和家系3),其中一例(家系2),卵子取出20小時內,未受精即表現(xiàn)出了發(fā)黑、萎縮和退化。與此同時,西北婦女兒童醫(yī)院生殖中心師娟子教授團隊也發(fā)現(xiàn)了相似的病例(家系1)。

 

 

 

當時,沒有醫(yī)學文獻報道描述過這種疾病,致病原因和機制更不得而知。2015年,匡教授聯(lián)合復旦大學的王磊(Lei Wang)、桑慶(Qing Sang)課題組開展調查,聯(lián)合研究團隊將這種全新的疾病命名為 卵子死亡(oocyte death) 。

 

2019年3月27日,聯(lián)合課題小組在 Science Translational Medicine發(fā)表題為 A Pannexin 1 Channelopathy Causes Human Oocyte Death 的最新論文,發(fā)現(xiàn)來自四個獨立家族的患有卵子死亡癥的不孕女性攜帶不同程度的PANXI突變,該病符合孟德爾顯性遺傳特點,正式將這種卵子死亡癥納入孟德爾遺傳疾病行列。

 

對家系1和家系3的患者及其母親進行全基因組測序分析,發(fā)現(xiàn)PANX1基因是唯一與家系1三名不孕患者都有關聯(lián)的突變,至于家系3,PANX1基因的雜合錯義突變是唯一與其不孕有關的突變。兩個家族的突變都源自她們的父親。

 

 

 

qRT-PCR分析表明PANX1在人類卵母細胞、8個細胞胚胎和大腦中的表達量最高(與其他體細胞組織相比)。研究人員又利用免疫熒光探討了其亞細胞定位。早期PANX1主要定位于人卵母細胞和受精卵的細胞膜或細胞界面,提示PANX1對卵細胞膜和早期胚胎可能具有重要生理功能。

 

 

 

PANX1存在三種糖基化狀態(tài):非糖基化蛋白(GLY0)、高甘露糖蛋白(GLY1)以及完全成熟糖蛋白(GLY2)。細胞和卵子功能實驗表明突變會改變PANX1糖基化模式,被改變的糖基化模式與疾病密切相關。體外鼠卵子、非洲爪蟾卵細胞分析,突變亦引起了PANX1通道異常激活,加速了卵子內部ATP釋放,細胞呈現(xiàn)致病表型。

 

在突變鼠模型中,4種點突變對鼠的生育力均無明顯影響,在人卵中,PANX1表達顯著高于鼠卵。研究人員猜測表達差異可能是基因突變鼠無不孕表型的原因。

 

于是,研究人員委托賽業(yè)生物(Cyagen Biosciences)構建了家系1患者Q392*的突變過表達鼠模型,這些小鼠是通過CRISPR-Cas9介導的同源重組產(chǎn)生。向導RNA序列為CTCCAGTCTTTCTAGAAGATGGG靶向鼠Rosa26基因的內含子1,一組線性化的包含ZP3-人類野生型或PANX1突變型(C1174T)cDNA poly(A)的供體載體,該系統(tǒng)與Cas9 mRNA共同注入鼠受精卵,生成打靶KI后代。對F0親代動物進行PCR鑒定和測序分析,作為野生型小鼠進行種系傳遞和F1子代試驗。

 

與卵子特異性表達野生型鼠相比,突變鼠模型如預期一般呈現(xiàn)不孕表型。

 

該研究成果不僅指出了 卵子死亡 疾病的致病突變和致病機理,同時也提供了首個深入研究PANX1病理學功能的疾病鼠模型,擴大了人類孟德爾遺傳疾病版圖,提示人類卵子及早期胚胎中可能隱藏大量前所未知的新基因,為相關患者的遺傳咨詢和輔助生殖精準醫(yī)療奠定了基礎。

 

原文檢索:A Pannexin 1 Channelopathy Causes Human Oocyte Death

 
 
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