唐氏綜合癥外周血表達譜分析和21號染色體DNA甲基化譜分析.pdf

1、唐氏綜合癥又稱21三體綜合癥，其是患者體細胞內多出一條完整，有時是部分21號染色體(Hsa21)所致。唐氏綜合癥的發(fā)病率介于1/650～1，000，是最常見的常染色體異常疾病。患者臨床表型超過80種，而且各個表型在發(fā)生頻率和嚴重程度上都存在著差異。認知缺陷和先天性心臟病是其典型特征，已被廣泛研究。
　　在唐氏綜合癥的研究中，人們發(fā)現(xiàn)唐氏患者的某些神經(jīng)學臨床癥狀的發(fā)生具有年齡特異性，如Alzheimer在唐氏兒童時期不發(fā)生，而40歲

2、之后幾乎所有唐氏患者都會得該病。這些發(fā)現(xiàn)提示Hsa21三體基因可能在唐氏發(fā)育中受時間的調控，而且這種調控通過直接或間接的效應并擴大到二倍體基因，從而影響到不同發(fā)育時期的唐氏表型。研究不同時期的唐氏組織表達特征將有助于更全面認識導致唐氏表型的分子機制，然而，由于很難獲得足夠的唐氏以及對照的組織樣本，對于唐氏不同發(fā)育時期基因組表達特征的研究還很有限。外周血細胞因其易獲得性，已廣泛應用基因表達譜研究中;而且唐氏患者臨床表現(xiàn)出多個血細胞相關的表

3、型，如白血病發(fā)病率高、外周血淋巴細胞數(shù)減少、容易反復受細菌和病毒的感染等。因此，本研究收集兩個不同時期（兒童期和新生兒期）唐氏和與之年齡匹配的對照外周血樣，分別為兒童組和新生兒組，運用外顯子芯片技術，研究兩個年齡組中，唐氏與對照的基因表達差異，分析差異表達基因的功能。表達譜分析的結果表明，在唐氏新生兒中，有174個基因異常表達，包括8個Hsa21基因;而唐氏兒童中，共有383個基因異常表達，其中56個Hsa21基因。兩組差異表達基因中，

4、只有22個共有基因，這表明在不同發(fā)育期唐氏患者表達是動態(tài)變化的。差異表達基因的功能分析發(fā)現(xiàn)在唐氏新生兒和兒童時期分別有2個和4個KEGG通路受到顯著異常調控。這些通路包括leukocyte trans-endothelial migration，B cell receptor signaling pathway and primary immunodeficiency，它們的異常提示唐氏患者免疫系統(tǒng)存在著異常。本研究從時間的角度闡釋了兩

5、個發(fā)育時期唐氏的表達譜特征，并指出了與唐氏免疫缺陷相關的候選基因和分子通路。
　　此外，利用外顯子芯片，本研究還分析了兩個年齡組中，唐氏患者與對照的mRNA選擇性剪接差異。在唐氏新生兒和兒童中，分別有104個（4個Hsa21）和299個（包括13個Hsa21）基因剪接異常，但兩個時期未發(fā)現(xiàn)相同的異常剪接基因。這些異常剪接基因中，絕大部分(＞90％)剪接發(fā)生在基因內部的編碼區(qū)，剪接的形式又以外顯子的剪掉為主。這些基因異常剪接可能引起

6、其編碼蛋白結構甚至功能的異常，進而在唐氏表型的形成中發(fā)揮作用。
　　唐氏外周血表達譜分析結果表明，僅有部分Hsa21基因在唐氏個體中異常表達，而相當一部分基因表達并未改變，一些研究者把其歸因于基因劑量補償效應。一種觀點認為，唐氏患者Hsa21基因promoter區(qū)CpG島的異常甲基化導致了部分21三體基因正常表達，然而，相關的研究還未見報道。因此，本研究設計并合成了Hsa21 tilling array芯片，利用免疫共沉淀技術(i