I型并指家系新致病变异的精细定位与鉴定

先天性并指畸形是常染色体显性遗传病，共分为五型，具有高度的遗传异质性。本课题组收集了西南地区多个并指畸形家系，其中1个I型3亚型并指畸形大家系患者人数众多，样本及临床资料完整。在前期研究中，我们经全基因组STR扫描及连锁分析，将致病基因定位到染色体区段2q36-q37.3，经DNA测序排除了已知的并指相关基因HOXD13、JGA1、SHH的编码区突变，并采用定量PCR排除了最近发现的IHH基因启动子区的拷贝数变异以及SHH远端增强子区的拷贝数变异与该病的关系，认为该家系存在新的与并指畸形相关的遗传变异位点。本研究拟在已定位的连锁区域内使用更高密度的遗传标记进行精细定位。之后采用区域捕获深度测序技术，对家系患者及非患者进行定位区域的深度测序。通过序列分析比较，鉴定致病变异位点。在此基础上，进一步进行致病变异的相关功能研究，探讨其影响肢端发育的机制，为认识人类并指畸形发病机制提供新的证据。

OMIM数据库中还有相当数量遗传病尚未进行致病基因定位，充分挖掘人类遗传资源将有助于进一步了解疾病，也为认识基因与疾病之间的关系提供依据，本研究对I型并指畸形等多种遗传病开展了遗传学研究。. 先天性并指(趾)畸形(Syndactyly，SD)主要临床特征为指(趾)间骨性或软组织融合, 根据受累部位、数目及手/足骨异常等解剖学特征分为多个类型。其中I型SD有四个亚型，I-a 及I-b型致病基因分别定位于3p21.31及2q34-q36，但致病基因未明确，而I-c型及I-d型仅有表型报道。本部分基于家系开展了基因定位、突变鉴定及致病突变功能分析,主要研究结果如下：(1) 致病基因定位：对五代74人家系A连锁分析及单体型分析结果提示D2S335，D2S2981，D2S2314和D2S324四个遗传标记与疾病共分离；同时排除了I型SD已经报道的3p21.31及2q34-q36区域，将I-c型并指致病基因定位于2q31-32；(2) 致病基因及致病突变鉴定：区域候选基因测序确定致病基因为HOXD13，以及家系致病突变c.917G>A(p.R306Q)和c.916C>G(p.R306G) ，array-CGH排除了该区域可能存在的微缺失/重复变异。；(3) 致病突变功能初步研究：HOXD13基因第306位密码子碱基在物种间高度保守，PolyPhen-2及SIFTS分析提示家系致病突变“具有危害性”。双荧光素酶报告基因提示致病突变可降低HOXD13对靶基因的转录激活能力；(4) HOXD13基因型-表型分析：HOXD13突变热点为多聚Ala及同源结构域homeodomain区。HOXD13突变引起的疾病表型异质性强，可引起短指，I-c型SD，SPD1，V型SD及短指-并趾综合征等疾病，但表型变异具有一定的连续性。本部分研究首次报道I-c型并指致病基因为HOXD13，家系中发现的致病突变位于homeodomain区，突变可以影响HOXD13蛋白对下游靶基因的转录激活能力。以上研究扩展了HOXD13基因的疾病谱、突变谱以及致病突变的功能认识，有助于进一步明确HOXD13基因及其所引起疾病的相互关系。. 此外，我们还对先天性厚甲，PJ综合征，虹膜缺损，结节性硬化症等多种遗传病开展致病基因分析及功能研究，扩增疾病表型谱、突变谱及突变基因功能的认识。