原发性开角型青光眼候选位点GLC1C的基因鉴定研究

Primary open angle glaucoma (POAG) is the most common form of glaucoma, frequently associated with elevated intra ocular pressure (IOP) and causing irreversible vision loss. Glaucoma is a genetically heterogeneous disorder. Only a small proportion of causative genes were known so far. Mutations in the three known POAG genes(MYOC, OPTN and WDR36)account for no more than 10% of all POAG patients. GLC1C was identified as a POAG locus by several families. However, the disease causing gene within that locus has not been found yet. Candidate genes located at that area are waiting to be validated. Our group collected a POAG pedigree at Nanhui area in Shanghai. In the previous studies, we mapped the gene to 3p12-q26（D3S3681-D3S1565）which was overlapped with GLC1C. Furthermore, we did exome sequence on six core members of this family. We plan to analyze the results on the basis of linkage study and exome sequence, narrow down the locus, screen the candidate genes step by step and eventually indentify the gene whose mutation completely segregates with the disease. Moreover, the gene will be validated in additional independent 23 POAG families and 400 sporadic POAG cases, in order to evaluate the contribution of the gene to POAG and provide new clues for diagnosis and treatment of glaucoma.

原发性开角型青光眼（POAG）是青光眼中最常见的一种类型, 常与病理性眼压升高相关，并造成不可逆转的视觉损害。POAG具有明确的遗传倾向，但迄今为止3个已知基因（MYOC,OPTN,WDR36）仅能解释不到10%的患者的发病。GLC1C是一个被多个POAG家系定位、尚未找到致病基因的候选位点，该区域内的基因与POAG的联系仍有待明确和验证。本研究小组在上海南汇地区采集到一个POAG家系,经过前期的连锁分析定位于3p12-q26，覆盖了GLC1C位点；进而又对该家系的核心成员进行了全基因组外显子测序。本课题拟通过整合外显子测序和连锁分析的结果，对该区域内的候选基因进行层层筛选，逐步缩小候选基因的范围，最终确定与该家系表型完全共分离的致病基因及其突变；在此基础上拟用另外23个POAG家系和400例POAG患者对候选基因进行验证，以评价该基因与开角型青光眼的联系，为青光眼诊断和治疗提供新的思路。

原发性开角型青光眼是具有明确遗传倾向的复杂疾病，既可表现为散发，也可以家系形式出现，一个高质量的家系可以为致病基因的寻找带来突破。外显子测序技术本对于遵循孟德尔遗传规律的家系研究来说是非常直接而快速的方法，在各种疾病中得到广泛应用。本项目利用外显子测序技术和一个表型典型、定位明确的原发性开角型青光眼大家系和大样本的原发性开角型青光眼的散发病例，寻找原发性开角型青光眼的候选基因。通过分析外显子测序数据，结合已有的连锁分析得到的定位信息，使用公共数据库筛选测得的基因变异，比对家系成员的临床表型，最后再使用一代测序的方法将这些变异对整个家系的所有成员进行验证，确定与家系表型完全共分离的基因突变，进而将可疑的致病基因及其突变在额外的原发性开角型青光眼家系和散发病例中进行测序验证，评价候选基因对我国家族性开角型青光眼和非家族性开角型青光眼的贡献程度。通过本项目，我们在3号染色体上发现了两个单碱基的变异（Chr3-150348128和Chr3-147104955）与该家系的表型完全共分离，其中Chr3-150348128位于SELT基因的3'UTR，而Chr3-147104955位于ZIC4基因的3'UTR，这两个单碱基的变异都恰好位于GLC1C（3q21-24）位点内，也与前期我们对本家系的定位信息（3p14-q26）相符合，提示SELT和ZIC4可能是该家系的重要候选基因。除了单碱基突变以外，我们没有找到与家系表型共分离的插入/缺失型的基因变异，也通过一代测序排除了3号染色体上包括OR5H15，SLC41A3，TIPARP-AS1，LRRC58，GUCA1C等多个基因。最后，我们在原发性开角型青光眼散发人群中验证了三个候选基因的单核苷酸多态性（SNP）：TMCO1（rs4656461 和rs7555523），CDKN2B-AS1（rs523096 和rs2157719）和SIX1/SIX6（rs33912345和 rs10483727）与原发性开角型青光眼存在显著关联，同时我们在该家系成员中排除了这些候选基因的变异，说明家族遗传性的开角型青光眼和人群中散发的开角型青光眼存在不同的遗传机制，该家系具备独特的遗传背景。候选基因SELT和ZIC4与原发性开角型青光眼的联系有待进一步的功能学研究。