X连锁生长激素缺乏症新的致病基因GPR101功能研究

生长激素缺乏症（GHD）是临床常见的矮小症，大多为散发发病，约5％～30％是家族遗传性，按遗传方式不同可分为3型，其中III型为X连锁隐性遗传,国外研究报道主要是X染色体BTK 基因和SOX3基因变异所致。我们前期临床研究发现一家系三代男性患GHD，推断符合X染色体隐性遗传模式，临床和前期研究已经排除BTK、SOX3基因变异；经全基因组外显子测序技术证实GPR101基因（Xq26.3）可能为该家系致病基因。本项目应用基因克隆、RNAi等分子生物学技术研究GPR101在人垂体瘤原代培养细胞上的过表达和去表达条件下生长激素信号传导通路因子的变化，应用流式细胞仪及激光共聚焦显微技术观察GPR101蛋白跨膜、细胞形态，揭示GPR101蛋白参与调控GH分泌的信号传导途径和主要环节,初步阐明GPR101基因调控X染色体隐性遗传性GHD的发病机制，为今后该病提供精确的基因诊断及遗传咨询。

为进一步明确GPR101是否为生长激素缺乏症的致病基因，课题组对600名身高正常的儿童GPR101 密码子第878碱基C进行测序家系外的验证工作，结果发现6名正常身高儿童C878T发生突变，其变异率达1%，据此，项目组讨论后考虑该位点为SNP点，结合该6位儿童身高均正常，故GPR101基因不是XLGHD的致病基因，为此，我们调整了研究方法，再次寻找家系的致病基因。方法：（1）采用STR、连锁分析及单倍体推断等手段对家系18位成员选取19个STR位点进行X染色体连锁分析，并结合外显子测序数据分析进行家系内、及600名正常身高儿童中进行家系外验证。（2）对家系中的II-3、III-3、III-4号样本进行全外显子测序分析。（3）对家系中的先证者兄弟3人及其父母，利用illumina芯片SNP6.0进行基因分型分析。（4）对该家系先证者三兄弟及其母亲、阿姨2位携带者经由X染色体全基因外显子捕获测序分析。结果：（1）STR、连锁分析发现候选致病基因位于Xp22.1-Xp11之间，这也进一步肯定了GPR101基因（Xq26.3）不是该家系致病基因。结合外显子测序数据分析发现Xp22.1-Xp11间可能的有23个候选基因共27个SNPs，经家系成员验证发现EGFL6，FTHL17符合X染色体隐性遗传模式，但经600名正常身高儿童中验证发现具有EGFL6和FTHL17同时突变的有5位儿童，故这2个基因亦可排除致病基因可能。（2）家系中的II-3、III-3、III-4号样本进行全外显子测序分析，结合以前研究，仍未发现致病基因。（3）对家系中的先证者兄弟3人及其父母，利用illumina芯片SNP6.0进行基因分型分析，结果未发现致病候选基因；发现的chr2 53kb碱基拷贝数异常（CNP10303），其为常染色体异常，不符合该家系遗传模式。（4）对该家系先证者三兄弟及其母亲、阿姨2位携带者经由X染色体全基因外显子捕获测序结果显示，在三例阳性患者中发现DOCK11:G546R、TBC1D8B:E1028G纯合突变，经家系成员验证排除致病基因可能。结论：该家系候选致病基因位于Xp22.1-Xp11之间，符合X染色体隐性遗传模式，尚未发现明确的致病基因。该研究在国内外首次发现X染色体Xp22.1-Xp11与家族性生长激素缺乏症的发病有关，为生长激素缺乏症的遗传发病机制做出了一定的补充。