先天性甲状腺功能减低DUOXA2基因突变筛查及其分子致病机理研究

DUOX2 and DUOXA2 mutations can cause CH with goiter due to thyroid dyshormonogenesis. DUOXA2 plays an important role in DUOX2 maturation. Compared with DUOX2, very little is yet known of DUOXA2 mutations and its pathogenesis. Firstly, Based on the established domestic largest CH genetic database, this research aimed to investigate DUOXA2 mutations by using the denaturing high performance liquid chromatography (DHPLC), in order to find common mutation types and features of DUOXA2 and confirm the correlations of phenotype-genotype in Chinese CH. It is helpful to early diagnosis, pre-symptomatic diagnosis and prenatal diagnosis of CH, as well as achieving the goal of a healthy pregnancy. Secondly, on the basis of the novel DUOXA2 missense mutation(I26M) we have found and our purpose to identify novel DUOXA2 mutations, we will study the effect of these mutations on DUOX2 activity, cell membrane localization, half-life and protein-protein interactions. Thus, further reveal the pathogenic molecular mechanism of CH due to DUOXA2 mutation and give solid theoretical basis for genetic intervention and therapy of CH.

DUOXA2和DUOX2基因突变可引起甲状腺激素合成障碍性的先天性甲状腺功能低下（CH）伴甲状腺肿大， DUOXA2对DUOX2功能的成熟起重要辅助功能，相比DUOX2基因，我们对DUOXA2基因突变及其致病机理知之甚少。本研究①拟依托已建立的国内首个大型的CH遗传数据库，以300余例甲状腺肿大的CH 为研究对象，利用变性高效液相层析技术（DHPLC）高通量突变筛选平台进行DUOXA2基因突变筛查，研究中国人群CH常见DUOXA2突变类型和特点，构建基因型与表型关系谱，有利于早期诊断或症状前诊断与产前诊断，达到优生目的。②在前期已发现1个国际首报的DUOXA2基因错义突变(I26M)基础上, 结合本研究拟筛出新突变，研究这些突变对DUOX2酶活性、细胞膜转运、蛋白半衰期及蛋白与蛋白相互作用等影响，进一步揭示DUOXA2基因功能改变导致CH分子致病机理，为CH遗传学干预和治疗提供理存论依据。

DUOXA2和DUOX2基因突变可引起甲状腺激素合成障碍性的先天性甲状腺功能低下（CH）伴甲状腺肿大， DUOXA2对DUOX2功能的成熟起重要辅助功能。本研究依托已建立的国内首个大型CH遗传数据库，以100余例甲状腺肿大的CH为研究对象，利用变性高效液相层析技术（DHPLC）高通量突变筛选平台对DUOXA2基因突变筛查，研究中国人群CH常见DUOXA2突变类型和特点，构建基因型与表型关系谱，结果发现3种DUOXA2基因突变，包括1个新杂合子错义突变c.C78G（p.I26M），1个纯合子和3个杂合子的Y246X及DUOXA2 W191X突变。在基因型与表型关系谱研究揭示DUOXA2等位基因突变的数目与暂时性和永久性CH没有特定的关系，表明CH伴甲状腺肿大与DUOXA2基因突变有关，但突变率较低，可能不是中国山东地区CH伴甲状腺肿大的主要致病因素。研究I26M突变体对DUOX2酶活性、细胞膜转运、蛋白半衰期及蛋白与蛋白相互作用等影响， Western blotting实验表明p.I26M蛋白的表达量与野生型DUOXA2蛋白无明显差异（P>0.05）。同时，与野生型DUOXA2相比，p.I26M突变未造成DUOX2蛋白表达量的改变。与空细胞相比，仅有DUOX2或者DUOXA2都不能增加H2O2的产生，而野生型DUOXA2与DUOXA2质粒共转染Hela细胞时，可显著增加H2O2的产生（P<0.05），DUOXA2突变型（I26M）与 DUOX2共转染可导致H2O2产生缺陷，导致生成H2O2量较野生型显著减少 (P<0.05)，证实DUOXA2突变可导致DUOX2生成H2O2能力完全丧失，引起甲状腺激素合成障碍，从而导致CH的发生。进一步揭示DUOXA2基因功能改变导致CH分子致病机理，为CH遗传学干预和治疗提供理存论依据。对甲状腺发育不良的CH进行基因突变研究首次发现THRB p.C36Y突变位点，进行致病机理研究，揭示不同的CH致病机理。采用二代测序对100名 CH伴甲状腺缺如患者不同候选致病基因发现不同的基因变体，TSHR基因突变具有表型变异性，进一步扩大了TSHR基因突变谱。与TSHR突变较高的发生率相比，在CH甲状腺病变患者中NKX2.1, FOXE1, NKX2.5, 和PAX8突变发生率较低, 为CH患者早期诊断或症状前诊断及产前诊断奠定基础。