目标区域捕获策略鉴定家族性青少年开角型青光眼致病基因及功能研究

Juvenile open angle glaucoma (JOAG) is a malignant eye disease, viciously threatening vision health and quality of life of the patients. However, the genetic causes of JOAG are not fully underlined till now. Although the related chromosome loci have been confirmed by European group and us, the fine mapping of disease-causative gene comes to a halt. Based on previous linkage study for 2 large pedigrees with JOAG in Southwestern China, we located 2p15-p16.3 as the interesting locus (LODs = 6.238), which implies the feasibility of fine mapping with combined technologies of target capture and second-generation high-throughput sequencing. When the causative loci in the above region are confirmed, the further verification in another 14 pedigrees and 300 healthy cases is to ensure the final qualification. Then profound analysis with biological informatics and functional study in vitro are to clarify the possible biological impact of the causative loci, meanwhile to demonstrate the relationship between genotype and phenotype. Therefore, our study may give a clue of molecular genetics of JOAG and provide evidence of early diagnosis and treatment.

青少年开角型青光眼（juvenile open angle glaucoma, JOAG）严重危害患者视觉健康，但至今其遗传病因仍不完全明确。近年来国内外均定位了家族性JOAG的染色体连锁位点，但对其中致病基因的鉴定却止步不前。我们前期收集到2个西南地区JOAG大家系，通过连锁分析策略将其致病突变定位在2p15-p16.3染色体区域，这为在该区域内深入挖据JOAG的致病基因奠定了基础。得益于超大家系的获取和新测序技术的应用，本研究拟采用靶向捕获技术结合二代高通量测序，在定位的候选区域内筛查我国西南地区家族性JOAG的致病突变；再进一步对其在其余14个JOAG家系和300例健康样本中进行验证以最终确定致病突变；然后采用深入生物信息学和体外功能研究方法进一步明确突变位点对基因功能的影响以及对基因型和表型进行关联。该研究结果将为阐明JOAG分子遗传学机制及其早期诊断和治疗提供重要线索。

青少年开角型青光眼（juvenile open angle glaucoma, JOAG）严重危害患者视觉健康，但至今其遗传病因仍不完全明确。近年来国内外均定位了家族性JOAG的染色体连锁位点，但对其中致病基因的鉴定却止步不前。我们前期收集到2个西南地区JOAG大家系，通过连锁分析策略将其致病突变定位在2p15-p16.3染色体区域。为了寻找致病基因及致病突变，我们利用Illumina Hiseq 2000测序平台对5个患病个体及3个健康个体的基因组DNA进行外显子组测序，发现突变多位于位于UTR区、内含子、基因间区等，还有一些突变位于转录调控区域，并没有发现与疾病共分离的位于蛋白编码区的突变。按照突变相关基因是否为eQTL（表达数量性状位点）及所在基因的功能为条件，进一步对这些突变位点进行过滤，2号染色体可能存在该POAG家系的致病突变。我们又发现LHCGR基因青光眼组织中高表达，提示该基因可能参与POAG的发生。最值得关注的为EFEMP1基因。目前该基因已被发现与POAG致病相关，该基因的第5号外显子c.418C>T突变可引起140位氨基酸由精氨酸（Arg）变为色氨酸（Trp）（p.Arg140Trp），该突变可以导致变异的EFEMP1在细胞内过度积累。突变的EFEMP1在眼部细胞的异常积累可能会导致细胞的自噬，对眼部功能造成较大伤害。同时还有研究发现，位于EFEMP1基因第5内含子的SNP rs1346786与殴裔和汉族人群的视神经头（盘）（中央杯区）显著相关。这提示我们，EFEMP1在眼部组织中的表达差异会对相关细胞造成比较大的影响。我们发现的位于EFEMP1基因内含子的突变chr2:56148052A>C，在千人基因组计划（1000 Genome Project）、NHLBI GO Exome Sequencing Project (ESP)及Exome Aggregation Consortium (ExAC)计划均未发现，表明该突变为一全新突变。