HOXD13与GLI3基因在马蹄内翻足发病机制中的意义研究

单纯性马蹄内翻足（idiopathic congenital talipes equinovarus ICTEV）是常见严重危害儿童健康的先天畸形之一，发病率在1-8‰。目前认为ICTEV的发生是遗传与环境因素共同作用的结果，其中遗传因素发挥重要作用，但致病基因尚未确定。本课题组前期应用SNP关联分析方法发现Gli3基因与ICTEV发生相关。又通过RT-PCR、WesternBlot、免疫组化、CHIP、EMSA等方法证实GLI3可能为ICTEV的易感基因，HOXD13是GLI3基因的上游转录因子。本研究拟在前期工作的基础上对GLI3如何导致ICTEV的发生进行探讨。首先寻找HOXD13相互作用蛋白，然后利用RNAi和转基因技术控制HOXD13的表达量，观察对GLI3的表达有无影响，以及对ICTEV的发生有无作用。从而阐明ICTEV可能的发病机制，为遗传干预、基因诊断及基因治疗奠定基础

单纯性马蹄内翻足（idiopathiic congenital talipes equinovarus ICTEV）是较常见的严重危害儿童健康的先天畸形之一,发病率在1-8‰,研究认为遗传因素在ICTEV的发病中起重要作用。本研究是上一个课题（30471803）的研究基础上深入进行HOXD13与GLI3基因、SOX9基因、C/EBPβ基因及COL9A1基因在ICTEV畸形发生中的意义研究。利用P-Match软件预测、EMSA及ChIP实验、RNAi方法、表达载体瞬时转染以及应用启动子不同截断型荧光素酶报告基因表达载体，检测启动子活性变化等一系列分子生物学实验方法，首次证实Hoxd13与Gli3基因近端启动子-477~-473bp区域直接结合并发挥负调控作用，其调控失调可能与ICTEV畸形发生相关。对ICTEV患儿与同龄对照组足踝部肌肉组织,通过Real-time PCR、免疫组化及Western-Blotting方法研究，首次发现了SOX9基因在ICTEV患者足踝部肌肉组织中表达比正常对照组上调；首次证实HOXD13与SOX9基因近端启动子-500~-472bp区域直接结合并发挥负调控作用；首次证实了SOX9可能与COL9A1基因近端启动子-271~-257bp区域直接结合并发挥正调控作用。即HOXD13基因低表达使SOX9基因表达上调，SOX9基因高表达从而导致COL9A1基因表达上调，该调控机制的失调可能参与ICTEV畸形的发生。应用如上方法，首次发现C/EΒPβ在ICTEV患者足踝部肌肉组织中的低表达可能与ICTEV畸形的发生相关；证实了C/EBPβ可能与COL9A1基因近端启动子-373~-353bp区域直接结合并发挥负调控作用。目前预测到C/EBPB基因上游存在HOXD13转录因子结合位点，有待深入实验证实。本课题的研究表明与ICTEV发病有关的很多个相关基因当中HOXD13 基因起非常重要的作用。如上研究结果为阐明ICTEV发病的分子机制以及进行遗传干预、产前诊断和基因治疗提供一定的理论基础。