遗传性卵巢早衰基因定位及突变鉴定研究

Premature Ovarian Failure (POF) is defined as ovarian dysfunction occurs before age of forty, which jeopardizes women's life quality and reproductive health. The mechanism of POF involves a lot of unjustified theories, and gene mutation is one of the most possible theories. Our research group has done some work on collecting clinical materials and blood sample from a quite rare inheritable POF family and screening for potential mutation responsible for mechanism of POF by whole genome linkage analysis, micro-satellite genetic molecular marker screening, whole exome trapping and second generation sequencing. The primary results revealed that some genetic mutations have a strong correlation with the onset of POF. The next work is to testify the correlation with POF and function of genetic mutations. We intend to testify if these genetic mutations exist on other member of the POF family or other idiopathetic POF patients from the clinic. We also plan to check the function of genetic mutations by constructing cells with mutations of specific target gene, testing the activity of downstream protein of target mutant gene and building target-gene mutant animal model. With all work above accomplished, we will be able to clarify the genetic molecular mechanism of POF and preventing the early failure of ovary in order to improve women's life quality.

卵巢早衰定义为女性在40岁前发生卵巢功能衰竭，严重影响了患者的生活质量及生殖健康。卵巢早衰的病因复杂，目前尚不明确，极有可能与遗传基因有关。本课题组前期已收集一组珍贵的遗传性卵巢早衰家系患者的临床资料与血样，以此为突破口，研究卵巢早衰的遗传学机制。通过全基因连锁分析技术，微卫星遗传分子标记筛查基因，全基因组外显子捕获及深度测序技术鉴定突变位点，目前已初步筛选出某些基因突变位点与该遗传性卵巢早衰密切相关。以这些初筛突变位点为基础，继续深化利用以上技术，进一步明确与卵巢早衰相关基因突变。并在家系其他成员及特发性卵巢早衰患者中验证该突变。通过体外细胞定点突变、相关蛋白活性检测及在体靶向突变动物模型实验，进行突变基因功能验证，从而阐明卵巢早衰的分子遗传机制。本原创性研究有助解析卵巢早衰的发病机理，为早期干预卵巢早衰和遗传阻断提供理论基础，促进生殖健康，提高女性生活质量，兼具重大科研价值和社会意义。

卵巢早衰是由于各种因素导致的女性在40 岁前发生卵巢功能衰竭，原发性或继发性闭经（至少4个月以上），同时伴有促性腺激素水平上升(>40IU/L)和雌激素水平下降(<50pg/ml)，严重影响患者的生活质量及生殖健康，大大加重社会公共医疗负担。卵巢早衰病因复杂，目前尚不明确，极有可能与遗传基因有关。. 本课题组收集到一组珍贵的遗传性卵巢早衰家系患者的临床资料与血样，通过全基因连锁分析、微卫星检测技术、全基因组外显子捕获技术和二代测序技术，鉴定出致病突变为Basonuclin1（BNC1）基因。该家系卵巢早衰患病成员均为BNC1基因5个碱基缺失导致移码突变后提前遇上终止子形成截短型突变、并缺失了BNC1基因上的核定位信号和三对锌指结构，家系中正常成员则不带有BNC1基因突变。随后在82例散发性卵巢早衰患者中亦发现3例BNC1点突变，但在332例正常对照中则没有发现BNC1基因突变。此外，我们确认了BNC1蛋白在人及小鼠卵巢、睾丸、卵子中的表达，并通过构建BNC1靶向缺失突变或点突变的细胞模型，发现BNC1突变将导致BNC1蛋白入核功能障碍。通过小RNA干扰技术降调人卵子BNC1表达后，我们发现BNC1的缺失将导致卵子退化比例显著升高，第一极体排出率和成熟为MII期卵子率显著降低（P<0.01）。BNC1缺失的小鼠卵子中BMP15和p-AKT表达亦显著降低。通过构建BNC1靶向突变的小鼠动物模型，我们发现突变小鼠生育力显著降低、FSH显著升高，卵巢明显萎缩、卵泡提前耗竭，确证了BNC1突变将导致卵巢早衰的发生。本课题组在国内外首次发现并证实BNC1基因突变为卵巢早衰致病基因，相关研究成果有助解析卵巢早衰的发病机制，为卵巢早衰早期干预和遗传阻断提供理论基础，有助提高女性生殖健康和生活质量，降低相关医疗损耗。