與智力障礙等先天性出生缺陷相關(guān)的新發(fā)致病性拷貝數(shù)變異的親代來源探究.pdf

1、背景:
　　生殖細(xì)胞是生物繁衍的關(guān)鍵，是親本向子代傳遞遺傳信息的載體，其基因組的穩(wěn)定性和完整性是忠實(shí)傳遞遺傳信息的必要條件，對(duì)于人類生殖健康和子代發(fā)育至關(guān)重要。在人類生殖細(xì)胞形成過程中（包括生殖干細(xì)胞的有絲分裂和生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂），基因組會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)突變、微衛(wèi)星片段變異、拷貝數(shù)變異(copy number variation，CNV)等多種變異。這些生殖細(xì)胞的基因組變異不僅是生物多樣性與生物個(gè)體間遺傳差異的重要來源，而且在人類疾病的

2、發(fā)生過程中也具有重要的作用。
　　人類基因組的CNV是近年生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)。它是基因組結(jié)構(gòu)變異（Structural Variations，SV）的主要亞型，指長度1kb以上的DNA片斷的拷貝數(shù)增加或減少，包括缺失、重復(fù)、以及更復(fù)雜的變異類型。此外，SV還包括較為經(jīng)典的染色體倒位、平衡易位等變異形式。新近發(fā)現(xiàn)的亞顯微水平的CNV突變率高、變異程度大、覆蓋人類基因組高達(dá)5-10％;這些CNV主要來源于生殖細(xì)胞形成過程中的DNA損傷

3、修復(fù)、錯(cuò)誤復(fù)制、同源重組、染色體錯(cuò)誤分離等多種途徑，是智力障礙、神經(jīng)發(fā)育異常、以及男性不育癥等疾病的重要致病因素。CNV致病的可能機(jī)制有基因劑量效應(yīng)、基因斷裂、基因融合和位置效應(yīng)等。對(duì)CNV及其親代來源的深入研究，可以使我們對(duì)人類基因組的構(gòu)成、個(gè)體間的遺傳差異、遺傳致病因素以及生殖細(xì)胞的形成過程在基因組CNV中的相對(duì)貢獻(xiàn)等問題有新的認(rèn)識(shí)。
　　目的:
　　通過追溯新發(fā)致病性CNV的親代來源，研究精子與卵子基因組穩(wěn)定性對(duì)生殖健

4、康的相對(duì)貢獻(xiàn)，用以指導(dǎo)相關(guān)基因組疾病的鑒別診斷和產(chǎn)前診斷，為防治與智力障礙等先天性出生缺陷相關(guān)的人類遺傳疾病提供理論依據(jù)。
　　方法:
　　利用人類基因組單核苷酸多態(tài)(Single NucleotidePolymorphism，SNP)/短串聯(lián)重復(fù)(Short Tandem Repeat，STR)等遺傳標(biāo)記，追溯42個(gè)家系（其中有4個(gè)家系為合并多個(gè)CNVs的復(fù)雜變異）的47例新發(fā)致病性CNVs在家系內(nèi)的遺傳狀態(tài)，明確新發(fā)致病

5、性CNV的親代來源（父源性或者母源性），以探索精子和卵子發(fā)生過程在基因組CNV形成中的相對(duì)貢獻(xiàn)。通過RepeatMasker搜索CNVs(近、遠(yuǎn)端斷點(diǎn)±50 kb)斷裂點(diǎn)附近的同源序列（片段大?。?kb，序列相似度＞95％），推測其可能的發(fā)生機(jī)制。
　　結(jié)果:
　　缺失型CNVs中，父源等位基因雜合缺失型23例，母源等位基因雜合缺失型12例(父源/母源=23/12);重復(fù)型CNVs中，異源父源等位基因重復(fù)型3例，異源母源等位

6、基因重復(fù)型9例（父源/母源=3/9）。通過RepeatMasker搜索CNVs(近、遠(yuǎn)端斷點(diǎn)±50 kb)斷裂點(diǎn)附近的同源序列，發(fā)現(xiàn)47例CNVs中無一側(cè)翼伴有SD序列。
　　結(jié)論:
　　1.缺失型CNVs有一定的父源偏倚，精原細(xì)胞在缺失型CNVs的產(chǎn)生過程中相對(duì)貢獻(xiàn)較大;異源重復(fù)型CNVs有明顯的母源偏倚，卵母細(xì)胞在異源重復(fù)型CNVs的產(chǎn)生過程中相對(duì)貢獻(xiàn)較大。
　　2.等位基因雜合缺失型CNVs可以發(fā)生在生殖細(xì)胞減數(shù)