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目的: 1、探讨染色体微阵列技术和高通量测序技术在超声结构异常家系中的应用价值。 2、探讨RNA-seq测序技术在ASXL3复合杂合突变小鼠模型中的应用价值。 3、探讨ASXL3基因的可能作用机制以及与SOCS3和PSD95之间的相关关系。 方法: 1、选取在广州市妇女儿童医疗中心产前诊断中心就诊的一个连续生育三胎先天性心脏病的患儿家系,同时收集100例正常健康对照和122例先天性心脏病胎儿病例做扩展验证。 2、按照标准操作流程提取胎儿(患儿)的基因组DNA,并使用分光光度计对DNA浓度和纯度进行测量,符合标准后进行细胞培养、常规G显带染色体核型分析。 3、根据美国Affymetrix公司提供的CytoScan HD芯片平台的标准实验操作流程对样本DNA进行消化、连接、扩增、片段化、标记荧光信号、杂交、洗涤、染色以及芯片扫描。使用CHAS软件对扫描芯片产生的.CEL文件进行数据分析,并结合目前的数据库(DGV、OMIM、DECIPHER、ISCA等)对分析结果进行比对,判断CNVs的性质。 4、应用全外显子高通量测序技术该家系5个样本进行检测,采用美国Illumina公司的Hiseq2500高通量平台进行实验操作,按照操作手册对测序数据进行相应处理后,进行家系分析及致病基因的筛选,测序数据分析采用ClinVar、Exac、HGMD、Mutation Taster、SIFT和PloyPhen等数据库进行分析。 5、用一代测序(Sanger测序)的方法对筛选突变和对照组进行验证分析。 6、对筛选的突变基因做小鼠模型的构建。 7、选取构建成功后的小鼠大脑、小脑及心脏组织,按照操作流程,进行RNA-seq测序分析。并结合GO分析、KEGG分析及共表达网络分析等对筛选的差异表达基因做关联分析。 8、采用神经母细胞瘤细胞(SK-N-SH)对候选基因做功能验证,按照标准实验操作流程,体外培养SK-N-SH细胞,将慢病毒载体(Lv-control)和表达ASXL3的重组慢病毒(Lv-siASXL3)分别处理SK-N-SH细胞,作为对照组和实验组,通过CCK-8法检测细胞增殖,流式细胞仪观察细胞凋亡、Western-blot和实时荧光定量PCR(qPCR)检测细胞中SOCS3及PSD95的蛋白和mRNA的表达情况。 结果: 1、在先天性心脏病家系中,胎儿染色体核型未检出异常,染色体微阵列分析(CMA)未检出明确致病性微缺失或微重复变异。 2、家系做全外显子测序结果显示患者均存在ASXL3基因c.2168C>G(p.P723R)和c.5449C>G(p.P1817A)复合杂合子,而在对父母的分析中发现,父亲为c.2168C>G(p.P723R)杂合携带者,母亲为c.5449C>G(p.P1817A)杂合携带者。未检出已知的先天性心脏病相关基因突变。 3、对222例患儿(胎儿)的扩展验证中也发现一例ASXL3基因c.3256C>T(p.R1176W)和c.4643A>G(p.D1548G)复合杂合突变,其中患儿父亲为c.3256C>T(p.R1176W)杂合携带者,母亲为c.4643A>G(p.D1548G)携带者。 4、通过RNA-seq测序发现复合杂合突变小鼠中ASXL3的表达要明显低于野生对照组,同时检出了56,917lncRNAs和16,567mRNAs,根据共表达网络分析,发现了3个lncRNAs(NONMMUT041409.2,NONMMUT047824.2,and NONMMUT135643.1)以及相关联的3个mRNAs(Fos,SOCS3and Slc6a4)。 5、在体外细胞实验中,CCK-8实验结果表明,ASXL3干扰后实验组(Lv-siASXL3)细胞增殖能力较对照组(Lv-control)无明显增强。流式细胞仪结果也提示ASXL3干扰后实验组(Lv-siASXL3)细胞凋亡较对照组(Lv-control)无明显差异。Western blot和qPCR结果显示,ASXL3干扰后可以促进SOCS3的表达,同时可以抑制PSD95的表达。 结论: 1、染色体微阵列技术和高通量测序技术在胎儿结构异常家系分析中有重要的价值。 2、RNA-seq测序技术可以用来探索性的候选基因及其信号通路上与之相互作用的基因。 3、ASXL3可以调控SK-N-SH细胞中SOCS3和PSD95的表达。