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听力损失是人各个年龄段都很常见的疾病。新生儿中听力障碍群体发病率约为1/1000。环境因素和遗传均可导致听力损失。在美国,约25%的儿童期听力损失是环境因素(如感染、耳毒性药物和外伤等)引起的,至少50%的语前聋是由遗传因素引起的。遗传性耳聋中70%为非综合征性聋,其遗传方式可分为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X-连锁遗传及线粒体遗传,其中常染色体隐性遗传占~80%,常染色体显性遗传占15%~20%,X-连锁遗传占~1%,线粒体遗传至少占1%。
近年来耳聋的分子遗传学研究进展使得遗传学检测成为耳聋患者及其家属的一种选择。在遗传学检测可能成为临床常规检测项目之一这一背景下,研究聋人对遗传学检测的态度,已成为当前迫切需要研究的课题,而我国尚无这方面的研究。
氨基糖甙类抗生素如链霉素、庆大霉素、卡那霉素等是药物性耳聋最常见的原因。氨基糖甙类抗生素诱导的耳聋氨基糖甙类抗生素致聋(aminoglycosideantibiotics induced deafness,AAID)(OMIM561000)表现为母系遗传(maternalinheritance)即线粒体遗传,与12S rRNA1555的突变有关,而间隙连接蛋白26(Cx26)基因(即GJB2基因)的突变是常染色体隐性遗传耳聋最主要的原因。该基因含有两个外显子,全长681bP,编码细胞间隙连接亚单位的跨膜蛋白,6个连接蛋白分子连接子,相邻细胞的连接子相互识别并形成具有功能的细胞间隙连接通道。耳蜗内有两种间隙连接网络:上皮细胞系统和结缔组织细胞系统。它们在钾离子回流到内淋巴液和声音的传导中起不可缺少的作用。在不同人群中,GJB2基因突变占所有语前聋病例的50%,其编码区的35delG是白种人的突变热点,而235delC突变则在东南亚较常见。
Cx26与Mig30蛋白有相互作用,提示Mig30蛋白可能参与Cx26在听觉生理和病理中的作用。Mixer-inducible gene30(Mig30)是一个新基因,它编码的Mig30蛋白含285个氨基酸,含有一个半胱氨酸富含区和一个免疫球蛋白样结构域,该蛋白属于胰岛素样生长因子结合蛋白(insulin-like growth factor-bindingprotein,IGFBP)家族,分别与小鼠IGFBP样蛋白和人IGFBP7蛋白有34%和24%的同源性。小鼠Mig30基因(也称为Bono1基因)是否在内耳中表达目前未见报道,而只有在连接蛋白26表达阳性的内耳细胞中共表达的互作蛋白,才可能是与连接蛋白26在听觉生理中发生作用的蛋白质,因此Mig30基因是否在人内耳中表达需要进一步的验证。由于人耳蜗组织不易取得,而小鼠和人类的Mig30基因(也称为FKSG28)具有高度的同源性,如能证明Mig30在小鼠内耳表达,则很可能在人的内耳也有表达,可进一步证实其与连接蛋白26的互作关系。
本课题在对聋哑学生及家系的发病原因调查的基础上,研究了听力损失的线粒体基因和核基因的变异,同时探讨了人类新基因FKSG28在听觉生理中的可能作用。本研究拟从下列5个方面进行阐述。
第一部分:湖北地区聋哑学生听力损失的病因学研究目的:为了解湖北省部分聋哑学校学生听力损失的病因及听力健康状。
方法:本研究采用问卷调查、听力测验及系谱分析等方法,对湖北813名聋哑学校学生进行了调查。
结果:
1.共获78个耳聋家系,其中67个可确定遗传方式。
2.除12名聋生为传导性聋外,其余均为感音神经性聋。在232名先天性聋生中,有家族史的有78人,产期致聋49人;在581名后天性聋生中,276人为氨基糖甙类抗生素诱导的耳聋,有家族史并能确定遗传方式的有10人。
3.听力损失程度:极度聋人111,严重聋323人,重度聋359人,中度聋11人,轻度聋9人。
结论:聋校学生听力损失严重,遗传因素是导致耳聋的主要原因。
第二部分:成年耳聋患者对耳聋遗传学检测的态度
目的:随着分子遗传学技术在致聋基因的克隆、鉴定等方面应用的进展,使得为某些家庭进行遗传咨询成为可能。本研究的目的在于积累成年耳聋患者对遗传学检测(如产前诊断等)的态度的资料,以便临床医生、遗传咨询医生能重视聋人这一特殊社会群体的观念和价值,使遗传咨询能合理、有效地为聋人家庭提供服务。
方法:采用结构式、自我完成的问卷调查,它包括下面主要内容:①遗传学检测是利大于弊还是弊大于利?②对聋人进行产前诊断,你持何态度?③愿意生育聋孩还是听力正常小孩?④对遗传学新技术的态度;⑤遗传学检测是否会贬低聋人的存在价值?等。调查对象为武汉市第一聋校和第二聋校的往届毕业生,共计136人。由聋校教师通过手语进行交流,并告诉他们有权拒绝本调查。
结果:110人(81%)根本没有选择积极性词表达他们对遗传学新发现的感受;55%的接受调查者认为遗传学检测弊大于利;95人(70%)不愿意做耳聋的产前诊断;80人(59%)认为将来对聋人进行遗传学检测会贬低聋人的存在价值。
结论:大部分接受调查者对遗传学和遗传学检测持消极态度。
第三部分氨基糖甙类抗生素致聋的线粒体基因突变研究
目的:探讨线粒体基因突变在湖北汉族、鄂西土家族、苗族氨基糖甙类抗生素致聋(AAID)发生中的频率,研究在不同民族中的该病发生的易感性基础。对糖尿病伴耳聋的-土家族家系进行线粒体基因突变分析。
方法:对湖北66例汉族聋生、鄂西48例土家族聋生及糖尿病伴耳聋家系成员、82例苗族聋生通过问卷调查和进行听力测试,采外周血作PCR—RFLP分析。
结果:66例汉族AAID患者mtDNA1555位突变的检测,我们发现其中有14例存在A1555G突变,约占21%,且均为均质性突变。鄂西土家族AAID患者该位点的突变率为33.3%(16/48),其中有6例存在均质性突变,占12.5%;10例存在异质性突变,占20.8%。82例鄂西苗族从ID患者中有27例具有mtDNA1555G异质性突变,占32.9%;10例为均质性突变,占12.2%。,突变率为45.1%。在糖尿病伴耳聋家系中,Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅲ1和Ⅲ2在tRNA leu(UUR)基因nt3243位发生了突变(A→G)。
结论:mtDNA1555A→G突变是湖北汉族、鄂西土家族、苗族氨基AAID个体对氨基糖甙类抗生素易感致聋的分子基础。汉族耳聋患者突变率(21%)要低于鄂西土家族(33.3%)、苗族(45.1%),发现了土家族、苗族耳聋患者的异质性突变。这可能是由于遗传背景的差异。该糖尿病伴耳聋家系呈典型的母系遗传,nt3243A→G突变是其发病的分子基础。
第四部分核内间隙连接蛋白26(Cx26)基因突变与听力损失
目的:Cx26基因突变占语前常染色体隐性遗传耳聋的50%。本研究为探讨在不同人群中高发的突变235delC和35delG是否在湖北地区也有高突变频率。
方法:采用PCR—RFLP方法对72例耳聋患者及正常对照30例筛选235delC突变,采用等位基因特异性扩增法为基础的RFLP分析35delG的突变。
结果:在72例患者中发现8例发生235delC纯合性突变,占11.1%(8/72),有15例发生235 delC杂合性突变,其余病例及30例正常人对照中未发现235delC突变,235delC突变等位基因频率在病例和对照中分别为21.5%和O。对于35delG,在72例患者中发现一例纯合突变,在30例正常对照中发现一例杂合突变,其余病例及对照均无此突变
结论:Cx26基因235delC纯合性突变是导致常染色体隐性非综合征性耳聋重要原因。35delG不是国人非综合征性耳聋的主要原因。
第五部分:一个人类新基因FKSG28的小鼠同源物-Mig30与听觉的相关性初步探讨-Mig30在小鼠内耳及F9细胞模型中的表达
目的:探讨Mig30基因在小鼠内耳组织及F9细胞模型中的表达。
方法:采用6只成年小鼠内耳组织和F9细胞分别提取总RNA,逆转录后获得细胞cDNA。根据Mig30基因编码区序列设计的引物进行PCR扩增,通过PCR产物分析确定Mig30是否在小鼠内耳细胞表达;在F9细胞分化模型中,培养细胞未经诱导、维甲酸单独处理或与双丁酰环磷腺苷联合使用时采用实时定量PCR检测Mig30的表达。
结果:采用小鼠内耳组织总RNA,RT—PCR扩增出Mig30基因部分编码区,证实小鼠内耳中有Mig30的表达:在培养1~7天的F9细胞中小鼠Mig30也有较为稳定的表达,F9细胞在RA诱导分化培养1~7天过程中,Mig30的表达有很大的变化,第5天达到一个较高水平(约10倍于未诱导)后有一定下降。在RA和cAMP共同诱导分化培养F9细胞时,该基因的表达在第5天达到较高水平,分别相当于基准表达水平和RA诱导同样时间的70倍和7倍。
结论:Mig30在内耳有表达,为Mig30蛋白与连接蛋白26(connexin26)的互作关系提供了进一步的证据。在F9细胞分化模型中,当维甲酸与双丁酰环磷腺苷联合使用时增强了RA诱导分化的效果,Mig30表达水平显著升高。Mig30蛋白可能与连接蛋白26在听觉生理中起作用。