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本课题将线粒体12S rRNA和GJB2基因作为切入点,对已经建立的浙江省聋病资源库进行分析,了解非综合征型耳聋相关基因常见的突变方式、临床表现,并通过功能实验研究发现新的突变位点,从细胞功能学的角度对耳聋相关基因突变的分子机制进行探讨。 前期工作和基础实验 此部分主要介绍在已有的浙江省聋病资源霹的基础上,对其进行的进一步扩增和补充,目前已收集到非综合征型耳聋病例2953例。完善已收集到的受试者和家庭成员的基本资料,包括听力学及临床资料,家系谱图表等(以调查表的形式),并在他们的外周血标本中提取DNA,并进行线粒体全基因组序列测序,向受试者和家庭成员反馈基因检测结果报告单。对有重大研究意义的家系,建立永生化类淋巴母细胞系,并冻存和复苏。为今后科研及临床工作奠定良好的基础,为中国聋病遗传资源的保存做出贡献,并向最终能够实现耳聋早期的诊断、干预和治疗迈出扎实的一步,最终降低先天性及药物敏感性听力损害的发病率。 第一部分221例携带GJB2基因突变的非综合征型耳聋先证者及家系成员基因型与听力损失程度的相关分析 目的:调查分析非综合征型耳聋患者GJB2基因突变中基因表现型与临床表现的相关性。方法:2006年4月至2012年9月期间,在温州医科大学附属第二医院耳鼻咽喉科门诊筛查出221例带有GJB2基因突变的非综合征型耳聋先证者和家庭成员,分别根据GJB2突变对其蛋白产物的影响和是否携带235delC分类进行分组,并对其临床资料进行整理和分析。结果:与235delC复合-杂合突变和非235delC突变的患者相比,含有235delC的纯合突变患者出现更为严重的听力损失表现;当把GJB2基因突变分为截断突变(即终止突变、框移突变)和非截断突变(即错义突变)时,截断突变患者(235delC、299delAT)的听力损失程度更重;G109A/-突变基因型所引起的听力损失程度显著低于参照组235delC/235delC基因型(中位数PTA值为73dB,P<0.01)。结论:本研究通过系统性分析证明了不同GJB2基因型对听力损失程度的影响,并筛选出温和基因型。同时,可以将此研究方法推广到其他耳聋基因上,从而建立完整的耳聋基因型与临床表型相关性分析表。此数据为日后在临床上应用于对GJB2基因突变相关听力损失患者的预后评估提供了参考依据。 第二部分非综合征型听力损失相关的线粒体12s rRNA A839G基因突变的功能研究 目的:探讨线粒体12s rRNA上A839G基因突变与非综合征型听力损失的相关性。方法:根据临床表现、线粒体DNA全序列测序结果,寻找并确定含有线粒体12s rRNA A839G基因突变的先证者,并对其家系成员进行拓展筛查,采集确诊家系的外周静脉血标本,并将血液中的淋巴细胞转化为永生化类淋巴母细胞系,经过一段时间的细胞培养后进行细胞倍增实验、药敏实验、细胞氧耗率实验、线粒体膜电位测试和细胞内活性氧检测(ROS)等一系列基于细胞功能水平上的实验来探究A839G基因突变与非综合征型听力损失的相关性。结果:线粒体DNA全序扩增检测确定含有线粒体12s rRNAA839G基因突变的先证者和家庭成员,进一步的种系发生学分析发现839位点的保守性指数(CI)高达78.6%;在RPMI-半乳糖培养基中,含有A839G基因突变的细胞株倍增时间显著长于对照组,且差异有统计学意义(P=0.033);氨基糖甙类抗生素对含有A839G基因突变细胞株的影响并不明显;含有A839G基因突变细胞株与对照组相比均表现出细胞氧耗率的降低,且在统计学上有显著性差异(P=0.033);与对照组相比,含有A839G基因突变细胞株ROS水平均出现较大幅度的升高,且在统计学上有显著性差异(P<0.01); A839G基因突变细胞株中线粒体膜电位降低细胞群的数量显著多于对照组。结论:本研究通过系统性的实验从细胞水平证明了线粒体12s rRNA A839G基因突变对细胞内线粒体呼吸链的功能产生影响,使突变的细胞株的生长速率明显降低,出现听力下降的临床表现。下一步的研究可以从蛋白质组学相关实验着手来进一步探讨线粒体12s rRNA A839G对与呼吸链相关的蛋白质合成的影响。