功能性解析 FOXL2 新突变在 Ⅱ 型睑裂狭小 - 上睑下垂 - 内眦赘皮反转综合征中的作用及基因型 - 表型关联阐释

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:Human Genomics 3.8

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  为解决睑裂狭小、上睑下垂和内眦赘皮反转综合征(BPES)基因型 - 表型关系不明的问题,温州医科大学附属眼视光医院研究人员对一个中国 BPES 家族开展研究。发现 FOXL2 基因的 c.313 A > C(p.N105H)突变,该研究为 BPES 的诊断和治疗提供依据。

  在医学研究的广阔领域中,有一种罕见的疾病 —— 睑裂狭小、上睑下垂和内眦赘皮反转综合征(Blepharophimosis, Ptosis, and Epicanthus Inversus Syndrome,BPES),它就像一个隐藏在基因深处的 “神秘密码”,困扰着医学界。BPES 是一种常染色体显性遗传疾病,每 50000 个新生儿中大约就有 1 例。患者的眼睑会出现明显的畸形,如睑裂狭小、先天性上睑下垂、内眦赘皮反转和眼距过宽,同时还可能伴有斜视、屈光不正、弱视等眼部问题。
BPES 分为两种主要表型亚型,其中 Ⅰ 型与卵巢早衰(Premature Ovarian Failure,POF)相关,Ⅱ 型则仅表现为眼睑畸形 。目前,FOXL2(Forkhead Box L2)基因在 BPES 发病机制中的作用已得到广泛认可,大约 80% 的 BPES 病例都与 FOXL2 基因的杂合变异有关。然而,FOXL2 基因突变与 BPES 表型之间的关系却错综复杂,临床异质性和遗传差异普遍存在。例如,同一个 FOXL2 基因突变在不同家庭中可能导致不同类型的 BPES,这使得准确诊断和预测疾病变得十分困难。

为了揭开这个 “神秘密码”,温州医科大学附属眼视光医院的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们希望通过对一个中国 BPES 家族的深入研究,明确该家族中 BPES 的致病突变,并进一步阐释基因型与表型之间的关系。这不仅有助于提高对 BPES 的诊断准确性,还能为女性患者的生育预测和治疗提供重要依据。

研究人员对一个三代中国 BPES 家族进行了全面的临床和分子遗传学分析。他们采集了家族成员的外周血样本,提取基因组 DNA,通过全外显子测序(Whole-Exome Sequencing,WES)和 Sanger 测序筛选基因突变 。同时,利用生物信息学预测算法评估候选变异对蛋白质结构和功能的潜在影响,并通过免疫荧光亚细胞定位分析和定量实时 PCR(Quantitative Real-Time PCR)研究突变的致病性。

研究结果显示,该家族中有 6 名患者表现出典型的 BPES 特征,且均为 Ⅱ 型,无卵巢早衰症状 。基因分析发现,FOXL2 基因存在一个杂合错义突变(c.313 A > C:p.N105H),该突变与疾病表型完全共分离,被判定为可能致病。

亚细胞定位研究表明,野生型 FOXL2 蛋白在细胞核中呈弥漫性分布,而突变型 FOXL2 蛋白虽然也定位在细胞核中,但在部分转染细胞中出现核聚集现象,这可能会影响其与下游基因的相互作用。

定量实时 PCR 分析显示,与野生型相比,突变型 FOXL2 对下游靶基因 STAR(Steroidogenic Acute Regulatory)和 OSR2(Odd-skipped Related 2 Transcription Factor)的转录调控没有显著差异,但野生型 FOXL2 转染的细胞中 OSR2 表达略高于突变型,这或许可以解释该家族中 BPES 患者症状较轻的原因。

此外,研究人员还回顾了以往的研究,对 BPES 的临床分型和相关突变进行了总结和分析。他们发现,不同类型的 FOXL2 突变与 BPES 的不同亚型存在一定的关联,但这种关系并非绝对,同一突变在不同家族中可能导致不同的临床表型。

这项研究具有重要的意义。它首次对 FOXL2 基因的 c.313 A > C(p.N105H)突变进行了功能验证,为 BPES 的发病机制提供了新的见解。通过深入分析基因型与表型之间的关系,研究人员为 BPES 的早期诊断和治疗提供了更有力的依据,尤其是对于那些可能面临生育问题的女性患者。

研究人员在开展研究时,主要用到了以下几个关键技术方法:首先是样本采集,研究选取了一个包含 17 人的中国 BPES 家族,其中 6 名患者和 5 名未受影响个体参与研究;然后进行全外显子测序,对 4 名患者和 3 名未受影响个体的外周血提取基因组 DNA 后进行测序;接着运用 Sanger 测序对疑似致病突变进行验证;最后通过免疫荧光亚细胞定位分析和定量实时 PCR 对突变进行功能研究。

研究结果部分:

  • 临床特征:多数患者自出生就有典型 BPES 眼睑畸形表现,多为双眼受累,除 1 例患者有弱视外,其余患者最佳矫正视力正常,均无斜视但有高度散光,家族中女性患者无生育问题,临床诊断为 BPESⅡ 型。
  • 基因突变分析:WES 和 Sanger 测序发现 FOXL2 基因的 c.313 A > C(p.N105H)杂合错义突变,该突变在患者中存在,未在未受影响个体中检测到,与疾病表型共分离,多种软件预测其对 FOXL2 蛋白有害。
  • 突变对蛋白定位的影响:免疫荧光实验表明,野生型 FOXL2 蛋白在细胞核中弥漫分布,突变型蛋白虽也在细胞核,但部分细胞中出现核聚集。
  • 突变对转录活性的影响:定量实时 PCR 显示,突变型 FOXL2 对下游靶基因 STAR 和 OSR2 转录调控无显著差异,野生型 FOXL2 转染细胞中 OSR2 表达略高于突变型。

研究结论和讨论部分,本研究鉴定出一个中国 BPESⅡ 型家族中 FOXL2 基因的 c.313 A > C(p.N105H)突变,验证了其致病性。该突变影响了 FOXL2 蛋白的定位,但对下游靶基因转录活性影响不大,这有助于解释该家族患者的临床表型。同时,研究发现 BPES 患者临床表型多样,基因型与表型关系复杂,单一从基因型分类并不全面,需要结合临床特征、突变位置和功能验证等多方面综合判断。这一研究为进一步理解 BPES 的发病机制和精准诊疗提供了重要依据,推动了该领域的医学发展,为未来更深入的研究和临床实践指明了方向。
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