腓骨肌萎缩症是一组最常见的周围神经遗传病,前期工作中我们运用微纤维技术构建人类野生HSPB8转基因小鼠和K141N突变型HSPB8(CMT2L)转基因小鼠模型,行为学、电生理和病理学鉴定表明突变型转基因小鼠良好再现了CMT2L临床表型,能有效用于HSPB8在CMT发病机理研究。本课题拟运用基因芯片技术检测CMT2L转基因小鼠在病程不同时期的基因表达水平变化;对表达改变的基因进行分子生物学功能分类和实时荧光定量PCR确认;运用免疫组化技术比较病程不同时期相应蛋白表达水平的变化,运用免疫荧光双标技术在轴索/雪旺氏细胞进行蛋白定位,以期揭示HSPB8的分子功能和CMT2L内在发病机理,并为CMT治疗提供靶点选择;选择表达水平改变显著、且位于CMT亚型(致病基因尚未克隆)定位区间的基因为候选基因,在未明确基因诊断的CMT家系中进行突变分析,以期克隆新的CMT致病基因。
Charcot-Marie-Tooth disease;transgenic mouse;HSPB8;mutation;cDNA microarray
本课题以野生C57BL小鼠和wtHSPB8转基因小鼠为对照,运用全基因组cDNA芯片技术检测K141N HSPB8转基因小鼠在病程不同时期(3,6,18月龄)的坐骨神经全基因组基因表达水平变化,找出6,18月龄K141N HSPB8转基因小鼠的坐骨神经差异表达基因49个,其中上调的基因有31个,下调的基因有18个。蛋白相关聚类分析显示有8个基因跟肌肉蛋白相关,分别为DES,MYOM1,MYLPF,MYH1,MYH4,NEB,PVALB和TPM2;6个基因跟动力蛋白结合有关,分别为MYH1,MYH4,NEB,NEXN,TPM2和XIRP2。通过功能相关聚类分析发现7个与肌肉收缩相关的基因,分别为DES,MYOM1,MYH1,MYH4,PGAM2,TCAP和TRDN;5个与碳水化合物合成相关基因,分别为FBP2,PGAM2,RBP4,PCK1和PPP1R3C。以野生C57BL小鼠和wtHSPB8转基因小鼠为对照,经实时荧光定量PCR检测在病程不同时期(3,6,18月龄)K141N HSPB8转基因小鼠的坐骨神经上述基因转录水平差异,发现6,18月龄K141N HSPB8转基因小鼠的坐骨神经碳水化合物合成相关基因FBP2,PCK1,RBP4,PGAM2,PPP1R3C表达上调,与芯片分析结果一致。以野生C57BL小鼠为对照,经免疫组化检测发现FBP2,PCK1,RBP4蛋白在病程 6和18月龄的K141N HSPB8转基因小鼠坐骨神经表达水平增加。以上结果确认碳水化合物合成相关基因在K141N HSPB8转基因小鼠有表达上调,表明糖类代谢紊乱、线粒体能量产生异常和氧化应激可能参与CMT2L的发病机制。运用免疫荧光共定位和免疫电镜双标方法证实了在K141N HSPB8转基因小鼠坐骨神经HSPB8与HSPB1和NEFL的存在共定位。收集65个CMT家系并完成常见基因(PMP22、CX32、MFN2和MPZ)分析,发现并报道了MPZ基因新突变2个;完成了3种不同的PMP22大片段重复检测技术(CNV芯片、MLPA和限制性双酶切)敏感性和特异性的比较分析,发现CNV芯片和MLPA特异性和敏感性显著高于限制性双酶切,而CNV芯片较MLPA更能提供全基因组和断裂位点的具体信息;完成CX32基因突变患者临床与电生理相关分析,发现CMT1X患者临床残疾进展与年龄、病程和CMAP明显相关。