1例染色体平衡易位型Prader_Willi综合征的细胞分子遗传学诊断和发病机制

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1例染色体平衡易位型Prader-Willi综合征的细胞分子遗传学诊断和发病机制研究

杨晓,王艳,彭薇,刘欣,马宁,李昊

北京军区总医院附属八一儿童医院生物发育学实验室,北京 100700

摘 要: 目的 探讨1例Prader-Willi综合征(Prader-Willi syndrome,PWS)患儿的遗传学诊断及发病机制。方法 对患儿的血样本进行染色体核型分析,采用甲基化特异性聚合酶链反应(methylation-specific PCR,MSPCR)及多重连接探

针扩增(MS-multiplex ligation-dependent probe amplification,MS-MLPA)技术对患儿的DNA样本进行基因分析。结果 该患儿染色体核型45,XY,-5,-15,t(5,15)(q34q13),甲基化特异性PCR(MS-PCR)监测到特异性PWS相关基因的甲基

化,确诊该患儿为PWS患者。进一步MS-MLPA证实PWS是由于染色体的平衡易位导致父源性15q11~q13区域的缺

失所致。结论 细胞分子遗传学实验对PWS的临床诊断以及分子遗传基础的分析都具有积极的作用。

关键词: 染色体平衡易位;Prader-Willi综合征;甲基化特异性PCR;甲基化特异性MLPA

中图分类号:R722 文献标识码:A 文章编号:1008-6579(2013)01-0110-03

Genetic diagnosis and pathogenesis of a case of Prader-willi syndrome.YANG Xiao,WANG Yan,PENG Wei,LIU Xin,MA

Ning,LI Hao.(Development Biology Laboratory,Bayi Children's Hospital,General Hospital of Beijing Command,Beijing100700,China)

Abstract: Objective To expore genetic diagnosis and pathogenesis for one case of Prader-willi syndrome(PWS)pa-tient with chromosomal balance-translocation. Method Chromosome karyotype analysis and methylation-specific poly-merase chain reaction(MSPCR)and multiplex ligation-dependent probe amplifi-cation(MS-MLPA)were applied for detec-ting the genetic disorder and analyzing pathogenesis of patient. Results The result of chromosome karyotype was 45,

XY,-5,-15,t(5,15)(q34q13).The patient was diagnosed with PWS by MS-PCR.Further MS-MLPA comfirmed PWS was

due to paternal deletion in 15q11-13region. Conclusion The cellular and molecular genetics experiments are crucial in the

clinical diagnosis and molecular genetic basis of PWS.

Key words: balanced chromosomal translocations;prader-Willi syndrome;methylation-specific PCR;methylation-specific MLPA

Prader-Willi综合征(Prader-Willi syndrome,

PWS)又称肌张力低下-智能障碍-性腺发育滞后-肥

胖综合征,是导致人类肥胖的最常见遗传性综合征

之一,PWS在新生儿中的发病率约1/30 000,全部

人口中的发病率约1/50 000[1-2]。该综合征在新生

儿期主要以严重的中枢性肌张力低下和喂养困难为

特征,尽管临床上可根据Gunay-Aygun等2001年

提出的PWS诊断标准进行诊断,但是在新生儿期该

综合征由于缺乏特异性的临床表现给临床诊断带来

极大的困难,容易造成漏诊、误诊。因此对于临床上

高度怀疑PWS的新生儿应该进行一系列的细胞分

子遗传学检查以便确诊和明确发病机制。本研究对

1例染色体平衡易位型PWS患儿进行细胞分子遗

传学诊断并进一步探讨其发病机制。

1 对象和方法

1.1 对象 来自八一儿童医院儿童重症监护病房

二组的患儿,男,2013年3月4日出生,因“反应差,

拒乳7天”于3月30日入院;患儿系G1P1,胎龄

41+3周,因监测胎心减慢选择性剖宫产娩出,出生体重3 000g,羊水Ⅲ度污染,无宫内窘迫及出生窒息

史。患儿出生后即出现精神反应差,自纳奶吸吮能

力差,自主活动较少。

1.2 方法

1.2.1 染色体核型分析 抽取静脉血3mL,肝素

钠抗凝,接种于外周血淋巴细胞培养基中,放入

37℃恒温箱中培养72h,常规方法收获细胞,制备中

期染色体玻片标本,G-显带分析。计数30个分裂

相,分析3个核型。对有异常核型者计数100个分

裂相,分析10个核型。结果按人类细胞遗传学国际

命名体制(ISCN 1995)的标准命名。

1.2.2 MSPCR检测患儿的DNA标本

1.2.2.1 血液基因组DNA的提取 取EDTA抗

凝血1mL,使用天根生化科技有限公司生产的血液

DNA提取试剂盒,按照操作说明提取DNA。

1.2.2.2 基因组DNA的预处理 应用甲基化试

剂盒(QIAGEN No.95104)对基因组DNA进行处

理,15q11-13的SNRPN基因序列经过亚硫酸氢钠

修饰处理后,父源DNA非甲基化胞嘧啶转化为尿011中国儿童保健杂志2014年01月第22卷第1期 CJCHC JAN.2014,Vol 22,No.1嘧啶,在随后的PCR反应中可以转化为胸腺嘧啶,

而母源DNA甲基化胞嘧啶则保持不变[3]。因此经

过处理,甲基化状态不同的等位基因序列不同,根据

等位基因序列的不同设计特异性PCR引物进行扩

增,便可将父源、母源等位基因区分开。

1.2.2.3 MSPCR反应 父方引物序列:F5'-

GTAGGTTGGTGTGTATGTTT-AGGT-3',R5'-

ACATCAAACATCTCCAACAACCA-3'。母方引

物序列为:F5'-TAAATAAGTACGTTTGCGCG-

GTC-3',R5'-AACCTTACCCGCTCCATCGCG-3'。

25μLPCR反应体系包括:10×PCR bufferⅡ(ABI)

2.5μL,200μmol/L dNTPs(ABI),2.0mmol/L

MgCl2(ABI),0.4μmol/L引物(上海生工合成),1

U Am-pliTaq Gold酶(ABI),4ng/μL DNA。应用

ABI 9700热循环仪(产地:美国)进行扩增,反应条

件为:95℃15min;95℃30s,59℃30s,72℃30s共

35个循环;72℃10min;4℃保存。PCR产物用2%

的琼脂糖凝胶电泳鉴定。

1.2.3 MS-MLPA技术检测DNA样本

1.2.3.1 MS-MLPA检测 按照MS-MLPA试剂

盒Me028(MRC-Holland公司,荷兰)说明书,首先

取每个样本120ng基因组DNA,于ABI 9700PCR

仪中98℃变性10min,后加入SALSA探针混合杂

交至少16h。杂交后每个样本分别用连接酶和连接

-消化酶进行拷贝数分析试验及甲基化分析试验,

反应条件为:49℃30min,98℃5min,15℃终止;最

后每管中分别加入聚合酶混合物进行PCR扩增,反

应条件为:95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸

60s,共35个循环;72℃延伸20min;15℃终止。用

AB 3130基因分析仪对扩增产物进行分析,最终所

得数据以GeneMarker软件分析。

1.2.3.2 结果判定 基因拷贝数判定:特异性探针

峰值与内参信号峰值比的正常阈值为0.7~1.3,提

示基因拷贝数无变异,比值<0.7提示基因缺失;比

值>1.3,提示基因重复。

1.2.3.3 甲基化异常判定 MS-MLPA试剂盒甲

基化试验中,母源性基因可被甲基化,父源性基因不

能被甲基化;未甲基化的父源性基因与5个特异性

探针结合后能被HhaI酶切断,不能扩增出特异性

条带。故在基因拷贝数无异常的前提下,同一反应

中5个甲基化特异性探针经HhaI酶切后峰值比较

酶切前减少一半,提示甲基化无异常,为正常人;峰

值不变,提示母源性的同源二倍体所致的PWS。在

基因拷贝数减半的前提下,酶切后的峰值不变,提示

为父源性的基因缺失所致的PWS。2 结 果

2.1 染色体核型分析结果 该患儿染色体核型为:

45,XY,-5,-15,t(5,15)(q34q13),为染色体平衡易

位。见图1。

注:箭头所指为发生平衡易位后的衍生染色体。

图1 染色体核型分析图

Fig.1 Chromosome karyotype analysis diagram

2.2 MS-MSPCR结果 正常对照可以扩增出父

源、母源两个片段,分别为100bp和174bp,阳性对

照和患儿的扩增产物只有一条174bp片段,未见

100bp片段,提示患儿存在父源基因缺失,因此这名

患儿确诊为PWS。见图2。

注:1)100bpDNAmark;2)空白对照;3)未经处理的DNA样本;4)正常对照;5)PWS阳性对照;6)AS阳性对照;7)与8)均为患儿样本。

图2 MS-PCR电泳图

Fig.2 Results of methylation specific PCR

2.3 MS-MLPA结果 样本DNA的MLPA扩增

产物峰值见图3。正常人(图3中5、6)特异性探针

峰与内参信号峰值比在0.7~1.3之间,提示基因拷

贝数无异常,酶切后峰值比酶切前减少一半;母源性

同源二倍体所致的PWS患者(图3中1、2),基因拷

贝数无异常,但酶切后的峰值与酶切前相同;而该患

儿(图3中3、4)的特异性探针峰值与内参信号峰值

比<0.7,提示存在基因的缺失,且酶切后峰值保持

不变,说明该患儿PWS的发病机制父源性的15q11

~q13区域缺失。111中国儿童保健杂志2014年01月第22卷第1期 CJCHC JAN.2014,Vol 22,No.1