唇腭裂的基因研究

1、    唇腭裂的基因研究        中分類號：R782.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-4979(2000)04-0327-04 GENE RESEARCH OF CLEFT OF LIP AND PALATE唇腭裂是一種常見的先天畸形，有家族性發(fā)病傾向，文獻(xiàn)報道單純腭裂患者(cleft palate only,CPO)有家族史的約10%20%，非綜合征性唇腭裂(nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate,N

2、SCL/P)有家族史的約25%35%1，是為大家公認(rèn)的一種多基因易感性疾病。由于唇腭裂的遺傳模式并不符合孟德爾遺傳模式，目前其遺傳模式仍是個爭論的話題，主要有兩種，既多因素閾點(diǎn)模式以及近來提出的主要致病基因遺傳模式24，而且唇腭裂因不同人種、地區(qū)、性別以及有無陽性家族史其發(fā)病率是不同的，因此唇腭裂的可能致病因素非常復(fù)雜，其發(fā)病機(jī)制到目前為止仍未明確。唇腭裂的基因定位是目前唇腭裂研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，國外學(xué)者已做了大量的臨床和實(shí)驗(yàn)研究篩選可能的易感性基因以及進(jìn)行基因定位，研究較多的是伴發(fā)唇腭裂的各種綜合征的基因定位，而且已經(jīng)定位了多種伴發(fā)唇腭裂的綜合征的基因，非綜合征性唇腭裂的基因研究也已經(jīng)廣泛開展

3、，而且隨著研究的進(jìn)一步深入，唇腭裂發(fā)病機(jī)制的明確已成為可能。本文主要就非綜合征性的唇腭裂的基因研究進(jìn)行綜述。1實(shí)驗(yàn)研究和動物模型1.1篩選研究對象，采集實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，文獻(xiàn)報道可采集血樣本和組織樣本(頰粘膜組織)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究1，5，6。先提取樣本的DNA，選擇特定基因標(biāo)記引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后檢測PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。篩選出的可能的易感性基因包括TGF、TGF、BCL3、MSX1、DLX2、RARA基因等1，489和Jhappan等10的TGF過度表達(dá)轉(zhuǎn)基因動物實(shí)驗(yàn)不支持TGF等位基因在唇腭裂形成中的作用。Umbach等11的Sek4和Nuk基因的無效表達(dá)動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Sek4和Nuk受體在面部發(fā)育中有

4、重要作用并且互相協(xié)作共同影響面部的發(fā)育。Damm等12的轉(zhuǎn)基因小鼠動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)RA受體畸變抑制了轉(zhuǎn)錄過程，誘導(dǎo)形成轉(zhuǎn)基因小鼠腭裂，影響面部發(fā)育，同時進(jìn)一步研究了RA的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制。Condie等13的Gad67基因突變小鼠動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Y-氨基丁酸(GABA)在小鼠腭正常發(fā)育中有重要作用。1.3另一種研究方法為體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究，有腭細(xì)胞培養(yǎng)、腭器官培養(yǎng)和全胚胎培養(yǎng)。腭突中嵴上皮細(xì)胞(MEE)和腭間充質(zhì)細(xì)胞(EPM)的研究多采用腭器官培養(yǎng)的手段14。Potchinsky等15的EPM細(xì)胞體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了有絲分裂原激活蛋白激酶(MAPK)調(diào)節(jié)EGF對細(xì)胞的效應(yīng)，證實(shí)了環(huán)腺苷酸(cAMP)

5、和TGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)EGF對細(xì)胞的增生作用，以及多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈調(diào)控EPM細(xì)胞的增生反應(yīng)，MAPK不調(diào)控EGF對細(xì)胞的增生作用，可能調(diào)控EPM細(xì)胞的其他過程。Hehn等16的鶉卵全外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)提示MAPK在鶉的繼發(fā)腭的形成中與細(xì)胞因子調(diào)控的細(xì)胞增生有關(guān)。Nugent等17通過EPM細(xì)胞體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)RA和RA誘導(dǎo)的TGF在腭細(xì)胞增生和葡萄胺聚糖(GAG)形成中的調(diào)控作用，提示TGF在RA誘導(dǎo)腭裂畸形的形成中有重要作用。2基因與環(huán)境的交互作用唇腭裂的致病因素包括基因因素和環(huán)境因素。而基因表達(dá)的調(diào)控可以在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾、翻譯和翻譯后修飾各個水平上進(jìn)行調(diào)控。環(huán)境條件影響基因效應(yīng)，也是通過形成

6、一定的細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境，通過受體和配體活性的改變，影響細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或直接形成基因突變來調(diào)控腭突的發(fā)育。家系分析已證實(shí)煙、酒與某些藥物能顯著增加個體唇腭裂畸形的發(fā)病風(fēng)險。Maestri等5分層分析受累患者唇腭裂的類型、人種、家族史和母親孕期吸煙與可能易感性基因的交互作用，證實(shí)陽性家族史與D2s443標(biāo)記TGF等位基因4的交互作用呈顯著性相關(guān)；母親孕期吸煙與D2s443標(biāo)記TGF等位基因4的交互作用的統(tǒng)計值P0.06，雖不呈顯著性相關(guān)，但也有一定的意義；母親孕期吸煙與D14s61標(biāo)記TGF3等位基因6的交互作用呈顯著性相關(guān)；以及高加索人群與D19s178標(biāo)記BCL3等位基因13和THRA1標(biāo)記R

7、ARA等位基因8的交互作用呈顯著性相關(guān)。Hwang等18證實(shí)CLP患者與CL/P陽性家族史呈顯著性相關(guān)；CPO患者與CL/P或CPO陽性家族史以及其他家族性出生缺陷史呈顯著性相關(guān)；母親孕期吸煙與TGFTaqIc2等位基因交互作用呈顯著性相關(guān)（其中分兩組：陽性家族史患者和非陽性家族史患者）；同時TGFTaqIc2等位基因和母親孕期吸煙的CPO患者呈顯著性相關(guān)，而TGF TaqIc2與CPO患者（包括母親孕期吸煙和孕期不吸煙的CPO患者）呈非顯著性相關(guān)，提示TGF可能調(diào)節(jié)組織對環(huán)境影響的易感性。Lidral等1證實(shí)TGF TaqI等位基因與陽性家族史呈顯著性相關(guān)，有無陽性家族史影響統(tǒng)計分析的結(jié)果。

8、目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的化學(xué)藥物誘導(dǎo)鼠腭裂模型是通過化學(xué)藥物調(diào)控基因表達(dá)，以細(xì)胞因子、受體和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的變化來調(diào)控腭突的發(fā)育，誘導(dǎo)腭裂的形成，也是基因與環(huán)境交互作用的體現(xiàn)。同時基因之間也相互作用，Maria等19的EGFR無效表達(dá)的基因敲除動物模型，證實(shí)在不同的基因背景下其表現(xiàn)型不同以及EGFR調(diào)控細(xì)胞的增生和分化作用，但需要進(jìn)一步研究EGFR在胚胎期唇腭裂形成中的作用。3唇腭裂的遺傳分析主要用于唇腭裂的易感性基因的定位。目前用于唇腭裂的遺傳分析方法主要有以下幾種2023。31連鎖分析（linkage analyses）：根據(jù)基因重組率來計算兩基因之間的染色體距稱為連鎖分析，其中有優(yōu)勢對數(shù)分?jǐn)?shù)法

9、（log odd score,lods）、受累同胞對法（affected sibpair，ASP）、受累家系成員法（ affected pedigree member，APM）都是兩點(diǎn)連鎖分析方法。1955年Morton利用似然性估計的原理提出了Lods法，主要檢測在兩基因以某一重組率相連鎖時，出現(xiàn)這種情況的似然性有多大，其優(yōu)點(diǎn)是可利用兩代小家系資料的分析，結(jié)果的判斷也比較容易，缺點(diǎn)是親代基因型必須已知，且其中必須有一個雙重雜合子，不適合三代或三代以上大家系的分析，而且在這一方法中，疾病基因坐標(biāo)之間的重組率是根據(jù)家系資料和疾病的遺傳模式來計算的，此法在唇腭裂基因定位研究中的作用非常有限。ASP

10、法其特點(diǎn)是不需要知道遺傳病的遺傳方式、基因頻率和外顯率，但在實(shí)踐中需掌握親代的等位基因類型。ASP法檢測易感性基因座位的能力依賴于該座位對遺傳性狀改變作用的大小，此作用的大小可根據(jù)受累先證者的同胞的發(fā)病風(fēng)險與群體發(fā)病風(fēng)險法的比值來估計。ASP法的不足是在于為了排除遺傳異質(zhì)性的影響，需要收集幾百個受累同胞對，以及不能得出遺傳標(biāo)記和易感性基因之間的距離。ASP法還可用于排除侯選基因，如果兩受累同胞都不具備雙親的某種基因類型，基本上可以排除此基因?yàn)橐赘行曰?。APM法不需進(jìn)行親代等位基因類型的鑒定，也不考慮子代的基因是否來自同一親代，僅檢測某一家系中患病個體間（不必是同胞）的標(biāo)記等位基因的相似性，其

11、有效性較ASP法低，是對lods法的一個有效補(bǔ)充。兩點(diǎn)連鎖分析法的一個不足是處于雜合和純合狀態(tài)的兩個緊密連鎖標(biāo)記在不同個體上有不同表現(xiàn)時難以分辨。32連鎖不平衡和關(guān)聯(lián)研究：是基于群體中無親源關(guān)系的病例組和表現(xiàn)正常的對照組在某個遺傳標(biāo)記位點(diǎn)上會出現(xiàn)不同的頻率而設(shè)計的。通過兩者頻率的不同就能推測所研究的某個遺傳標(biāo)記和某個易感性基因之間是否存在因果關(guān)系或連鎖不平衡。建立在群體水平上利用連鎖不平衡方法進(jìn)行基因定位時，最好選用隔離群體以及以受累家庭為基礎(chǔ)的內(nèi)在對照組以排除混雜因素的影響。目前唇腭裂的遺傳分析利用以上的幾種方法，綜合分析評價可能易感性基因與唇腭裂畸形的關(guān)系，來進(jìn)行最終的精確定位。4結(jié)語唇腭

12、裂是一種多基因易感性疾病，其發(fā)病機(jī)制仍不確切。目前CL/P與CPO發(fā)病機(jī)制的不同已為大家廣泛接受，不同類型、不同程度的唇腭裂發(fā)病機(jī)制的不同需進(jìn)一步深入研究。目前唇腭裂基因研究已篩選了幾個可能的易感性基因，但對這幾個可能的易感性基因不同的文獻(xiàn)結(jié)論不大相同，有的甚至結(jié)論相互對立，需要進(jìn)一步分層受累患者，排除環(huán)境因素和遺傳異質(zhì)性的影響，進(jìn)一步研究以篩選可能的易感性基因，然后對可能的易感性基因進(jìn)一步查詢突變部位，研究突變對基因表達(dá)的影響以及其他相關(guān)的研究。由于唇腭裂的致病因素非常復(fù)雜，環(huán)境與基因的交互作用和在不同的遺傳背景下基因的表現(xiàn)型并不一樣，進(jìn)一步研究細(xì)胞因子、受體和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在基因表達(dá)調(diào)控中的

13、作用，是唇腭裂發(fā)病機(jī)制研究的關(guān)鍵，只有這樣才能真正在細(xì)胞分子水平上明確唇腭裂的發(fā)病機(jī)制。同時由于唇腭裂的遺傳分析方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工作中須做好實(shí)驗(yàn)研究的可行性分析、選擇好合適的分析對象和樣本的大小以及選擇好恰當(dāng)?shù)倪z傳標(biāo)記的數(shù)目和類型，當(dāng)然這都需要做大量的工作，需要大量的資料包括大量的家系資料、選擇基因組的有高度信息含量的遺傳標(biāo)志以及合適的處理多基因病的統(tǒng)計學(xué)方法等?？偟恼f來隨著科學(xué)技術(shù)的完善和發(fā)展為唇腭裂發(fā)病機(jī)制的研究以及唇腭裂的產(chǎn)前診斷和預(yù)防提供了廣闊的前景。作者簡介：呂寶輝(1972-)，男，河南寶豐縣人，在讀碩士。作者單位：呂寶輝(廣州中山醫(yī)科大學(xué)逸仙紀(jì)念醫(yī)院口腔頜面外科510120

14、)黃洪章(廣州中山醫(yī)科大學(xué)逸仙紀(jì)念醫(yī)院口腔頜面外科510120)參考文獻(xiàn)：1Lidral AC,Romitti PA,Basart AM.Association of MSX1 and TGF 3 with Nonsyndromic Cleft in Humans J.Am J Hum.Genet,1998,63:557-568.2Clementi M,Tenloni R,Forabosco P.Inheritance of cleft palate in Italy:Evidence for a major autosomal recessive locus J.Hum Genet,1997

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