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青光眼基因定位

CPPang香港中文大学眼科视觉科学系青光眼

视网膜神经节细胞和视神经变性，通常由高眼压引起

视觉损伤和致盲的常见原因不可逆性致盲的主要原因（香港，23％）

原发性开角型青光眼（POAG），影响到世界人口的1-2%

中国人流行病学统计显示，原发性闭角型青光眼（PACG）高于POAG青光眼遗传学

单基因决定

多因素:人、环境和遗传因素的交互作用

候选基因

多基因

遗传学:遗传的,家族的,先天的,散在的,获得的原发性开角型青光眼始发

基因

基因位点儿童/迟发

GLC1A

(TIGR/MYOC)

1q24-25成年,慢性

GLC1B

2cen-q13成年,慢性

GLC1C

3q21-24成年

GLC1D

8q23成年

GLC1E(OPTN)

10p14-15成年

GLC1F

7q35-36先天性

GLC3A(CYP1B1)

2p21先天性

GLC3B

1p36进展性

PITX2

4q25

PAX6,FOXC1其他至少附加10个染色体定位:2,10,14,17,19……..2q33.3-37.3(D2S2188-D2S2178)10p12-13(D10S1477-D10S601)香港中文大学，眼科和视觉科学系

青光眼遗传学

当前研究

微排列表达概貌

小梁网

基因图谱和连锁分析

中国和菲律宾POAG家族

复合SNPs的多变性分析 OPTN,MYOC,APOE

患者和家族的补充

表现型-基因型相关性的大规模基因突变筛查

OPTN,MYOC,…….启动子(5kb)外显子1(604bp)start外显子2(126bp)外显子3(782bp)内显子1(>10kb)内显子2(~1.5kb)polyAsignalSignalpeptideL-zipperMyosin(25%)Olfactomedin(40%)TIGR/MYOC

基因

(1q23-q24)GLC1A基因位点

1q21-q31高加索谱系:37subjects,22JOAGShort-tandem-repeatpolymorphismmarkersonChromosome1D1S212:MaximumLODscore6.5binationfractionθ=.008othermarkers:LOD>3.0SheffieldetalNatGenet1993

TIGR/MYOC

基因Dexamethasoneinduceddelayedandprogressivecellularandextracellularprotein/glycoproteininculturedhumantrabecularmeshworkcells.

Polanskyetal1991Clonedthetrabecularmeshworkinducedglucocorticoidresponse(TIGR)geneusingcDNAlibrariesfrom10-day500nMDEXtreatedHTMcultures.Nguyenetal1993Myocilin,acytoskeletalprotein,expressedintheretinaphotoreceptorcellsandlocalizedinthebasalbodyofphotoreceptorconnectingcilium,playingroleinintracellulartrafficandcellmotility.KubotaetalGenomics1997ThecDNATIGRandMYOCidenticalTIGR/MYOC

基因NguyenetalJBiolChem1998

KubotaetalBiochemBiophyResCommun1998

表达于巩膜，睫状体，小梁网，视网膜；心脏，肺，胰腺

>30青光眼相关性基因突变已确认

中国人中新发现的青光眼相关性基因突变:

Arg91Stop(271CT),

Glu300Lys(898GA;900GA),

Tyr471Cys(1412AG)

PangetalIOVS2002

1.5-4%POAG与基因突变相关AlwardetalScience1997FingertetalHumMolGenet1999KubotaetalHumMutation2000PangetalIOVS2002

常染色体为主的突变

K423E未导致青光眼MorissetteetalNatureGenet1998

TIGR/MYOC

启动子

2-5kbRegulatoryelements:TATAbox,CATbox,ERE,GRE,nGRE,PRE,serumRE,shearstressRE,AP-1,AP-2

NguyenetalJBiolChem1998 KirteinetalGenesCells2000

CulturedTMcells,DexamehtasoneinducedTIGR/MYOCtranscription,butnoDEXinducedsitefoundina2700ntpromoterregion5’ ShepardetalIOVS2001PromotermutationsinJapanese SuzukietalBrJOphthalmol2000Promotermutationsassociatedwithaseverityin1patient ColombetalClinGenet2001TIGR/MYOC-1000G&APOE-219GassociatedwithIOPandIOP-loweringtreatment CopinetalAmJHumGenet2002NodefiniteTIGR/MYOCpromotermutation,possibleprotectiveSNP2500nt5’ Fanetal2003“基因敲除人”

Arg46Stop

(信号序列后仅余13个氨基酸)

LametalIOVS2000对照为一Arg46Stop纯合子-77岁的老年女性，患有白内障，未患青光眼低-正常眼压:双眼均为11mmHgTIGR并非为正常眼功能所必须

TIGR缺失不引起青光眼TIGR基因突变如何导致POAG?通过产生病理性的TIGR功能TIGR/MYOC

与青光眼TIGR-MYOC

基因突变通过获得病理性功能导致青光眼LametalIOVS2000KimetalMolCellBiol2001结构变化导致蛋白-蛋白和蛋白-细胞连接能力的改变寡聚化，多聚体，攻击性，及过表达导致房水流出阻塞GLC1E

基因位点

10p15-p14英格兰谱系:39subjects,16NTG(IOP<22mmHg)Short-tandem-repeatpolymorphismmarkersonChromosome10LINKAGEprogam2-pointlinkageMLINK,LINKAGEpackageD10S1216:MaximumLODscore10.00binationfractionθ=.0021othermarkers:LODbetween3.77&9.7LocusbetweenD10S585&D10S1664:5-11cMSarfarazietalAmJHumGenet1998Optineurin(OPTN)

蛋白先前被认定为

FIP2(14.7K-interactionprotein),NRP(NEMO-relatedprotein),Huntingtininteractingprotein,转录因子IIIA,RAB8(RabGTPase).联接

Huntingtin与

Rab8,调节

endocyticandsecretorytransport.与Golgi(likeMYOC)相关,介导

vesicletraffickingTNF-a凋亡途径的组成成分之一.与转录因子

IIIA相关,参与信号转导途径.

LietalMolCellBiol1998, SchwambornetalJBiolChem2000, Yuan&NeufledGlia2000, Hattula&PeranenCurrBiol2000, TezeletalIOVS2001 RezaieetalScience2002

Optineurin(OPTN)基因表达于视网膜，小梁网，非色素睫状上皮，心，脑，胎盘，肝，骨骼肌出现于人、猪、牛、山羊、绵羊的房水中致突变:E50K(13.5%),c691_692insAG,R545Q疾病相关多态性:M98K(13.6%patientsvs2.1%patients)13.7%POAG

中OPTN基因突变

RezaieetalScience2002HongKongOPTN突变研究受试者选择标准

无MYOC基因突变患者

排除继发性原因(如：创伤，葡萄膜炎，

激素性青光眼)

前房角开放

视盘改变(如,杯/盘>0.5)

视野改变(Anderson’s标准)对照

性别、年龄匹配

眼压<22mmHg

Optineurin(OPTN)基因119个中国患者中发现13个新的序列改变2个可能的致病性突变:E103D,H486R2个可能的疾病相关多态性影响mRNA的稳定性:V148V,IVS13+21C>G1个可能的疾病相关多态性：

IVS7+24G>A

(13/119,10%患者,vs5/126,4%对照)无

E50KorM98K

在

2/119(1.6%)患者中OPTN突变

LeungetalIOVS2003POAG患者的基因型-表现型相关性

表现型变量OPTNIVS7+24G>A杂合子A/G(n=13)野生型G/G(n=106)诊断时年龄(年)53.616.456.016.8诊断时眼压(mmHg)27.69.527.28.1杯/盘(10)7.80.8a6.71.4

a视力(10)3.82.04.12.8

a

P=0.005withMann-WhitneyUtest,P=0.02withlogisticregressionanalysis.5’UTR132546789101112131415163’UTRATGPutativeDomains:bZIPLZZF-C2H2RAB8TFIIIAHuntingtinAdenovirusE3-14.7KKnownProteinDomainsExonSize:>78152542615310311680>122TheOptineurin(OPTN)基因ObservedMutations:T34TL41LT49TE50KM98Kc.691_692insAGE103DV148VP199PR545QIVS6-5T