Pax6基因与眼发育异常

Pax6基因是在寻找WAGR综合征致病基因时被鉴定为无虹膜症的侯选基因,在生物生长发育中起重要作用,与虹膜发育、晶状体形成后期、角膜及神经视网膜形成等密切相关。Pax6基因突变与无虹膜症以及其它一些眼先天性异常有关。本文主要就Pax6基因的结构特点、与眼发育的关系以及与Pax6基因突变相关的眼发育异常作一综述。     

先天性无虹膜患者Pax6基因突变筛查

背景 先天性无虹膜是一种罕见的先天性常染色体显性遗传疾病,表现为双眼无虹膜,目前已知配对盒基因6(Pax6)突变与先天性无虹膜相关. 目的 对先天性无虹膜患者进行Pax6基因突变筛查.方法 纳入2012年8月至2015年10月在天津市眼科医院就诊的先天性无虹膜患者11例,包括来自3个先天性无虹膜家系的6例患者及5例散发病例,所有患者均接受常规眼科检查.采集所有患者的外周静脉血各3 ml,按照DNA分离试剂盒说明书描述的标准流程提取DNA,对Pax6和Elp4基因全部外显子、外显子5'和3'端与内含子拼接部序列、SIMO序列进行PCR扩增,采用Sanger直接测序法以及多重连接探针扩增技术(MLPA)对患者的Pax6基因进行序列分析,并与500例无眼前节异常的眼外伤患者的测序结果进行比对.结果 所有患者均虹膜缺如,视力为手动/眼前,1例患者存在晶状体脱位.直接测序结果发现,AN-01家系中的3例患者均携带Pax6基因c.688g＞t(p.E230X)突变,5例散发病例中3例携有Pax6基因突变,分别为c.468g＞a(p.W156X)、c.613c＞t(p.Q205X)和c.141+2t＞c突变,其中c.688g＞t (pE230X)为新发现的突变.AN-02家系的1例患者、AN-03家系的2例患者及另2例散发病例经直接测序和MLPA验证,均未发现Pax6、Elp4基因以及SIMO片段的突变.500名正常个体均未发现上述突变.结论 先天性无虹膜可由Pax6基因突变引起,c.688g＞t(p.E230X)为新发现的Pax6突变体,扩大了Pax6基因突变谱.     

先天性无虹膜家系Pax6基因的突变研究

目的对一先天性无虹膜症家系的致病基因Pax6基因进行突变检测分析。方法对该家系进行家系调查及外周血样本采集，Pax6基因全部外显子测序，使用美国ABI PRISMTM 377XL DNA自动测序仪，应用双脱氧末端终止法进行序列分析；用MspI进行突变鉴定。结果该家系共5代58人，患病21例，采集血样28人份，测序结果发现Pax6基因R254X（760C〉T）突变。结论先天性无虹膜症的遗传方式为常染色体显性遗传，呈高度临床及遗传异质性，无义突变R254X（760C〉T）为一新突变。     

PAX6基因与视网膜疾病关系的研究进展

PAX6基因在胚胎发育过程中起重要作用,PAX6基因突变有可能导致先天性无虹膜、视网膜母细胞瘤、黄斑发育不良、Peters异常等眼病。本文主要就PAX6基因的基本背景知识以及PAX6与视网膜疾病的关系进行综述。     

神经嵴发育异常相关眼病

神经嵴是一个动态的胚胎干细胞群体，在眼部发育中起着关键作用。神经嵴与周围的神经外胚层、表面外胚层和中胚层相互作用，发育成眼球及其附属器的多种组织结构，包括角膜基质及内皮、小梁网、虹膜基质、睫状肌、玻璃体和脉络膜血管、Müller细胞等。眼部神经嵴细胞迁移和发育异常会引起一系列复杂的眼部疾病，包括影响眼前段的疾病，如Axenfeld-Rieger综合征、Peters异常、无虹膜、原发性先天性青光眼和指甲-髌骨综合征，以及影响眼后段的缺陷性疾病，如CHARGE综合征和鳃-眼-面综合征，此外还有一些罕见的神经嵴疾病的眼部异常，如Waardenburg综合征、Treacher-Collins综合征和Char综合征等。在这里我们将神经嵴细胞发育异常导致的眼部相关疾病做一综述，探讨与神经嵴迁移和发育相关的基因，以及这些基因的突变和缺陷如何导致眼部疾病。     

眼发育调控基因Pax6在视网膜母细胞瘤中表达的初步研究

目的 探讨眼发育调控基因Pax6在人视网膜母细胞瘤中的表达情况.设计 实验性研究.研究对象 新鲜视网膜母细胞瘤肿瘤组织6例,正常视网膜组织6例.视网膜母细胞瘤细胞株2例.方法 采用逆转录酶链反应(RT-PCR)、Western蛋白印迹方法检测视网膜母细胞瘤肿瘤组织中Pax6 mRNA和Pax6蛋白的表达,以正常视网膜组织作为对照.同时检测SO-Rb50、Y79视网膜母细胞瘤细胞株中Pax6 mRNA和Pax6蛋白的表达情况.主要指标 视网膜母细胞瘤新鲜肿瘤组织及细胞株中Pax6基因的表达.结果 RT-PCR和Western蛋白印迹检测显示,在6例视网膜母细胞瘤肿瘤组织及两种视网膜母细胞瘤细胞株中均可见Pax6 mRNA及Pax6蛋白表达.与正常视网膜组织相比较,视网膜母细胞瘤肿瘤组织中Pax6 mRNA及Pax6蛋白表达水平增高(P均<0.01).结论 Pax6基因的异常表达可能参与并导致人眼视网膜母细胞瘤的发生和发展.     

先天性无虹膜症家系的基因突变位点研究

目的探讨先天性无虹膜症家系的基因突变位点。方法抽取家系成员的外周血2~5ml,提取DNA;先合成2个多态性微卫星遗传标记(D11S904和D11S935)的引物进行聚合酶链反应(PCR),PCR产物变性后用变性聚丙烯酰胺(PAGE)胶分离,根据带型和家系成员间的关系进行单体型连锁分析,判断家系无虹膜表型是否与PAX6基因相关;PCR扩增PAX6基因的所有外显子,所有PCR产物分别进行单链构象多态性(SSCP)分析,通过患者与正常人带型的差异确定突变发生的外显子,对有差异SSCP带型的PCR产物进行直接DNA测序,找到突变位点。结果该家系先天性无虹膜表型明显与PAX6基因连锁;SSCP分析PAX6基因第9外显子PCR产物,显示患者均有异常带型出现,而家系正常人均无此异常带;测序结果显示突变位点为PAX6基因第9外显子c1080核苷酸C突变为T,使编码精氨酸的密码子突变为终止密码子。结论PAX6基因突变可导致先天性无虹膜。     

眼前段发育异常与相关基因

眼前段发育异常不仅累及眼前段组织结构的形态异常,还可能改变房水引流系统的代谢和生理,患者常伴随眼压升高,继而发生青光眼。与眼球发育有关的基因突变是造成这些异常的重要原因,而这些基因产物的信号转导通路又相互联系,形成复杂的网络体系。我们就眼前段发育相关基因的研究进行综述。     

非洲爪蟾晶状体再生过程中Pax6与Six3的表达

目的检测晶状体诱导基因Pax6和Six3在晶状体摘除术后再生过程中的表达,探讨这两种基因与晶状体蛋白表达及细胞纤维化的关系。设计实验研究。研究对象48~53期非洲爪蟾蝌蚪。方法实验组:选取发育正常的蝌蚪对其单侧的眼施以晶状体摘除手术;对照组:未做手术的另一侧正常眼。采用免疫荧光、蛋白印迹、qRT-PCR检测再生晶状体的眼睛中Pax6、Six3的表达情况。主要指标Pax6、Six3蛋白的表达水平。结果与对照组相比,晶状体被摘除后随着时间推移逐渐再生。术后0~3天Pax6与Six3表达上升;术后3~14天,Pax6的表达先升高后降低,Six3表达下降,晶状体囊形成;术后14~21天,Pax6的表达持续降低,Six3的表达升高;术后21~30天,Pax6与Six3的表达下降,晶状体结构日趋完整。结论晶状体再生的关键事件是部分角膜细胞去分化和晶状体蛋白表达。再生早期在Pax6和Six3的共同作用下外角膜内层细胞转分化形成晶状体囊,这两种基因也与后期晶状体蛋白表达及细胞纤维化的调控有密切关联。     

同源盒基因Pax-6在晶状体发育过程中的表达分析

目的 建立晶状体连续发育模型，检测Pax—6基因在小鼠晶状体发育的不同阶段的表达情况，探讨该基因在小鼠晶状体发育中的作用。方法 利用RT—PCR法和westernblot法，检测Pax—6在小鼠晶状体发育不同阶段中的表达状况。结果 在鼠胚9．5d(E9．5)即可检测到Pax—6的表达，在其连续发育阶段的E12．5，E17．5及新生10、20、60d均可检测到Pax—6的表达。westernblot法同样发现在体外培养的原代细胞，传第1、第2及第3代的晶状体上皮细胞(LECs)中均能检测到Pax—6蛋白水平的表达。结论小鼠晶状体发育的各个阶段均具有Pax—6基因，该基因的正常表达是晶状体发育的必要条件。     

先天性无虹膜症PAX6基因突变分析中应重视大片段缺失的检测

先天性无虹膜症遗传方式为常染色体显性遗传,致病基因是位于11号染色体l区3带的PAX6基因.PAX6基因的基因内突变和大片段缺失均可导致先天性无虹膜症,因此在其基因突变分析中应重视大片段缺失的检测.PAX6基因大片段缺失常用检测方法有染色体核型分析G带染色、免疫荧光原位杂交特异性探针、探针杂交多重扩增(MAPH)和探针连接多重扩增(MLPA)等,ML-PA法因具有高分辨率,操作简单等优点目前更为常用.     

先天性无虹膜相关基因的研究进展

先天性无虹膜是一种严重的先天性眼部发育异常,其发病机制尚待阐明,遗传因素在其发病中起重要作用.PAX6是最早发现的与其致病有关的基因,近来又发现AB-CB6、FOXC1、PITX2、FOXD3、FOXE3、CYP1 B1、SOX2等基因的异常表达与先天性无虹膜的发病有关.本文就近年来发现的可能与先天性无虹膜发病相关的基因进行综述,以期为该病的临床诊治提供依据.     

三个先天性无虹膜症家系中PAX6基因的突变分析

背景 人类配对盒基因(PAX6)编码一个转录调节子,对眼和大脑形态的形成起关键作用.PAX6突变可导致许多先天性眼部发育异常,如先天性无虹膜症,通常为常染色体显性遗传方式. 目的 对三个先天性无虹膜症家系成员进行PAX6基因分析,探索这些家系发病的遗传基础. 方法 收集三个先天性无虹膜症家系的5例患病者和正常成员13名的外周血标本提取DNA,根据PAX6基因的序列设计4～ 13外显子序列,通过聚合酶链反应(PCR)扩增引物并测序,将目标序列与已发表的PAX6基因序列进行对比分析.结果 三个家系中共有5例患病者,在家系A中2例患者发现一个杂合突变(c.718 C＞T),导致第240位氨基酸由精氨酸突变为终止密码子(p.A rg240X),而其他正常表型者未发现此突变.家系B中的患病者和正常成员均未检测到PAX6基因的突变.家系C中1例患病者发现c.331 delG(p.Val111SerfsX13)的缺失突变,此单个碱基的缺失造成了移码突变,使PAX6蛋白羧基端的299个氨基酸缺失,而此家系的其他正常表型成员未发现此突变. 结论 家系A和家系C先天性无虹膜症的致病与PAX6基因的突变有关.     

PAX6基因突变至先天性无虹膜一家系的临床相关性研究

目的探讨PAX6基因突变引起先天性无虹膜症眼部及全身疾病发病的规律。方法对家系成员进行详细的视力检查、裂隙灯检查、前房角检查、眼底检查及眼压测量;应用核磁共振(MRI)技术对该家系的18例带有PAX6突变基因的患者和家系中6名正常人及人群中与该家系年龄段匹配的正常人进行脑部结构的扫描和应用CT技术进行脑结构的扫描;口服葡萄糖耐受实验;家系所有成员及与家系中患者年龄相当的对照组人员,空腹12 h以上,抽取静脉血6 mL,口服葡萄糖75 g后分别抽取0.5 h和2 h的静脉血各6 mL,分离血清,对所有血样测定葡萄糖水平。家系成员进行鼻内窥镜检查和CT扫描。结果该家系患者除无虹膜外,还合并多种眼部疾病,随年龄增长眼部并发症逐渐增多,视力逐渐下降甚至失明;家系大部分患者表现有不同程度的脑部结构异常,且年龄越小的患者其胼胝体的变性萎缩越轻,随年龄增长胼胝体的变性萎缩加重;该家系中所有30岁以上的患者均有不同程度的糖耐量异常甚至糖尿病;该家系患者有鼻结构异常或鼻窦炎,患病率明显高于正常人群。结论PAX6基因突变所致先天性无虹膜症不是独立的眼科疾病,而是以无虹膜为首发症状,同时合并多种全身疾病的一种综合征。     

中国一先天性无虹膜家系的遗传分析及PAX6基因突变位点的检测

背景 先天性无虹膜是双眼发病的遗传性疾病,目前的研究表明先天性无虹膜患者配对盒转录因子6(PAX6)基因突变位点具有多样性. 目的 通过目标序列捕获测序结合一代测序验证技术对1个中国先天性无虹膜家系进行基因突变位点的筛查和遗传分析.方法 采用横断面研究方法,本研究组于2016年3月纳入在郑州大学第一附属医院确诊的1个中国汉族先天性无虹膜家系,并对该家系成员进行致病突变基因检测.该家系全体成员均接受神经系统、口服葡萄糖耐量试验等全身体格检查以及眼科相关检查.采集现存家系所有成员前臂静脉血10 ml以提取基因组DNA,以先证者基因组DNA为模板行前房角发育异常致病基因的目标基因定点捕获测序分析,经与各基因库比对筛选出候选致病基因位点,采用PCR法对该家系成员行致病基因位点DNA片段扩增,采用Sanger测序技术在该家系除先证者以外的2例患病者和表型正常成员中进行候选致病基因验证. 结果 该家系共3代9名成员,Ⅰ1去世,现存8位成员,包括患病者3例(Ⅱ2及其子代Ⅲ1、Ⅲ2)和表型正常者5人,符合常染色体显性遗传模式.所有家系成员未发现神经系统异常,口服葡萄糖耐量试验结果均呈阴性.3例患病者视力均明显下降且不能矫正,眼压平均值为21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),患者均存在虹膜完全缺如、角膜基质层混浊、眼球水平震颤、黄斑中心凹发育不良症状.此外,Ⅱ2患者存在左眼上睑下垂、右眼先天性白内障表现,Ⅲ2同时存在双眼先天性白内障、双侧晶状体不全脱位.先证者目标序列捕获测序分析及数据库比对显示,所有患病者PAX6基因第6号外显子上碱基替换c.183C＞A,经Sanger测序验证后证实突变基因与表型共分离. 结论 PAX6基因c.183C＞A突变是该先天性无虹膜家系的致病突变位点.     

双眼先天性部分虹膜缺损三例

无虹膜是少见的眼部先天畸型、表现为眼发育滞后.肉眼下能在前房周边看到小的虹膜结节者,称为部分性无虹膜,如需前房角镜才能发现虹膜残留组织者为临床上的无虹膜.无虹膜几乎都为双服受累,常合并角膜、前房、晶状体、视网膜、视神经异常,笔者见到3例报告如下:     

中国一先天性无虹膜家系PAX6基因新致病突变位点的筛查及验证

背景 先天性无虹膜是临床上罕见的先天性遗传性眼病.研究显示,配对盒转录因子6基因(PAX6)与先天性无虹膜症密切相关,但不同患者中PAX6基因的突变位点不同. 目的 对中国一常染色体显性遗传先天性无虹膜家系进行PAX6基因突变位点分析. 方法 于2014年8月在郑州大学第一附属医院收集一汉族先天性无虹膜家系,采集该家系9名成员及同期100名健康体检者的外周静脉血10 ml,采用标准酚-氯仿提取法提取基因组DNA,对PCR扩增产物进行测序、对比及突变分析.采用实时荧光定量PCR法验证和比较该家系中患病者与该家系表型正常者和健康对照者淋巴细胞中PAX6 mRNA的相对含量. 结果 该家系共3代9名成员,遗传方式符合常染色体显性遗传.家系中共5例患病者,成年患病者均表现为虹膜缺失和白内障,儿童患病者表现为无虹膜;其他4名家系成员表型正常.测序结果显示,家系患病者均存在11号染色体PAX6基因10号外显子的移码突变,第796位核糖核苷酸G缺失(c.796 del G),产生提前终止密码子,而家系正常成员及100名对照者均无此突变.实时荧光定量PCR结果显示,家系中患病者淋巴细胞中PAX6 mRNA表达水平比家系中正常成员约低50％,差异有统计学意义(Z=-2.449,P=0.016). 结论 PAX6基因c.796 del G为此先天性无虹膜家系的致病突变位点,扩增了PAX6基因突变谱.     

PAX6基因及其下游促分化基因在视网膜母细胞瘤分化过程中的作用

 目的 检测在视网膜母细胞瘤（retinoblastoma,RB）中,眼发育调控基因PAX6及其下游促分化基因MATH5和BRN3b在蛋白水平的表达情况,从而探讨PAX6基因在RB分化过程中的作用。 设计 病例对照研究。研究对象 新鲜RB组织10例,正常视网膜组织10例。方法  实验组：RB组织;对照组：正常视网膜组织。采用WesternBlot法检测新鲜视网膜母细胞瘤组织和正常视网膜组织中Pax6、Math5、Brn3b蛋白质水平的表达情况并作比较。主要指标 Pax6、Math5、Brn3b蛋白质的表达水平。结果 本研究中RB组织和正常视网膜组织中均可检测出Pax6、Math5、Brn3b蛋白的表达。与正常视网膜组织相比较,RB组织中Pax6、Math5、Brn3b蛋白的表达水平增高（P均<0.001）;Math5与Pax6蛋白表达具有线性相关性（r=0.949, P<0.001）, Brn3b与Math5蛋白表达具有线性相关性（r=0.927, P<0.001）。结论 在RB组织中, PAX6基因上调下游促分化基因MATH5和BRN3b表达水平,促进RB组织的分化。     

一先天性无虹膜家系PAX6基因遗传筛查及临床表型

目的探讨我国常染色体显性遗传先天性无虹膜一家系患者的致病基因突变位点及其临床表型。方法实验研究。于南京医科大学第一附属医院眼科收集一先天性无虹膜家系,共8名家庭成员,其中3名患者,2名正常同胞,3名配偶。完善该家系内所有参与者的眼科检查,采集该家系成员的外周静脉血,提取基因组DNA,扩增PAX6基因的全部编码区及外显子-内含子交界区剪切位点附近的序列,直接测序法确定该家系的致病突变。结果遗传学筛查结果证实该家系的致病突变为位于PAX6基因第7号外显子与第7号内含子交接处的杂合突变（c.357+5G>A）。生物信息学分析结果表明该突变可导致正常剪切位点的缺失,产生移码突变,形成截短蛋白p.Ser121Asnfs*30。该家系中3例患者均表现出典型的先天性无虹膜症的临床表型,表现为虹膜发育不全,与此同时,该家系内患者还具有上睑下垂、白内障、眼球震颤、青光眼及玻璃体混浊等眼部异常。结论PAX6 c.357+5G>A杂合突变为该家系的致病突变,是该家系发生先天性无虹膜及上睑下垂、白内障、眼球震颤、青光眼及玻璃体混浊等一系列临床表型的主要致病原因。     

带虹膜型人工晶状体悬吊术

目的 观察因外伤所致无虹膜、无晶状体眼行带虹膜型人工晶状体悬吊术的疗效。方法 对6例6眼因外伤致无晶状体及无虹膜（或虹膜大部分缺损），施行Ⅱ期带虹膜型的人工晶状体睫状沟固定术。结果 术后视力：1.0者地眼,0.5者1眼，0.3者1眼，0.2者1眼，0.1者1眼，0.06者1眼，全部病例术后畏光症状均消失，2例还达到了美容效果。结论 此术式为无虹膜，无晶状体眼的可行而有效手术治疗方法。