如果一種遺傳病的發(fā)病僅僅涉及到一個基因，這個基因稱為主基因(majorgene)，其導致的疾病稱為單基因病。單基因遺傳病當前1頁，總共79頁。單基因遺傳病發(fā)病的復雜性外顯率：一定基因型個體表現(xiàn)出疾病表型的比例表現(xiàn)度：相同基因型不同個體在疾病表現(xiàn)程度的差異基因多效性：一個基因有多種生物學效應遺傳異質性：表型相似而基因型不同的現(xiàn)象從性遺傳和限性遺傳：常染色體上的基因在不同的性別有不同的表達程度和表達方式，從而造成男女性狀分布上的差異遺傳早現(xiàn)現(xiàn)象：疾病在世代中存在發(fā)病年齡逐漸提前或病情逐代加重的情況當前2頁，總共79頁。研究策略與方法臨床診斷、家系調查與材料收集侯選基因的確定已知致病基因突變位點的確定連鎖分析與未知基因的基因定位基因型與表現(xiàn)型相關性研究發(fā)病機制的研究當前3頁，總共79頁。臨床診斷、家系調查與材料收集當前4頁，總共79頁。臨床診斷查閱相關資料，認識不同遺傳病患者臨床表現(xiàn)及其輔助診斷措施臨床診斷：癥狀和體征常規(guī)輔助檢測指標特殊診斷指標當前5頁，總共79頁。家系調查與系譜分析調查家系三代以上所有相關成員的信息根據調查資料，用系譜中常用的符號繪制成系譜系譜分析：區(qū)別遺傳病與非遺傳病區(qū)別單基因與多基因病判斷遺傳方式當前6頁，總共79頁。大家系當前7頁，總共79頁。散發(fā)病例當前8頁，總共79頁。臨床遺傳病家系特點散發(fā)病例：對于遺傳病，包括單基因遺傳病，多數(shù)病例表現(xiàn)為散發(fā)。小家系病例：在有家族史的病例中，多數(shù)也是小家系。大家系病例：極少數(shù)家系發(fā)病個體多，涉及3-4代都有患者。當前9頁，總共79頁。收集材料采集樣品：

外周血，頰粘膜脫落細胞，毛囊,

病人組織（如可以取材），羊水（產前診斷）采集家系應做到盡可能完整患者、同一家系中有相同遺傳背景的表型正常的其他個體、該家系中其他遺傳背景的成員當前10頁，總共79頁。收集臨床資料病人臨床上一系列指標的檢測保存相關信息和影象資料病人血清或組織的保存及其酶、病理或免疫學研究當前11頁，總共79頁。侯選基因的確定當前12頁，總共79頁。文獻檢索數(shù)據庫中的OMIM（OnlineMendelianInheritanceinMan）數(shù)據庫中整合了目前已定位的單基因病的信息確定自己所研究家系的可能已知候選基因或已定位的染色體候選區(qū)域當前13頁，總共79頁。根據疾病名稱檢索當前14頁，總共79頁。根據基因檢索當前15頁，總共79頁。檢索最新文獻當前16頁，總共79頁。確定已知致病基因突變當前17頁，總共79頁。獲得已知基因基因組序列設計引物或參考文獻中引物根據文獻，采用合適的技術方法進行基因突變分析（在后面課程中詳細介紹）從數(shù)據庫中查閱目的基因的相關信息當前18頁，總共79頁。

PCR-測序分析MFN2基因結果發(fā)現(xiàn)錯義突變:c.281

G>A,其所在密碼子由CGG變?yōu)镃AG,導致其編碼氨基酸由精氨酸變?yōu)楣劝滨０?結論：經查閱文獻資料，c.281

G>A為已知致病突變位點，可判斷其為該患者的致病突變位點。

當前19頁，總共79頁。根據變異導致的結果判斷根據突變數(shù)據庫和文獻資料排除已知SNP根據家系共分離與否判斷在正常對照人群中分析保守性分析基因功能分析突變分析結果的判斷當前20頁，總共79頁。連鎖分析與未知基因的基因定位當前21頁，總共79頁。

利用被定位的基因與在同一染色體上另一遺傳座位相連鎖的特點，將該基因定位在某一染色體或染色體某一區(qū)帶上。連鎖分析注：適于分析較大的遺傳病家系，不適于散發(fā)病例和小家系病例當前22頁，總共79頁。連鎖

重組當前23頁，總共79頁。遺傳標記進行連鎖分析時需要的一些已知遺傳位點，這些位點應按孟德爾方式遺傳，且具有多態(tài)性以便顯示連鎖關系，這些標記位點稱為遺傳標記RFLP，STR,SNP當前24頁，總共79頁。連鎖分析結果當前25頁，總共79頁。連鎖分析結果當前26頁，總共79頁?；蚨ㄎ唬簩⒅虏』虼_定到染色體的實際位置未知致病基因定位克隆研究基因克?。捍_定致病基因當前27頁，總共79頁。定位克隆基本方法和步驟收集家系，選擇遺傳標記進行連鎖分析，對目的基因作圖定位確定候選位置，對目的基因進行精細定位從候選基因中確定正確的基因（二代測序技術）當前28頁，總共79頁。例：一個X連鎖肌肉病家系致病基因的定位克隆研究

當前29頁，總共79頁。家系情況及前期研究基礎先證者Ⅲ2臨床表現(xiàn)近似DMD排除了DMD/EMD/FHL1基因突變當前30頁，總共79頁。研究策略全基因組90萬個SNP位點；8例樣本；商業(yè)公司完成選取數(shù)個SNP點；增加3個成員連鎖區(qū)域內的基因：MapViewer；基因表達：UniGene數(shù)據庫及HGNC網站；基因功能：OMIM數(shù)據庫1例樣本(I2)；商業(yè)公司完成當前31頁，總共79頁。SNP芯片數(shù)據分析

連鎖分析提示X染色體有三段連鎖區(qū)域：當前32頁，總共79頁。單體型分析當前33頁，總共79頁。

GenemaplocusGRCh37.p5PrimaryAssembly(STS)Physicaldistance(Mb)GeneticDistance(cM)GeneticMap(Marshfield)(cM)

Xp22.32-p22.25,761,897-12,538,7316.785.0715.42-20.49

Xp21.2-p21.131,289,217-32,011,2660.720.5733.05-33.62

Xq24-q27.2117,088,056-140,038,59422.9515.2670.80-86.06三段連鎖區(qū)域當前34頁，總共79頁。精細定位分析將連鎖區(qū)域由6.78Mb縮短為4.18Mb

當前35頁，總共79頁。排除連鎖區(qū)域當前36頁，總共79頁?？隙╔q24-q27.2連鎖區(qū)域當前37頁，總共79頁。最終確定兩段連鎖區(qū)域GenemaplocusGRCh37.p5PrimaryAssembly(STS)Physicaldistance(Mb)GeneticDistance(cM)Marshfield(cM)Xp22.32-p22.25,761,897-9,946,6564.182.1015.42-17.52Xq24-q27.2117,088,056-140,038,59422.9515.2670.80-86.06

當前38頁，總共79頁。連鎖區(qū)域內包含的基因連鎖區(qū)域共28個基因：14個已知基因,14個預測基因14個已知基因：6個基因在肌肉組織中表達（3個基因表型已知，均與肌肉病無關）7個基因不在肌肉組織表達1個基因表達情況未知

當前39頁，總共79頁。Xq24-q27.2連鎖區(qū)域共272個基因：122個已知基因,150個未知基因122個已知基因：79個基因在肌肉組織中表達（18個基因表型已知，其中包括前期已經排除的FHL1基因）41個基因不在肌肉組織表達2個基因表達情況不清楚

當前40頁，總共79頁。外顯子組測序平均覆蓋度：23.8×；覆蓋度大于>20×位點占53.7%在上述兩個連鎖區(qū)域測序深度均很低對測序深度>20的變異位點進行驗證，結果均無變異當前41頁，總共79頁。存在的問題及解決辦法本家系患者未進行肌肉活檢將進行多個樣本的外顯子組測序當前42頁，總共79頁。Genotype和Phenotype相關性研究當前43頁，總共79頁。例：非綜合征型先天缺牙的分子遺傳學研究

JDentRes,2009;88:126-131EurJMedGenet,2008;51:536-546EurJMedGenet,2011;54:377-382當前44頁，總共79頁。單基因遺傳病發(fā)病機制的研究當前45頁，總共79頁?！[性突變往往導致失去功能（lossoffunction）——顯性突變可導致獲得功能（gainoffunction）和失去功能失去功能：單倍劑量不足（halpoinsufficency）獲得功能：顯性負效應（dominantnegtive）

隱性突變和顯性突變的致病機制當前46頁，總共79頁。Gainoffunction：

Loricrin基因突變獲得核轉位的新功能

BrJDermatol,2008;159:714-719

當前47頁，總共79頁。Loricrin角皮病當前48頁，總共79頁。連鎖分析與1q21區(qū)域連鎖當前49頁，總共79頁。發(fā)現(xiàn)Loricrin基因新突變當前50頁，總共79頁。特殊的臨床表現(xiàn)當前51頁，總共79頁。突變蛋白序列新功能的預測當前52頁，總共79頁。GFP表達載體的構建當前53頁，總共79頁。細胞亞定位分析當前54頁，總共79頁。動物模型過表達和基因敲除小鼠模型均表現(xiàn)正常表型轉基因小鼠表現(xiàn)出與人類疾病相似的疾病表型，提示突變基因獲得功能為其發(fā)病機制。當前55頁，總共79頁?；蚯贸∈蟊硇突菊．斍?6頁，總共79頁。轉基因小鼠表型與人類疾病相似當前57頁，總共79頁。結論

Loricrin基因突變可引起新的疾病表型Loricrin突變蛋白獲得新功能，通過其核定位信號介導了突變蛋白的核轉位當前58頁，總共79頁。Haploinsufficiency：

PAX6基因單倍劑量不足影響胰島素成熟過程導致糖耐受異常

Diabetologia.2009;52:504-13當前59頁，總共79頁。先天性無虹膜家系當前60頁，總共79頁。在該家系發(fā)現(xiàn)

PAX6突變(c.1080C>T)導致單倍劑量不足

SSCPanalysis

DNAsequencing

當前61頁，總共79頁。Tonetal.Cell67,1991PAX6

基因及其cDNA當前62頁，總共79頁。Essentialforthedevelopmentoftheeye&brain

homozygous

mutants—noeyes,nobrain,die

heterozygousmutants—smalleyesinmiceaniridiainhumansEssentialforthedevelopmentofpancreas

homozygous

mutants—abnormalpancreaticstructurePAX6的功能Hilletal.Nature354,1991;St-Ongeetal.Nature387,1997;Sanderetal.GenesDev11,1997當前63頁，總共79頁。PAX6在胰腺發(fā)育中的功能Mansourietal.TEM10,1999Dohrmannetal.MechDev92,2000當前64頁，總共79頁。

PAX6在成體胰腺中的功能Homozygousmicewithconditionalk/oPAX6inthepancreascauseddiabetes

FouraniridiapatientswithPAX6mutationswerereportedtosufferfromglucoseintolerance

Ashery-Padanetal.DevBiol269,2004Yasudaetal.Diabetes51,2002

當前65頁，總共79頁。假說PAX6mutation?abnormalglucosehomeostasis當前66頁，總共79頁。OGTTAnalysisintheAniridiaPedigreeIDAgeBMI(kgm-2)Glucoselevels(mmolL-1)ClinicalstatusAniridiaGenotype0’120’

Ⅱ-6Ⅱ-7Ⅲ-2Ⅲ-3Ⅲ-5Ⅲ-6Ⅲ-8Ⅲ-9Ⅲ-10Ⅲ-11Ⅲ-13706850434133304038363217.5820.2217.8820.8621.1520.4220.9920.4320.9622.9320.834.554.084.865.253.694.274.916.055.277.744.668.0412.9911.418.657.806.625.8814.579.7815.617.31IGTDDIGTIGTNGTNGTDIGTDIGT+++++++++++m/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/Nm/NⅣ-1Ⅳ-2Ⅳ-5Ⅳ-7Ⅳ-9171811161419.4120.3315.2819.4116.194.173.984.725.144.587.956.855.666.217.07IGTNGTNGTNGTNGT+

++++m/Nm/Nm/Nm/Nm/NⅢ-15Ⅲ-16Ⅲ-17Ⅲ-18Ⅲ-19Ⅳ-3Ⅳ-4Ⅳ-6Ⅳ-84138343330151171219.9321.1922.3020.4322.8317.3115.4215.0616.544.414.894.254.014.384.155.244.814.716.765.335.036.006.635.485.086.186.23NGTNGTNGTNGTNGTNGTNGTNGTNGT---------N/NN/NN/NN/NN/NN/NN/NN/NN/N當前67頁，總共79頁。血糖和胰島素水平當前68頁，總共79頁?？偨Y1AniridiacausedbyPAX6genemutationPAX6mutationcausedimpairedglucosetolerance(IGT)PAX6-relatedIGTwasassociatedwithage當前69頁，總共79頁。問題DoesIGTcomefromdeficiencyofinsulin?Dothesepatientshaveinsulinresistance?Dopatientshave