复杂先心病（TGA）的基因组学及其网络调控机制研究.pptVIP

基因突变用于预测预后：双基因突变对肥厚性心肌病模型小鼠生存的影响 有2个致病基因突变的个体比只含1个突变的家族性肥厚性心肌病病人更易发生严重的心衰 Circulation. 2008;117:1820-1831 肥厚性心肌病模型小鼠 目前已知的基因突变仅能部分解释先心病发病率： 以肥厚性心肌病为例 对80个不相关的先症者进行7个HCM 基因 (b-MHC, MyBP-C, cTnT, cTnI, ACTC, MYL2, and MYL3) 作基因突变检测 在23个先症者中检测到26个基因突变，发生率为 (29%) 以往的研究主要集中在候选的信号通路或基因 在全基因组范围全面发现新的先心病的致病基因突变，阐明其遗传传递规律，并系统地揭示其致病机制成为目前全世界研究重点。 J Med Genet 2005;42:e59 提纲 基因组学的分子生物学基础； 常见先心病的基因组学： 染色体变异 单基因突变 多基因突变 TGA的基因组学及其网络调控机制研究简介 外显子组测序发现完全性大动脉转位（TGA）的致病基因突变及其致病机制研究 TGA流行病学 TGA是新生儿期最常见的紫绀型先天性心脏病，发病率为0.2‰-0.3‰，约占先天性心脏病总数的5％-7％，男女患病之比为2-4：1。若不治疗，约90％的患者在1岁内死亡。 TGA严重影响威胁人口素质，给社会和家庭带来极大负担。 TGA 解剖与功能分类 TGA + IVS TGA + VSD TGA + AoCoa (RVOTO) TGA + PS (LVOTO) 在病理上： 大动脉转位时，主动脉瓣下圆锥发达，未被吸收，主动脉位于左前上方； 肺动脉瓣下圆锥萎缩，肺动脉位于作后下方。 发病原因及其发病机制目前还不清楚。 以往的研究主要集中在与体轴形成有关的信号通路或基因 发现了一些TGA致病基因变异：CFC1、GDF1、NODAL等 NODAL信号通路与左右体轴形成有关 TGA的致病基因突变 基因 位置 突变类型 CFC1 exon 4 splice donor site IVS4DS DUP GDF1 exon 3 CYS227TER FOXH1 exon 1 Pro21Ser NODAL exon 2 9-BP INSERTION/24-BP DELETION, NT700 　 Donor splice site of intron 2 IVS2DS, G-A, +1 　 exon 3 IVS2-1G→C MED13L exon 6 752A-G\GLU251GLY 　 exon 25 5615G-A、ARG1872HIS 　 exon 28 6068A-G\ASP2023GLY ZIC3 exon 2 1741A-T, LYS-TER 　 exon 1 763T-G,TRP255GLY 　 exon 1 GLY17CYS NKX2.5 exon 2 VAL150ILE 这些突变不足以解释TGA的高发病率； 尤其在中国人中： 我们在28个TGA患者及10个家系成员中没有检测到这些突变 科学问题 能否在全外显子组范围找到引起TGA的致病基因突变？ 它们在父代与子代之间的传递规律如何？明确其传递规律将为早期诊断提供TGA分子预警的标记。 通过系统生物学的方法识别基因组中关键节点基因及其网络，对于致病基因突变的机制研究具有方向性指导作用。 高糖对致病基因突变有没有协同作用？ 全基因组外显子测序（EXOME SEQUENCING） 外显子组测序是一种新型的基因组分析技术，只需针对外显子区域的DNA即可，能够发现位于编码区的SNPs和小的InDels。因此与全基因组重测序相比，外显子组测序更加简便、经济、高效，已成为现阶段基因测序工作的重心 权重基因共表达网络分析 权重基因共表达网络分析是一种用于解析分子作用机制和网络关系的系统生物学方法。 它充分利用基因表达的内在信息，把高度关联的转录子聚类成一族，称作一个模块(module)，然后识别与临床相关的模块，最后用模块内连通性（intramodular connectivity）和基因重要性（gene significance）识别信号通路上关键调控基因（Hub genes）。 网络构建 Tools: Pearson correlation, Soft thresholding Rationale: make use of interaction patterns between genes 模块识别 Tools: TOM, Hierarchical clustering Rationale: module- (pathway-) based analysis 找到模块代表性基