本发明专利技术通过外显子测序方法鉴定了与Alport综合征相关的两个致病基因的两个新发突变。具体地，发明专利技术人以两个ATS家系为研究对象，对这两个家系中的患病个体和非患病个体分别进行外显子组测序和比较，在其中一个家系的COL4A4基因上发现移码缺失突变(c.3213delA,p.Lys1071fs*5)，在另一个家系的COL4A5基因上发现移码缺失突变(c.499delC,p.Pro167Glnfs*36)，这两个移码缺失位点分别是这两个家系真正的致病位点。在此基础上，本发明专利技术提供了突变的COL4A4基因和COL4A5基因及其编码蛋白质和应用，包含突变的COL4A4基因和/或COL4A5基因的载体、宿主细胞以及试剂盒。利用该突变的COL4A4基因和/或COL4A5基因，可以对Alport综合征进行分子诊断和患病风险评价。这两个突变基因及其编码蛋白质还可作为治疗Alport综合征的药物靶点。
【技术实现步骤摘要】
Alport综合征新的突变致病基因及其编码蛋白和应用
本专利技术涉及一种人体变异的基因，尤其涉及一种Alport综合征新的突变致病基因。本专利技术还涉及Alport综合征新的突变致病基因的编码蛋白质和应用，包含突变的Alport综合征致病基因的载体、宿主细胞以及试剂盒。
技术介绍
Alport综合征(Alportsyndrome，ATS)是以家族性进行性出血性肾炎、眼疾和耳聋为特征的一种遗传病，发病率约为1/5000。1927年，Alprot首次报道该病，家系中受累患者表现为进行性血尿和耳聋，男性患者早年死于尿毒症，女性患者存活时间较长。ATS首发症状一般为肾脏症状，儿童期表现为周期性镜下或肉眼血尿，男性患者比女性患者发病早。其它症状还包括神经性耳聋和眼部疾病。典型病理改变为肾脏基底膜超微结构改变(变薄、增厚和破裂)，但疾病早期可能观察不到患儿肾脏的病理改变，给病理学快速诊断带来一定难度。肾功能衰竭呈渐进性，约0.3％～2.3％的患者最终进展为末期肾病(endstagerenaldisease,ESRD)。X连锁ATS(X-linkedATS,XL-ATS)患者发生ESRD比例较高，12％的女性患者在40岁之前发展为ESRD，30％的女性患者在60岁前发展为ESRD，而男性患者几乎全部发展为ESRD。且大多数ATS患者存在耳聋症状。ATS是一种单基因遗传病，由编码IV型胶原的基因突变引起。其致病基因包括COL4A3(thecollagenofbasementmembrane,alpha-3chaingene)、COL4A4和COL4A5。最常见的ATS为XL(X连锁，X-linked)，约占80％，其次为AR(常染色体隐性遗传性，autosomalrecessive)，约占15％，还有少数患者呈AD(常染色体显性遗传性，autosomaldominant)。常染色体隐性遗传性ATS(autosomalrecessiveATS,AR-ATS)由COL4A3或COL4A4基因纯合或复合杂合突变引起。患者症状较严重，男女无明显区别，一般在30岁左右发生ESRD。女性患者具有严重的临床表型，患者父母多为近亲结婚，男性患者的父亲存在镜下血尿和免疫组化检测缺乏α3-α5标记。已发现至少47种COL4A3基因突变和27种COL4A4基因突变与AR-ATS发病相关。常染色体显性遗传性ATS(autosomaldominantATS,AD-ATS)较为罕见。共报道6个家系，3个由COL4A3基因突变引起，3个由COL4A4基因突变引起。可表现为父到子遗传传递模式，该类型症状较轻，男女表现类似症状，ESRD和听力损伤一般出现在50岁以后，无眼部疾病。X连锁显性遗传型ATS伴弥漫性平滑肌瘤患者有发现COL4A6及COLA4A5基因突变，这种突变多为COL4A6和COLA4A5基因5’端的缺失,导致肾小球及食管平滑肌瘤的基底膜的改变。COL4A4基因定位于染色体2q36-37，其包含48个外显子，长度从9bp至287bp不等，其内含子、外显子的分界基本明确。ATS小鼠动物模型在插入了突变了的COL4A3和COL4A4表现出与人类ATS一样的表型与超微结构。该基因编码IV型胶原的α4链(1690个氨基酸残基)。IV型胶原是构成基底膜的主要成分，由三条α链构成一个三螺旋分子，两个IV型胶原分子以端端连接或端侧吻合/四个IV型胶原分子以侧侧吻合方式组成一个网状结构，形成基底膜的支架。到目前为止，通过特异的免疫组化染色发现已发现6种不同a链，分别称α1-α6，而构成IV型胶原的6条α链在参与构成IV型胶原三股螺旋结构时不一致，通常认为IV型胶原α1和α2链形成三股螺旋，构成一类IV型胶原网状结构；而由IV型胶原α3-α6链形成的三股螺旋,将构成另一类IV型胶原网状结构。α1和α2链广泛分布于几乎所有的基底膜，α3、α4和α4链仅局限性分布于肾小球，内耳及眼部。Boye等人通过PCR-SSCP法对31例来源于不同国家及地区的AR-ATS患者COL4A4基因所有外显子进行基因突变的检测，也发现移码突变、错义突变及连接点突变。Btlzza等也在该基因不同部位发现错义突变。COL4A5基因位于Xq22.3，长250kb，含51个外显子，编码1685个氨基酸残基(α5(IV)链)。α5(IV)链由26个氨基酸信号肽、甘氨酸-X-Y三联结构(Gly-Xaa-Yaa-repeatsequence,GXY)反复串联而成的胶原区(1430个氨基酸)和羧基端非胶原区(carboxyl-terminalnoncollagenousdomain,NC1；229个氨基酸)组成。NC1区对启动IV型胶原三股螺旋结构的形成有重要的作用。目前已发现的COL4A5基因突变超过440种，不同地区和种族患者的基因突变不同，且不存在突变热点。绝大部分突变为遗传性，也有10％-15％的突变是新发生的，提示该病存在很大的危害性。由于女性患者保留一条正常X染色体，基因功能未完全丧失，而男性患者只存在一条异常X染色体，因此男性患者一般比女性患者表现为更严重临床症状。最近，外显子组测序(exomesequencing)被成功地应用于发现稀有单基因疾病的致病基因，如Freeman–Sheldon综合症的MYH3基因，Schinzel-Giedion综合征的SETBP1基因，以及严重大脑畸形的WDR62突变等。全外显子测序技术已被证明为降低稀有单基因疾病候选基因甚至发现其致病基因的有力、有效手段，仅通过对几个很少的个体(包括患者及正常对照)的全外显子进行测序来筛选与疾病相关的变异，其成功率大为提升。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于利用外显子组测序技术鉴别出Alport综合征致病基因新的突变位点。在此基础上，提供Alport综合征新位点突变的致病基因及其编码蛋白质和应用，包含Alport综合征新位点突变致病基因的载体、宿主细胞以及试剂盒，以对Alport综合征进行分子诊断和患病风险评价，为进一步治疗该疾病提供设计药物的靶点，同时为阐明该病的致病机制提供理论基础。因此，一方面，本专利技术提供了一种突变的COL4A4基因，所述突变的COL4A4基因序列导致Alport综合征的发生，其基因序列如SEQIDNO:2所示。野生型的COL4A4基因序列如SEQIDNO:1所示，编码区具有5073个碱基，与野生型的COL4A4基因序列相比，突变的COL4A4基因发生了移码缺失突变(c.3213delA,p.Lys1071fs*5)，即SEQIDNO:1中第3213位的碱基A缺失了，只有5072个碱基，导致了第3213位后所有的碱基序列发生移码。第二方面，本专利技术还提供了SEQIDNO:2序列编码的蛋白质，由于突变的COL4A4基因在第3213位发生了移码缺失突变，导致其编码的氨基酸序列在第1071位后与野生型的COL4A4蛋白质氨基酸序列完全不同，且移码导致了终止密码子的出现，使得SEQIDNO:2序列编码的蛋白质翻译提前终止，突变的COL4A4基因编码的蛋白质只有1139个氨基酸，其氨基酸序列如SEQIDNO:4所示。野生型的COL4A4蛋白质序列有1690个氨基酸，其序列如SEQIDNO:3所示，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种突变的COL4A4基因，其特征在于：所述突变的COL4A4基因序列导致Alport综合征的发生，其基因序列如SEQ ID NO:2所示。
【技术特征摘要】
1.一种突变的COL4A4基因，其特征在于：所述突变的COL4A4基因序列导致Alport综合征的发生，其基因序列如SEQIDNO:2所示。2.一种如权利要求1所述的突变的COL4A4基因编码的蛋白质，其特征在于：所述蛋白质的氨基酸序列如SEQIDNO:4所示。3.一种载体，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖晶晶，管李萍，张建国，邓昊，徐洪波，宋治，郑文，
申请(专利权)人：深圳华大基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。