智力障碍疾病的致病基因模型及其构建方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种智力障碍疾病的致病基因模型及其构建方法和应用。通过对智力障碍患者及其家人和非智力障碍的正常人的外周血全基因组DNA进行分析，找到了与相应的智力障碍患者相关的致病基因，有利于了解智力障碍的发病机制及产前诊断预防。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因研究
，尤其是涉及一种智力障碍疾病的致病基因模型及其构建方法和应用。
技术介绍
智力障碍(mental retardation，MR)是一种由于神经系统异常所导致的复杂性疾病。患者在发育期间一般智力功能明显低于同一年龄平均水平，同时对社会环境日常要求的适应能力有明显缺陷，通常在18岁之前发病。如下表所示，根据认知功能缺陷的程度可以将智力障碍分为轻度(IQ50一70)、中度(IQ35一50)、重度(IQ20一35)和极重度(IQ<20)。术语智商极重度<20重度20-35中度35-50轻度50-70边缘70-85智力障碍群体发病率约为1-3％，其中，中、重度智力障碍发病率约0.3-0.4％，男女发病率比约1.4～1.6:1。智力障碍患者在学龄前(5岁前)常表现为语言、运动发育迟滞等，故称之为生长发育迟缓(Nevelopment Delay，Dn)。在所有的智力障碍患者中，约有1/3与遗传因素相关。引起智力障碍的因素很多，智力障碍本身是一种复杂的疾病，与多因素有关，其中，遗传因素包括单基因疾病、染色体结构异常、染色体非整倍体和基因组疾病四大类型。智力障碍是一个影响人类健康、增加社会和家庭压力的一类疾病，在欧洲中部，大概有8％的医疗保健支出花费在智力障碍这一疾病上，远超其他疾病。智力障碍为家庭和社会带来巨大的经济压力，而此类疾病目前并没有有效的治愈手段，因此，做好产前
诊断和预防是相当必要的。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种智力障碍疾病的致病基因模型及其构建方法和应用。一种智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，包括如下步骤：步骤一：提取智力障碍患者及其家人和非智力障碍的正常人的外周血的全基因组DNA；步骤二：对所述全基因组DNA进行片段化处理；步骤三：对片段化处理后得到的全基因组DNA片段连接测序接头；步骤四：扩增连接有测序接头的全基因组DNA片段；步骤五：捕获外显子DNA序列；步骤六：扩增目的DNA片段；步骤七：对扩增的目的DNA片段进行测序，并对测序结果进行SNPs和Indels分析，筛选致病基因，得到智力障碍疾病的致病基因模型。一种使用该智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法筛选得到的致病基因模型。以及，该致病基因模型在制备诊断智力障碍疾病的诊断芯片或诊断试剂中的应用。本专利技术通过对智力障碍患者及其家人和非智力障碍的正常人的外周血全基因组DNA进行分析，找到了与相应的智力障碍患者相关的致病基因，有利于了解智力障碍的发病机制及产前诊断预防。但由于智力障碍也是一种复杂的疾病，单纯的致病基因突变并不能作为诊断是智力障碍的标准，还需要结合其他分析结果，如染色体核型分析、家族相关基因谱系分析等确定是否是智力障碍。附图说明图1为实施例中先证者的家系图谱；图2为先证者的染色体G显带核型；图3为先证者13、16、21、22、X及Y染色体的FISH实验图；图4为目标基因碱基的测序深度覆盖率直方图；图5为目标区域的累计深度分布图；图6为不同灵长类的ARHGAP4T491序列保守性分析结果示意图；图7为PCR产物电泳图；图8为不同基因型测序结果图。具体实施方式下面主要结合附图及具体实施例对本专利技术的智力障碍疾病的致病基因模型及其构建方法和应用作进一步详细的说明。1.研究对象本实施例经医学伦理委员会通过，获得实验研究对象的知情同意。先证者，男，22岁，汉族，175cm，66kg，出生时无异常。3岁开始走路，5岁开始说话，脑电图正常，脑部核磁共振正常，神经系统检查病理反射(-)，精神发育迟滞根据国际疾病分类第十版(ICD-10)诊断标准评定为F71.851，中度精神发育迟缓，F79.902，智力低下，IQ50。先证者的家人，包括其父母、姐姐及弟弟。先证者的家系图请见图1，其中，24为先证者，12是先证者母亲，13是先证者父亲，23是先证者姐姐，25是先证者弟弟。非智力障碍的正常人群100人。可理解，在其他实施例中，研究对象也可以取自相应的医疗机构收集的智力障碍先证者及其家人、以及一些非智力障碍的体外外周血或外周血淋巴细胞样本。2.主要仪器、试剂与耗材2.1主要仪器DNA Vacuum Concentrator Eppendorf(Eppendorf)、Covaris E210(Covaris)、Spectrophotometer(NanoDrop)、DynaMag-2Magnet(Invitrogen)、
480Instrument II(Roche Applied Science)、Illumina HiSeq2000Platform(Illumina)、Vortex mixer Barnstead(Thermolyne)、Thermocycler(Bio-Rad)、Bioanalyzer 2100(Agilent)、Applied Biosystems 37℃培养箱、电烤箱、超净工作台、低速离心机(上海飞鸽)、显微镜(OLYMPUS)、冷冻离心机(Heal Force)、恒温水浴锅(上海一恒科技有限公司)、核酸蛋白测定仪(Eppendorf，BioPhotometer plus)、PCR仪(杭州博日)、紫外成像仪(北京六一仪器有限公司)、3730测序分析仪(美国ABI公司)、电泳仪(天能EPS)、全自动分子杂交仪、荧光显微镜及分析软件、冰箱(中国海尔)、迷你离心机、考普林瓶15个、移液枪(5ml，1000ul，200ul，10ul)(Eppendorff)、震荡混匀器、计时器、温度计、洗耳球、吸量管、烧杯、容量瓶、电子天平。2.2实验试剂小牛血清、乙醇、甲醇、秋水仙素、乙酸、PHA、TaKaRaHS DNA Polymerase(宝生物工程(大连)有限公司，DR010A)、PBS、HCl、KCl、SSC、NP-40、QIAamp DNA Kit Qiagen、Illumina TruSeq DNA Sample Preparation Kit(Illumina)、Agencourt AMPure XP Kit(Agencourt)、Dynabeads M-270(Streptavidin Invitrogen)、QIAquick PCR Purification Kit(Qiagen)、Phusion High-Fidelity PCR Master Mix with HF Buffer(NEB(Finnzymes))、Agilent DNA 1000 Kit(Agilent)、溴化乙锭(上海生工)、50×TAE(Promega)、AGROSE(Ecogen)、DNA Marker(天根生化科技有限公司)、PCR Grade Water Roche(NimbleGen)、PCR Kit(Fermentas)、SeqCap EZ Human Exome Library Kit(Roche NimbleGen)、PCR产物纯化回收试剂盒(上海生工)、TIANamp GenomicDNA Kit(北京天根，DP304)、吉姆萨染粉、甲醇、甘油、生理盐水、75％乙醇、20×SSC、胰蛋白酶干粉、NaOH、蛋白酶K、胃蛋白酶、FISH试剂盒。2.3耗材载玻片、盖玻片、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：提取智力障碍患者及其家人和非智力障碍的正常人的外周血的全基因组DNA；步骤二：对所述全基因组DNA进行片段化处理；步骤三：对片段化处理后得到的全基因组DNA片段连接测序接头；步骤四：扩增连接有测序接头的全基因组DNA片段；步骤五：捕获外显子DNA序列；步骤六：扩增目的DNA片段；步骤七：对扩增的目的DNA片段进行测序，并对测序结果进行SNPs和Indels分析，筛选致病基因，得到智力障碍疾病的致病基因模型。

【技术特征摘要】
1.一种智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：提取智力障碍患者及其家人和非智力障碍的正常人的外周血的全基因组DNA；步骤二：对所述全基因组DNA进行片段化处理；步骤三：对片段化处理后得到的全基因组DNA片段连接测序接头；步骤四：扩增连接有测序接头的全基因组DNA片段；步骤五：捕获外显子DNA序列；步骤六：扩增目的DNA片段；步骤七：对扩增的目的DNA片段进行测序，并对测序结果进行SNPs和Indels分析，筛选致病基因，得到智力障碍疾病的致病基因模型。2.如权利要求1所述的智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，其特征在于，所述步骤二中，使用TE缓冲液溶解所述全基因组DNA，并用DNA切割仪将所述全基因组DNA切割成150bp～200bp的DNA片段。3.如权利要求1所述的智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，其特征在于，所述步骤三中，是在全基因DNA片段的3’端加上腺嘌呤并连接测序接头，再用AMPure磁珠纯化所得的片段。4.如权利要求1所述的智力障碍疾病的致病基因模型的构建方法，其特征在于，所述步骤四中，使用LM-PCR扩增连接有测序接头的全基因组DNA片段；所述步骤六中，通过LM...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴勇，郭辉，眭维国，刘富华，
申请(专利权)人：戴勇，眭维国，
类型：发明
国别省市：广东;44