【摘 要】
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目的通过遗传学分析及功能学研究发现新的大动脉转位候选基因。研究纤毛基因DYNC2LI1与大动脉转位发生的相关性,探讨该基因在心脏发育和流出道重塑过程中的关键作用。方法对381名散发大动脉转位患者进行全外显子组测序,与gnomAD数据库125748个个体构成病例-对照队列,利用基因负荷分析筛选候选基因。针对患者中发现的有害突变,进行突变功能分析:构建体外表达质粒并进行细胞转染,采用实时荧光定量PCR
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目的通过遗传学分析及功能学研究发现新的大动脉转位候选基因。研究纤毛基因DYNC2LI1与大动脉转位发生的相关性,探讨该基因在心脏发育和流出道重塑过程中的关键作用。方法对381名散发大动脉转位患者进行全外显子组测序,与gnomAD数据库125748个个体构成病例-对照队列,利用基因负荷分析筛选候选基因。针对患者中发现的有害突变,进行突变功能分析:构建体外表达质粒并进行细胞转染,采用实时荧光定量PCR及Western blot检测不同Dync2li1突变体mRNA及蛋白质的表达情况。在NIH3T3成纤维细胞中通过siRNAs实验敲低目的基因,提取mRNA并对表达谱进行通路富集分析。构建Dync2li1基因敲除小鼠模型,观察胚胎期心脏表型及心脏组织纤毛形态,并对不同基因型的胚胎心脏组织进行转录组测序,探寻相关的分子与信号通路。结果与人群突变相比,大动脉转位组中DYNC2LI1基因突变负荷显著增加,提示DYNC2LI1基因突变与大动脉转位的发生存在必然联系。相比于野生型质粒,Dync2li1基因突变c.A239C,p.D80A的mRNA及蛋白的表达水平均显著降低,且差异有统计学意义（P<0.0001;P<0.01）;c.T240A,p.D80E 和 c.T389C,p.L130R 突变的mRNA的表达量同样明显降低（P<0.0001;P<0.05）,但蛋白表达没有明显差异（P>0.05）。对Dync2li1敲低后成纤维细胞的转录组分析发现,伪结构组装相关通路的基因表达显著上调;而与心脏结构发育及体轴形态等通路相关的基因表达发生下调。Dync2li1-/-小鼠在胚胎中期约11.5天前死亡。Dync2li1+/-和Dync2li1-/-小鼠胚胎呈现不同程度的生长发育缺陷:心脏环化异常,心包囊肿胀,神经管闭合缺陷,躯干前后轴分化异常。Dync2li1基因敲除小鼠胚胎心脏组织的纤毛长度变短。不同基因型胚胎的心脏组织的转录组测序结果显示,Dync2li1的敲除影响了心脏组织代谢等生物过程的调节,纤毛的结构以及囊泡参与的转运过程。结论与纤毛结构和功能相关的DYNC2LI1基因是大动脉转位的潜在致病基因。
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