發(fā)布時間：2020-06-17 06:27

【摘要】：背景原發(fā)性家族性腦鈣化(Primary Familial Brain Calcification,PFBC),又稱為特發(fā)性基底節(jié)區(qū)鈣化(Idiopathic Basal Ganglia Calcification,IBGC)、Fahr病,是一種罕見的神經(jīng)遺傳退行性疾病,臨床表現(xiàn)多樣,主要有肌張力障礙、頭痛、癡呆、抑郁等。影像學表現(xiàn)以廣泛的腦內(nèi)多發(fā)對稱性鈣化為主要特征,多位于雙側(cè)尾狀核、豆狀核、丘腦、腦干及小腦齒狀核等部位,但受累個體血清鈣磷水平、甲狀腺功能、甲狀旁腺功能均正常,這是PFBC區(qū)別于其他腦鈣化疾病的主要鑒別點。目前已知多個基因突變可導致該疾病發(fā)生和發(fā)展,有:SLC20A2、PDGFB、PDGFRB和XPR1等。位于8號染色體上的SLC20A2是該病的主要致病基因,已發(fā)現(xiàn)該基因多個位點突變可導致PFBC發(fā)生。PFBC的確切發(fā)病機制尚未完全闡明,多與鈣磷代謝失衡相關(guān)。既往的研究表明在生理條件下,腦實質(zhì)中的無機磷酸鹽(Inorganic Phosphate,Pi)被無機磷酸鹽轉(zhuǎn)運體2(Inorganic Phosphate Transporter 2,Pi T-2)攝取進入腦細胞內(nèi),Pi通過異嗜性和多嗜性逆轉(zhuǎn)錄病毒受體1(Xenotropic and Polytropic Retrovirus Receptor1,XPR1)從腦細胞內(nèi)排出。在病理條件下,SLC20A2基因發(fā)生突變,導致其表達的Pi T-2結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變,向胞內(nèi)攝取Pi的能力減弱,Pi在腦實質(zhì)積聚,胞內(nèi)低磷,進而導致鈣沉積。線粒體和高爾基體是細胞內(nèi)重要的細胞器,同時對鈣磷變化較為敏感。已有研究表明,線粒體和高爾基體結(jié)構(gòu)和功能的異常參與了阿茲海默病(Alzheimer’s Disease,AD)、帕金森氏病(Parkinson’s Disease,PD)、脊髓小腦共濟失調(diào)(Spinalcerebellar Ataxia,SCA)、肌萎縮脊髓側(cè)索硬化癥(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病過程,異常線粒體和高爾基體可能是神經(jīng)退行性疾病早期的病理表現(xiàn)。而在PFBC發(fā)病過程中線粒體和高爾基體的變化鮮有報道。目前,PFBC患者來源的神經(jīng)元不易獲得,對該病的研究缺乏可靠的細胞模型,而近年來發(fā)展迅猛的體細胞重編程為干細胞技術(shù),為獲得患者來源的疾病細胞模型提供了新的方向。誘導多能干細胞(Induced Pluripotent Stem Cell,i PSC)是與胚胎干細胞(Embryonic Stem Cell,ESC)具有相似形態(tài)和生物功能的一類細胞,在2006年,日本科學家山中伸彌通過攜帶重編程因子基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)染體細胞的方法,首次成功誘導體細胞重編程為i PS細胞。并對其形態(tài)和功能進行觀察和檢測,發(fā)現(xiàn)與胚胎干細胞形態(tài)類似,并且i PS細胞在體外也可進一步分化為各類體細胞,為探究疾病的發(fā)病機制、細胞移植和藥物篩選提供理想而可靠的細胞模型。本研究通過搜集一例PFBC患者所在家系,應(yīng)用Sanger測序技術(shù)確定其攜帶的致病基因,獲取患者來源的體細胞,重編程為誘導多能干細胞,進而分化為神經(jīng)前體細胞、多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞,并對不同種類細胞凋亡水平及線粒體和高爾基體的形態(tài)進行檢測與分析,發(fā)現(xiàn)了PFBC致病基因新的位點突變,成功地構(gòu)建了健康志愿者和PFBC患者來源的誘導多能干細胞系、神經(jīng)前體細胞系、多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞,并初步探討了PFBC的發(fā)病機制,為后續(xù)進一步探討該病的發(fā)病機制和潛在治療措施等奠定了基礎(chǔ)。目的明確所收集家系所攜帶的致病基因,構(gòu)建健康志愿者和患者來源的誘導多能干細胞,并初步探討了原發(fā)性家族性腦鈣化的發(fā)病機制。方法1.利用Sanger測序技術(shù)確定該原發(fā)性家族性腦鈣化家系的致病基因;2.運用重編程技術(shù)構(gòu)建健康志愿者和PFBC患者來源的誘導多能干細胞;3.體外定向分化健康志愿者和PFBC患者疾病特異性i PSCs為神經(jīng)前體細胞、多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞;4.應(yīng)用流式細胞術(shù)、免疫熒光染色等實驗技術(shù),初步探究SLC20A2基因突變在PFBC發(fā)病機制中的作用。結(jié)果1.Sanger測序結(jié)果顯示該家系攜帶一個PFBC已知相關(guān)基因SLC20A2新發(fā)位點突變(c.613GA,p.Val205Met);2.成功獲得健康志愿者和患者來源體細胞,并成功構(gòu)建野生型和患者特異性誘導多能干細胞系;3.健康志愿者和PFBC患者來源的誘導多能干細胞(i PSCs)具有胚胎干細胞樣形態(tài),高表達干細胞標志物OCT4、Nanog、SOX2和TRA-1-60,具有正常的二倍體核型,在NOD-SCID小鼠體內(nèi)能成功的分化為具有三胚層的畸胎瘤,患者來源的誘導多能干細胞(i PSCs)仍攜帶致病的SLC20A2基因;4.成功定向誘導i PS細胞分化為神經(jīng)前體細胞,進一步分化為多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞,免疫熒光染色顯示其分別表達多巴胺能神經(jīng)元標志蛋白(TH和Beta-Tubulin III)和星形膠質(zhì)細胞標志蛋白(GFAP);5.在對線粒體和高爾基體形態(tài)的檢測中,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)前體細胞、多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞中存在線粒體和高爾基體形態(tài)和結(jié)構(gòu)破壞;6.PFBC患者來源的神經(jīng)前體細胞、多巴胺能神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞凋亡水平高于健康志愿者來源的同類細胞。結(jié)論1.SLC20A2基因新發(fā)位點突變c.613GA突變可能導致原發(fā)性家族性腦鈣化。2.患者來源組神經(jīng)細胞線粒體和高爾基體形態(tài)和結(jié)構(gòu)異常,可能參與PFBC的發(fā)病。3.SLC20A2基因c.613GA突變導致神經(jīng)細胞凋亡水平增高,可能導致疾病的發(fā)生。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R742
【圖文】：

功收集先證者的臨床資料者，男，13 歲，慢性病程，5 年前發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)多發(fā)鈣化，現(xiàn)以年”為主訴入院，主要表現(xiàn)為重復性動作，自言自語，伴有續(xù)數(shù)十秒至 2 分鐘緩解，無大小便失禁、明顯肢體抽搐等正常范圍內(nèi)，甲狀旁腺素輕微升高（66.4pg/mL>65 pg/mL)：顱內(nèi)多發(fā)鈣化，雙側(cè)基底節(jié)區(qū)、雙側(cè)丘腦、齒狀核異常搐史，其父腦內(nèi)存在多發(fā)鈣化灶（詳見圖 1）。

3.2 Sanger 測序發(fā)現(xiàn)先證者及其父親攜帶 SLC20A2 基因新發(fā)位點突變（c.613G>A）運用 Sanger 測序的方法篩選該家系是否攜帶目前已知的 PFBC 相關(guān)基因（SLA20A2,SLA20A1,XPR1,PDGFB,PDGFRB,ISG15)，共篩選出 7 個兩名患者共同攜帶可疑致病變異，包括一個 SLC20A2 基因的雜合子突變(c.613G>A,p.Val205Met)。由于 SLC20A2 基因 c.613G>A 突變是一個錯義突變，可能會改變SLC20A2 蛋白的結(jié)構(gòu)及功能，我們推測該突變最為可能是該家系的致病突變，進行后續(xù)的驗證實驗（詳見圖 2）。

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1 萬照宇;楊婷;萬功華;;1800例0～89歲9個年齡組腦鈣化對照分析[J];中國實用醫(yī)藥;2018年08期

2 張桂先,鄭紀紅;腦鈣化病誤診分析[J];臨床誤診誤治;2002年02期

3 李士民;;放療后橋腦鈣化:CT表現(xiàn)[J];國外醫(yī)學(臨床放射學分冊);1989年01期

4 王文海;;“特發(fā)性”小腦鈣化[J];國外醫(yī)學(臨床放射學分冊);1989年03期

5 曹克慎,傅深省,秦紅萍,曹民佑;對稱性大腦鈣化綜合征鑒定1例[J];中國法醫(yī)學雜志;2002年06期

6 陳啟浩,王桂珍,張玉祥;小兒對稱性大腦鈣化綜合征(附2例誤診報告)[J];卒中與神經(jīng)疾病;1999年01期

7 Loeb J.A.;Sohrab S.A.;Huq M.;Fuerst D.R. ;郭中孟;;腦鈣化所致神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙可被骨藥逆轉(zhuǎn)[J];世界核心醫(yī)學期刊文摘(神經(jīng)病學分冊);2006年09期

8 易旭夫,鄧振華,陳曉剛,肖明松;輸液引起腦鈣化動脈破裂死亡1例[J];法醫(yī)學雜志;2003年03期

9 唐景華;劉紅;楊曦;;特發(fā)性甲狀旁腺功能減退癥的臨床特點及相關(guān)因素研究[J];中國全科醫(yī)學;2011年29期

10 萬照宇;李玲;萬功華;;腦鈣化3563例腦CT分析[J];貴州醫(yī)藥;2013年03期

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2 黃金秀;原發(fā)性家族性腦鈣化患者MYORG基因的遺傳學分析[D];浙江大學;2018年

3 唐景華;特發(fā)性甲旁減44例臨床特點及相關(guān)因素分析[D];廣西醫(yī)科大學;2010年

本文編號：2717214