缝隙连接蛋白基因突变致先天性绕核性白内障两例

目的研究两个中国先天性绕核性白内障家系的致病基因。
方法在浙二医院眼科中心收集两个先天性白内障家系，其中家系1包括7位患者及19位正常家族成员，家系2包括2位患者及8位正常家族成员。所有家族成员接受眼部裂隙灯检查，抽取外周血样本，提取基因组DNA。聚合酶链反应（PCR）扩增与该家系表型相关的候选基因（CRYAB、CRYGC、CRYGD、GJA3、GJA8、MIP、HSF4）的编码区及内含子、外显子交界区。扩增产物直接测序，并进行序列分析。以100位健康中国人基因组DNA为阴性对照。根据上述结果，运用SWISS MODEL软件进行野生组及突变组蛋白建模，PDB-VIEWER4.0.1软件分析。
结果裂隙灯下检查两个家系白内障表型皆为绕核性混浊，不伴有其他系统的先天性疾病。分析家系图，两个家系遗传方式皆为常染色体显性遗传。测序结果：家系1中发现缝隙连接蛋白基因GJA8编码区的第131位碱基有杂合的T—>C改变，导致其编码蛋白缝隙连接蛋白50（Cx50）第44位氨基酸由高保守的缬氨酸突变为丙氨酸（V44A）。家系2中发现缝隙连接蛋白基因GJA3编码区的第671位碱基有杂合的A—>G改变，导致其编码蛋白缝隙连接蛋白46（Cx46）第224位氨基酸由高保守的组氨酸突变为精氨酸（H224R）。此结果于患病的家族成员中共分离，而不存在于健康者。100个健康人对照中未发现该改变。SWISS MODEL建模后发现Cx46及Cx50有高度同源性，两基因突变位点皆位于所表达蛋白的跨膜区上，并影响该处正常α-螺旋。
结论本研究首次提出GJA8基因V44A突变及GJA3基因H224R突变导致先天性白内障的发生，并认为缝隙连接蛋白基因是先天性绕核性白内障的热点候选基因。SWISS建模结果提示突变导致缝隙连接蛋白跨膜区的异常α-螺旋。证明缝隙连接蛋白跨膜区在缝隙连接的形成中具有重要作用。跨膜区的结构异常可能影响缝隙连接蛋白在细胞膜上的锚定，从而影响缝隙连接形成，最终导致晶状体混浊。