一种新型先天性红细胞生成异常性贫血的分子诊断及功能分析

Congenital dyserythropoietic anemias (CDAs) constituted a heterogeneous group of anemias with genotypic heterogeneity and phenotypic diversity, which characterized as macrocytic anemia. There are, however, patients that fall within the general definition of the CDAs, but the pathogenesis isn't ambiguity. Here we reveal a type of CDA with microcytosis and hypochromia in two Chinese familes. We tried to explore the causative gene by deep sequence of screening 60 genes including CDA known causative genes and potential genes (CDAN1,SEC23B，GATA1,KLF1). We firstly revealed that KLF1 is the potential causative gene of this novel type of CDA. In our study, the two families will be analyzed firstly. Clinical symptoms will be determined by laboratory examinations. Then we will study the cell location of the KLF1 and its effect on erythropoiesis in vitro according the clinical features.Secondly,we plan to collect 50 CDA patients of this type and concluded the clinical phenotypes.We try to aquire KLF1 mutation spectrum in Chinese people for the first time. This study try to provide insight into the pathogenesis mechanism of CDA and the development of erythroblast, and further improve clinical diagnosis, genetic counseling and prevention for CDA disease.

先天性红细胞生成异常性贫血（CDA）是一组遗传异质性大且表型多样性的血液病，一般为大细胞性贫血，目前部分CDA的分子机制尚不明确。本研究从两个家系中发现一种有地中海贫血样小细胞低色素表型的CDA病例，通过对候选的CDA致病基因（CDAN1、SEC23B、GATA1和KLF1）在内的60个基因深度测序分析，我们鉴定出KLF1为此新型CDA的潜在致病基因。本研究首先以这两个家系为研究对象，通过实验室检测分析患者的临床表型特征，寻找功能研究的靶点，通过体外细胞实验研究KLF1对其下游基因表达的调控作用并分析其在细胞内的定位，阐明KLF1突变导致此种CDA表型的分子基础；其次收集50例表型类似的病例，系统阐述此型CDA的临床表型特征，并通过分子筛查获得中国人群KLF1突变谱资料。本研究既可阐明KLF1在CDA发生中的病理学机制，为红细胞发育的研究提供新线索，还可为CDA的临床诊治提供科学依据。

先天性红细胞生成异常性贫血属出生缺陷的一种，其遗传异质性和表型多样给临床诊治带来挑战。本课题首先以两个先天性小细胞低色素贫血家系为研究对象，对两个先证者及其父母的表型进行系统分析，在前期研究的基础上完善临床表型，随访了两个先证者自发病以来的血液学指标，发现红细胞内血红蛋白组份及表面分子CD44低表达的特征改变，针对患者小细胞低色素中度贫血排除缺铁及珠蛋白基因的变异，通过对64个候选的致病基因深度测序分析，我们鉴定出KLF1基因突变（患者JK：G176RfsX179、A298P；患者GH：G176RfsX179、P338S）与患者疾病有关联；并通过生物信息分析三种突变很可能影响KLF1蛋白锌指结构域及其功能；通过构建了KLF1野生型及突变体的表达载体，并构建了珠蛋白基因、血红蛋白调控因子BCL11A和CD44等KLF1靶基因的报告载体，进行体外细胞转染实验，通过激光共聚焦显微镜观察，我们发现三种突变不影响KLF1蛋白核定位，通过RT-PCR及免疫印记分析表明，突变后基因转录和表达水平高于野生型。通过双荧光素酶报告实验研究表明KLF1上调珠蛋白、BCL11A及CD44的表达，突变体（模拟纯合突变及符合杂合突变）显著下调KLF1的效应，模拟KLF1的杂合子（KLF1野生型：KLF1突变型为1:1）显著下调CD44的表达。本研究表明KLF1是导致这种先天性红细胞发育异常，并伴有小细胞低色素、胎儿血红蛋白持续表达、CD44分子表达下降的致病基因。随后构建了基于高分辨率熔解曲线的方法筛查KLF1基因突变。对先证者家系进行随访，鉴定了家系中包括父母在内的12个家庭成员为KLF1突变携带者，并通过高分辨率熔解曲线法对人群中KLF1突变进行筛查，其中筛查416例贫血及1987例健康个体，共发现7种变异。本课题的阐明了一种罕见溶血性贫血的临床表型、分子基础及发病机制；拓展了罕见溶血性贫血的临床特征及诊断，阐明了中国南方人群及地中海贫血人群KLF1突变率；研究表明KLF1是红系发育的重要调节因子，参与调节红系发育过程中HBB、BLC11A、CD44等多种基因的表达。所建立的高通量靶向基因测序体系对于罕见溶血性贫血的基因检测具有重要意义；所建立的通过高分辨率熔解曲线方法对KLF1突变进行快速筛查的技术简捷实用，适用于大人群的筛查。

内容获取失败，请点击重试