3 讨论

　　近年来，随着分子遗传学的迅速发展，与先天性白内障有关的基因及致病位点相继被发现并成功克隆，已发现五种类型十几个基因与遗传性先天性白内障有关。其中有近50%的家系是由于编码晶状体蛋白基因发生突变导致先天性白内障的发生。晶状体蛋白(crystallin)是脊椎动物晶状体的主要组成成分，约占晶状体水溶性蛋白的95%，分为α、β及γ晶状体蛋白三大类。α晶状体蛋白属于小分子热休克蛋白家族，起分子伴侣作用，维持晶状体透明性。β及γ晶状体蛋白属于β/γ晶状体蛋白超家族，其特殊的蛋白质三级空间结构及蛋白质在晶状体内的规则排列对维持晶状体的透明性和较高折射率起着极其重要的作用。β晶状体蛋白分为酸性蛋白(βA)及碱性蛋白(βB)两个亚组，每个亚组分别由3个基因编码(CRYBA1，2，3;CRYBB1，2，3)。这种相似的特性在哺乳动物、鸟类和蛙类中都有发现。

　　CRYBB1基因位于第22号常染色体长臂12.1区(22q12.1)，包括6个外显子。其cDNA编码βB1晶状体蛋白，包含251个氨基酸，占晶状体水溶性蛋白的9%。晶状体蛋白βB1的C端与N端分别有一个氨基酸短臂，中间区域含有两个高度保守的结构域，这两个结构域折叠形成4个结构相似的“Greek key”基序，这种稳定结构对维持晶状体透明性起着重要的作用[10]。

　　CRYBB1基因突变导致白内障的报道较少，迄今为止，只报道过两个家系。2002年Mackay等[3]首先在一常染色体显性遗传先天性白内障家系中证实CRYBB1基因第6外显子发生G>T突变，导致βB1晶状体蛋白第220个氨基酸由甘氨酸变成终止密码子，蛋白产物缩短，C末端短臂消失。这个缩短的βB1晶状体蛋白的水溶性远远低于正常蛋白，从而导致晶状体发生混浊。晶状体混浊部位主要位于胎儿核，但皮质、前后极的Y字缝也有累及。2005年Willoughby等[11]人对一英国常染色体显性遗传先天性白内障家系进行致病基因定位研究，发现CRYBB1基因第6外显子发生T>C突变，中止密码子从TGA变成CGA，导致βB1晶状体蛋白第253个氨基酸由终止密码子变成精氨酸，C末端短臂延长，影响蛋白间交互作用，导致白内障。此家系表现为先天性白内障合并小角膜及眼球震颤。

　　本研究对中国河北省一个4代汉族常染色体显性遗传核性先天性白内障家系进行致病基因定位检测，发现编码晶状体蛋白βB1的CRYBB1基因第四外显子第457个碱基发生C>A点突变。此突变引起相应的编码产物晶状体蛋白βB1第129个氨基酸由丝氨酸(S)转变为精氨酸(R)。经过对晶状体蛋白βB1结构及功能的分析推测，认为由于此氨基酸位于“Greek key2”基序内，它的改变对晶状体蛋白βB1的第一个高度保守结构域的正确折叠可能产生影响，妨碍“Greek key2”的形成。晶状体蛋白βB1的三级稳定空间结构将产生改变，这种改变不仅影响蛋白质自身结构的稳定性和可溶性，使晶状体蛋白βB1以结晶形式沉淀，还对蛋白与蛋白之间的正常交互作用产生影响，妨碍蛋白质网状结构的形成。这些改变在晶状体发育过程中产生影响，最终导致白内障的发生。

　　动物模型提示，基因参与晶状体蛋白形成有时序性，晶状体混浊位置在一定程度上可反映可能的基因型[12]，核性白内障提示晶状体发育初期基因表达异常，晶状体皮质发生混浊则表示晶状体发育中后期产生异常。CRYBB1基因在晶状体胚胎核发育早期已开始表达，随着晶状体的发育，表达进一步增强，因此βB1晶状体蛋白在晶状体核及皮质中均有分布，这种分布规律与本家系白内障表型相符。

　　本研究首次发现由CRYBB1基因第4外显子的错义突变导致先天性核性白内障的发生。研究结果对进一步发现βB1晶状体蛋白结构与功能的关系提供了依据，对探索先天性白内障基因型-表型之间的联系提供了帮助。相信在不久的将来，随着中国人先天性白内障基因库的建立，其发病机制的研究将更加深入，对先天性白内障患者开展基因诊断及基因治疗将成为可能。

　　【参考文献】

　　[1] Francis PJ， Berry V， Bhattacharya SS， et al. The genetics of childhood cataract[J]. Med Genet，2000，37(7)：481-488.

　　[2] Ferrini W， Schorderet DF， Othenin-Girard P， et al. CRYBA3/A1 gene mutation associated with suture-sparing autosomal dominant congenital nuclear cataract： a novel phenotype[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2004，45(5)：1436-1441.

　　[3] Mackay DC， Boskovska OB， Knopf HL， et al. A nonsense mutation in CRYBB1 associated with autosomal dominant cataract linked to human chromosome 22q[J]. Am J Hum Genet，2002，71(5)：1216-1221.

　　[4] Santhiya ST， Manisastry SM， Rawlley D， et al. Mutation analysis of congenital cataracts in indian families： identification of SNPS and a new causative allele in CRYBB2 gene[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2004，45(10)：3599-3607.

　　[5] Gu J， Qi Y， Wang L， et al. A new congenital nuclear cataract caused by a missense mutation in the gamma D-crystallin gene (CRYGD) in a Chinese family[J]. Mol Vis，11：971-976.

　　[6] Ma ZW， Zheng JQ， Li J， et al. Two novel mutations of connexin genes in Chinese families with autosomal dominant congenital nuclear cataract[J]. Br J Ophthalmol，2005，89(11)：1535-1537.

　　[7] Bateman JB， Johannes M， Flodman P， et al. A new locus for autosomal dominant cataract on chromosome 12q13[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2000，41(9)：2665-2670.

　　[8] Qi Y， Jia H， Huang S， et al. A deletion mutation in the betaA1/A3 crystallin gene ( CRYBA1/A3) is associated with autosomal dominant congenital nuclear cataract in a Chinese family[J]. Hum Genet，2004，114(2)：192-197. Epub 2003

　　[9] Santhiya ST， Shyam Manohar M， Rawlley D， et al. Novel mutations in the gamma-crystallin genes cause autosomal dominant congenital cataracts[J]. Med Genet，2002，39(5)：352-358.

　　[10] Van Montfort RL， Bateman OA， Lubsen NH， et al. Crystal structure of truncated human betaB1-crystallin[J]. Protein Sci， 2003，12(11)：2606-2612.

　　[11] Willoughby CE， Shafiq A， Ferrini W， et al. CRYBB1 mutation associated with congenital cataract and microcornea[J]. Mol Vis，2005，11：587-593.

　　[12] Graw J. Cataract mutations as a tool for developmental geneticists[J]. Ophthalmic Res，1996，28(Suppl 1)：8-18.

上一页  [1] [2]