[发明专利]人类特发性基底节钙化致病基因及其编码蛋白

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体变异的基因，即人类特发性基底节钙化(IBGC)致病基因SLC20A2。本发明还涉及这种变异基因及其编码的蛋白在检测和作为治疗IBGC疾病的药物靶点中的作用和意义。

背景技术

特发性脑基底节钙化(Idiopathic Basal Ganglia Calcification，IBGC)俗称Fahr病，是一种先天性神经系统锥体外系疾病，大脑X-射线电子计算机断层扫描(CT)发现率为1-2％^[1-2]。大多数IBGC家系表现为常染色体显性遗传方式，也有常染色体隐性遗传和性染色体连锁遗传的报道。IBGC症在CT上表现为大脑双侧对称性基底节钙化。常见钙化部位的发生顺序是苍白球、尾状核、壳核、丘脑、额顶叶脑回底部、齿状核、小脑皮层、脑干中央部及侧脑室周围，在CT上可表现为卵圆形和或八字形高密度影，常为对称性。患者运动能力逐渐受损或丧失，智力和意识表现痴呆、癫痫、精神障碍等，目前尚未有针对性药物治疗该病。其发病机制不清楚，对其进行分子遗传学研究有望克隆其致病基因，为寻找药靶、开发相关药物及治疗该病奠定基础。目前该病定位3个致病位点14q13(IBGC1)、2q37(IBGC2)和8p21.1-q11.23(IBGC3)，其中IBGC3位点是我们定位的。该病的致病基因尚未克隆，因此对IBGC致病基因进行系统研究，将对大脑基底节钙化的诊断、开发针对性的药物及治疗具有十分重要理论和实践意义。

发明内容

本发明的目的在于提供IBGC致病基因，定位出该疾病的基因突变位点，以及利用该疾病的基因突变位点检测人体中是否存在该基因突变的方法。同时提供IBGC致病基因编码的蛋白质序列及其突变导致的细胞磷吸收下降，为阐明该病的致病机制提供了基础，为进一步治疗该病提供了设计药物的靶点。

本发明真对收集并鉴定的一个IBGC大家系进行微卫星标记的连锁分析，排除了与IBGC1和IBGC2的连锁关系，但将该家系的致病基因定位于IBGC3位点，进一步连锁缩短了IBGC3位点即将8p21.1-q11.23(25Mb物理图距，12.29cM遗传图距)缩短在8p12-q11.23(19.5Mb物理图距，6.40cM遗传图距)染色体区段。

本发明对定位于8p12-q11.23区域内特发性基底节钙化的41个候选基因进行双向测序，在第一个家系中发现SLC20A2基因一个点突变；在第二、三个家系中，发现该基因三个新点突变，第二个家系先征者存在两个点突变，一个突变来自父亲，第二个突变来自母亲。随后在巴西和西班牙IBGC家系中发现该基因四个新的突变包括两个缺失突变和两个点突变。上述的八个突变分别在各自家系中所有患者的DNA样品上均得到验证，在家系正常成员、508例正常汉族人群和96例欧洲人群中不存在上述突变，排除了单个核苷酸多态性的可能性。同时发现这些突变造成所编码的氨基酸缺失、移码和改变，由此，

本发明提供了8种如SEQ ID NO：2-9所示的变异的人类SLC20A2基因，其特征分别在于，所述SLC20A2基因编码区第124-126缺失3个碱基(鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤即GTG)、第362位胞嘧啶被鸟嘌呤替换(C＞G)、1409位胞嘧啶碱基缺失(delC)、1492位鸟嘌呤碱基被腺嘌呤替换(G＞A)、第1723位鸟嘌呤碱基被腺嘌呤替换(G＞A)、第1784位胞嘧啶碱基被胸腺嘧啶替换(C＞T)、第1802位胞嘧啶碱基被鸟嘌呤或胸腺嘧啶替换(C＞G/T)。正常的人类SLC20A2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

本发明提供了8种如SEQ ID NO：45-52所示的变异的人类SLC20A2基因所编码的蛋白质序列，其特征分别在于，SLC20A2蛋白的氨基酸序列分别是第42位Val缺失(p.V42del)、第121位的Ser变为Cys(p.S121C)、从470位的Pro移码(p.P470LfsX37)37个氨基酸终止、第498的Gly突变为Arg(p.G498R)、第575位Glu突变为Lys(p.E575K)、第595位的Thr突变为Met(p.T595M)及第601位的Ser突变为Trp或Leu(p.S601W/L)。正常的人类SLC20A2基因所编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：44所示。

本发明还提供了一种检测来源于人体的生物样本中是否存在所述基因的突变方法，其步骤：

(1)从所述样本中提取和纯化基因材料；