[发明专利]与非综合征型唇腭裂相关的突变的N4BP2基因及其应用

说明书

本发明公开了一种与非综合征型唇腭裂相关的突变的N4BP2基因及其应用，所述突变后的N4BP2基因相较于Gene bank登录号为NM_018177.6的未突变的N4BP2基因，分别在第13外显子含有一个非移码缺失突变位点4:40133481‑40133489delAAGATATTT、在第9外显子含有一个错义突变位点4:40123905TG和一个错义突变位点4:40122958CT，该突变的N4BP2基因可用于制备检测非综合征型唇腭裂疾病诊断试剂盒。该突变位点的发现可以对其家系后代进行优生优育指导，并可以作为非综合征型唇腭裂这种遗传病的携带者筛查和产前诊断筛查位点，用于群体的优生优育的指导。

技术领域

本发明属于医学基因诊断领域，涉及遗传病非综合征型唇腭裂的致病基因N4BP2突变位点及其在基因诊断中的应用。

背景技术

唇腭裂属于最常见的先天性颌面部裂结构性出生缺陷，世界范围新生儿发病率约为1/700。先天性唇腭裂患儿有严重的进食问题、言语困难、中耳感染和牙齿缺陷等表现。

唇腭裂在我国人群中患病率较高(1.42/1000)。唇腭裂可根据是否伴发其他畸形分为综合征型唇腭裂和非综合征型唇腭裂。其中，非综合征性唇腭裂更为常见，包括单发唇裂、腭裂或唇裂合并腭裂三种形式存在，占整个面裂畸形的70％以上。面部发育起源于神经嵴细胞迁移增殖，唇裂是由于面部发育时上颌突与内侧鼻突融合失败造成的；腭骨发育期源于胚胎时期的间充质与上皮细胞分化转化增殖凋亡迁移，腭裂是由于两个腭板的中线融合失败造成的。

非综合征性唇腭裂属于多基因遗传病，迄今为止，国内外研究已发现100余个基因与非综合征性唇腭裂相关，但新的候选基因特定遗传变异的潜在致病机制尚有待明确。对于唇腭裂遗传风险基因研究提示IRF6、BCL-3、MTHFR、PTCH1、BMP4、ZNF533、DLX等多个基因为颌面发育的易感基因。

N4BP2基因作为本研究前期发现的唇腭裂候选基因之一，目前其功能学研究非常有限。N4BP2于2002年首次报道，其可与NEDD4蛋白N末端(52-422aa)结合而命名为NEDD4binding protein 2。NEDD4是一种在胚胎发育过程中神经前体细胞及妊娠中期胚胎软骨细胞中高表达的蛋白，参与重要胚胎发育基因的调控。NEDD4基因敲除小鼠表现由于神经嵴细胞缺乏导致胚胎衍生骨发育和颌面严重畸形，参与TGFβ-MAPK信号通路。研究发现N4BP2在细胞质中均匀分布，与NEDD4相似。N4BP2可由NEDD4蛋白介导发生多泛素化而被蛋白酶体(proteasome)降解。N4BP2蛋白结构N末端拥有多核苷酸激酶(PNK)结构域，可以结合并水解ATP，可作为5'-多核苷酸激酶发挥作用。N4BP2蛋白通过PNK结构域与原癌蛋白BCL-3特异性相互结合，因此N4BP2又称BCL-3binding protein(B3BP)。BCL-3基因多个位点与非综合征型唇腭裂发生相关。BCL-3参与细胞增殖，细胞粘附功能，其下调可导致外胚层发育受到破坏，在面部形成中起重要作用。BCL-3还参与细胞分裂和迁移调控，被筛选为唇腭裂的易感基因。N4BP2亦可通过PNK结构域与组蛋白乙酰化转移酶p300/CBP蛋白结合。p300组蛋白乙酰转移酶活性对于Wnt依赖的间充质细胞增殖和迁移至关重要，人和小鼠中p300功能的丧失会导致颅面缺陷。在原核生物和真核生物细胞中Smr结构域高度保守具有缺口内切酶作用参与基因重组。N4BP2是人类细胞中第一个被发现的带有Smr结构域的蛋白，Smr结构域DNA位于N4BP2蛋白C末端1688-1770aa位置，其最保守的环区参与DNA与单链或双链链接的结合。由于N4BP2具有Smr结构域而拥有了缺口核酸内切酶的功能，从单核苷酸到不成对碱基的延伸环，识别双链DNA错配，可将超螺旋DNA打开为有缺口的开放环形。N4BP2参与重要的DNA错配修复(MMR)和基因重组(包括有丝分裂和减数分裂)过程，尤其是转录与修复或重组的耦合。2017年，在1995例非综合征型唇腭裂患者及对照者低频变异基因的研究中，发现N4BP2基因的低频编码变异与非综合征型唇腭裂的风险增加相关。以上结果提示N4BP2可能通过多种途径参与唇腭裂出生缺陷的发生发展。

发明内容