高度近视与基因突变之关系.doc

高度近視與基因突變之關係【前言】高度近視 (high myopia) 是指大於600度以上的近視，容易併發飛蚊症、閃光幻覺、 玻璃體混濁、黃斑變性、併發性白內障、原發性視網膜脫離、開角型青光眼等然而目前已知高度近視的成因除了視軸過長、眼壓過高、內分泌因素、近距離因素及環境與行為因素等交互作用外，遺傳與基因的因素亦為造成高度近視的一重要因素目前被認為與高度近視有關的染色體有2、4、7、10、12、17、18、22及染色體X而與近視有關的基因如下表一所示： 表一、高度近視相關基因基因名稱位置MYP1Xq28MYP218p11.31MYP312q21-q23MYP47q36MYP517q21-q22MYP622q12COL2A112q13.11-q13.2OPEMXTGIF18p11.3目前針對華人族群的高度近視基因研究中，最詳盡的為TGIF (transforming growth factor β–induced factor) 基因TGIF是一個DNA結合同源結構蛋白質 (DNA-binding homeodomain protein)，屬於TALE (three amino acid loop extension)同源 (homeobox) 家族，具有10個exons，基因總長為46kb。

TGIF主要的功能為抑制轉錄作用進行 (transcription repressor)(1)，目前已證實TGIF會參與由TGF-β所調控的轉錄作用(2)，並影響維他命A酸反應 (retinoid-responsive) 的轉錄作用(3)TGIF突變會導致前腦及顱顏發育畸形(4)之前的研究顯示，染色體18P11位置與華人家族性高度近視有關(5)，此基因座亦影響義大利族群之高度近視(6)在2003年，香港中文大學進行一項高度近視基因研究，探討TGIF exon10與高度近視之間的關聯(7)他們以71個高度近視患者為實驗組，105個近視度數小於200度的人士為對照組，分析比較基因序列差異結果統計有25個單一核苷酸多型性 (single nucleotide polymorphism，SNP) 位點，在25個SNPs中有6組SNPs與高度近視之間顯著關聯，其中T657G為最具相關性之SNP此6組SNPs如下表二：表二、高度近視相關SNPs 核苷酸位置核苷酸序列NCBI編號正常à變異NM_003244 (2003年版本)NM_003244 (2004年版本)GàA573889TàG657973GàA667983GàA6911007CàA7211037CàG7851101然而，2005年美國賓州大學亦對TGIF基因進行更為詳盡的研究，他們分析7位來自不同家族的高度近視患者之TGIF基因，並將整個TGIF基因進行定序(8)。

結果雖然發現有21個SNPs，其中3個SNPs與香港中文大學的研究相同，此三位點為A420G、C488T及T657G然而這21個SNPs在統計上並無特殊意義，即顯示與高度近視並無關聯綜合分析許多報告顯示遺傳疾病與種族之間有相關，而此研究採樣數量過少，且7人當中只有1人為華人族群，故此實驗數據僅可供我們參考此外，雖然TGIF目前較常被探討其與全腦畸形 (holoprosencephaly) 之間的關聯，然而眼球亦包含於腦發育中一環，並不能完全否定TGIF基因與高度近視的關聯步驟與方法】有鑑於同為華人族群之香港中文大學的研究，我們欲了解TGIF於台灣人族群當中與高度近視的關聯所以先針對2003年香港中文大學的研究範圍進行探討，我們設計一對能夾出exon3附近區域的引子，比較高度近視與正常度數人士的基因序列差別此段引子序列如下表三：表三、睿嘉TGIF定序引子 名稱序列核苷酸位置 (NCBI編號 AP001025)上位引子Ex3f1cag aga gca aga tca att agg193166-193186下位引子Ex3r1Tca tct ctt gcc ttc acc193901-193895(位於NM_003244之1181-1198)PCR擴增長度：729bp截至2006年7月31日為止，睿嘉共定序91個樣品，其中50個樣品的序列為正常，41個樣品有變異出現，統計發現均出現於A420G及C488T兩位置。

詳細情形如表四：表四、91個樣品之統計表正常變異樣品數5041變異點-A420GC488T變異樣品數-38 22此外，我們亦以生物資訊方式進行多重序列比對 (multiple sequence alignment)，除以上SNPs外，並沒有發現其他變異點摘錄一部分比對結果如下圖：表五、近視度數與SNP關聯各度數之人數統計<600度≧600度5932A420GgenotypenormalA420GnormalA420G32221815-AGGG-AGGG16687在該度數裏,正常與SNP各佔之比率normalA420GnormalA420G59.26% (32/54)40.74% (22/54)54.54%(18/33)45.45% (15/33)該SNP人數佔該度數之比率 (該度數SNP人數/該SNP總人數)-37.29% (22/59)-46.88% (15/32)C488TgenotypenormalC488TnormalC488T 3214187-CTTT-CTTT9552在該度數裏,正常與SNP各佔之比率normalC488TnormalA420G69.57% (32/46)30.43 % (14/46)72% (18/25)28% (7/25)該SNP人數佔該度數之比率 (該度數SNP人數/該SNP總人數)-23.73% (14/59)-21.87% (7/32)表六、編號家族父母子女1郭家420AA/488CC420AA/488CC420AA/488CC420AA/488CC2黃家420AG/488CC420GG/488CC420AG/488CC420GG/488CC3呂家420GG/488CT420AG/488CT420GG/488TT420AA/488CC4鄭家420AA/488CC420AA/488CC420AA/488CC5楊家420GG/488TT420AG/488CT420AG/488CT6余家420AA/488CC420AG/488CT420AG/488CT420AG/488CT7江家420AG/488CC420AA/488CC420AG/488CC結論:1. A420G與台灣族群之高度近視有關, 其原因可由以下兩點說明:2. 在91人裡面, 大於600度的人裡面, 正常人數佔54.54%, 而A420G佔45.45%,3. 小於600度的人裡面, 正常人數佔53.33%,而A420G佔36.37%,其比率與大於600度(A420G佔45.45%)者比較為少, 4. C488T與台灣族群之高度近視之關係, 小於600度的人裡面C488T佔23.33%,而大於600度的人中C488T佔21.88%5. 由此兩點可見A420G 與C488T對臺灣族群的高度近視是有相關性,但需做更多樣品及家族分析來確認6. 其它23個SNP點在此次分析中並無發現7. 與家族遺傳關聯之分析:本次分析共有七個家族之父母子女之資料如表六 家族一. 郭家:皆正常, 無SNP 家族二: 黃家: 父為420AG雜合子488CC, 母為420GG純合子488CC, 其 兩女一為420AG雜合子480CC, 一為A420GG純合子480CC.家族三: 呂家: 父為420GG/488CT,母為420AG/488CT, 其子為420GG/488TT, 其女為正常420AA/488CC家族四: 鄭家: 父子皆正常, 無SNP家族五: 楊家: 母為420GG/488TT, 其子及女皆為420AG/488CT雜合子,父未做檢測家族六: 余家: 父為正常420AA/488CC, 母為420AG/488CT雜合子; 其子及女皆為420AG/488CT雜合子家族七: 江家: 父為420AG雜合子488CC,母為正常420AA/488CC ,子為420AG雜合子488CC由此資料顯示, 420及488與遺傳有關.Reference1. Wotton D, Lo RS, Swaby LAC, Massague J. Multiple modes of repression by the Smad transcriptional corepressor TGIF. J Biol Chem. 1999;274:37105–37110.2. Wooton D, Lo RS, Lee S, Massague J. A Smad transcriptional corepressor. Cell. 1999;97:29–39.3. Bertolino E, Reimund B, Wildt-Perinic D, Clerc RG. A novel homeobox protein which recognizes a TGT core and function interferes with a retinoid-responsive motif. J Biol Chem. 1995;52:31178–31188.4. Overhauser J, Mitchell HF, Zackai EH, Tick DB, Rojas K, Muenke M. Physical mapping of the holoprosencephaly critical region in 18p11.3. Am J Hum Genet. 1995;5:1080–1085.5. Lam D, Leung Y, Fan D, Baum L, Tam P, Pang C. To locate a gene for familial myopia by linkage analysis [abstract]. Clin Exp Ophthalmol. 2002;30(suppl):480. Abstract nr 273.6. Health S, Robledo R, Beggs W, et al. A novel approach to search for identity by descent in small samples of patients and controls from the same Mendelian breeding unit: a pilot study on myopia. Hum Here。