第四节 LDL-R基因突变分析
自Shneider等于1992年成功地纯化出牛肾上腺的LDL-R基因，Yamamoto等1984年成功地分离和克隆出5.3kb受体基因的全cDNA，并制成探针后，FH患者LDL-R基因突变在NDA分子水平上的研究有了新进展。
LDL-R基因位于人类第19号染色体p13.1～13.3,长45kb，由18个外显子和17个内显子组成(见图20-3)，编码860个氨基酸的受体前体蛋白，分子量为120000，此前体蛋白在由内质网向高尔基体转运的过程中切去21个氨基酸残基组成的信号肽，加上18个O-连接和2个N-连接的寡糖链，成为分子量为160000的成熟LDL-R。LDL-R蛋白根据结构与功能的关系分成5个功能区，见第六章。
图20 -3 LDL-R基因结构示意图
图中细线为内含子，宽线为外显子
在LDL-R外显子与其功能结构区也有密切的对应关系，如表20-1所示。17个内含子分别在LDL-R氨基酸序列中第2、43、84、211、252、293、333、375、432、508、548、594、642、693、750、776和828位点处插断外显子的序列。
表20-1 LDL-R外显子与功能结构区的对应关系
| 外 显 子 |
长 度(bp) |
编码LDL-R结构区 |
1 |
145～160 |
mRNA5'端非翻译区、信号肽 |
2 |
123 |
1区重复1 |
3 |
123 |
1区重复2 |
4 |
381 |
1区重复3、4、5 |
5 |
123 |
1区重复6 |
6 |
123 |
1区重复7 |
7 |
120 |
2区重复A |
8 |
126 |
2区重复B |
9 |
172 |
2区重复B、C间区 |
10 |
228 |
2区重复B、C间区 |
11 |
119 |
2区重复B、C间区 |
12 |
140 |
2区重复B、C间区 |
13 |
142 |
2区重复B、C间区 |
14 |
153 |
2区重复C |
15 |
171 |
3区 |
16 |
78 |
3区，4区9个氨基酸残基 |
17 |
153 |
4区13个、5区39个氨基酸残基 |
18 |
2535 |
5区11个氨基酸残基，mRNA5'端非翻译区 |
在对FH病人LDL-R基因的分析中，已发现了几十种不同的基因突变，按照突变对LDL-R结构与功能的影响，将LDL-R基因突变分成四型，如表20-2所示。
表20-2 LDL-R基因突变类类型
类 型 |
LDL-R功能异常 |
Ⅰ型 |
不产生可测定的LDL-R，细胞膜上无LDL-R存在 |
Ⅱ型 |
基因产物在细胞内有成熟和运输障碍，膜上LDL-R明显减少 |
Ⅲ型 |
基因产物可到达细胞表面，但不与配体结合 |
Ⅳ型 |
基因产物可到达细胞表面且与配体结合，但不能全部转入有被小窝 |
从DNA分子水平上看，LDL-R突变包括缺失、插入、无义突变和错义突变，影响受体的5个功能区，目前至少已发现180种LDL-R基因突变型，其中以5’端>10kb片段突变最为常见。LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响见表20-3、表20-4、表20-5。
表20-3 LDL-R 的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(缺失)
| 患者 |
缺失位点 |
缺失长度 |
LDL-R异常 |
突变类型 |
| FH381 |
外显子13～15 |
5kb |
无LDL-R合成 |
Ⅰ |
FH49 |
启动子-外显子1 |
>10kb |
无LDL-R合成 |
Ⅰ |
FH26 |
启动子-外显子1 |
>6kb |
无LDL-R合成 |
Ⅰ |
FHTD |
外显子13～14 |
4kb |
无LDL-R合成 |
Ⅰ |
FHTT |
外显子2 |
6bp |
1区重复1Asp26、Gly27缺失 |
Ⅱ |
FH563 |
外显子4 |
3bp |
1区重复5Gly187缺失 |
Ⅱ |
FH626 |
外显子5 |
0.38kb |
1区重复6缺失 |
Ⅲ |
FHYF |
外显子7～14 |
12kb |
2区大部分缺失 |
Ⅲ |
FH359 |
外显子7～8 |
4kb |
2区重复A、B缺失 |
Ⅲ |
FH781 |
外显子16～18 |
7.8Kb |
4、5区缺失 |
Ⅳ |
FH274 |
外显子16～18 |
5.5Kb |
4、5区缺失 |
Ⅳ |
FHHelsjnkl |
外显子16～18 |
9.5Kb |
4、5区缺失 |
Ⅳ |
FH5272 |
外显子2～3 |
5Kb |
1区重复1、2缺失 |
Ⅲ |
FHOF |
外显子15～16 |
5.5Kb |
3区，4区9个氨基酸残基缺失 |
- |
FHST |
外显子16～17 |
4Kb |
3区部分、4区、5区部分氨基酸残基缺失 |
- |
FHL171 |
外显子16 |
0.4Kb |
3区部分，4区部分氨基酸残基缺失 |
- |
FHkanazawa |
外显子2～4 |
12Kb |
1区重复2～5缺失 |
- |
FHokayama |
外显子7～14 |
13Kb |
2区缺失 |
- |
表20-4 LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(错义突变)
| 患者 |
缺失位点 |
缺失长度 |
LDL-R异常 |
突变类型 |
FHMM |
外显子14 |
GGC→GAC |
2区重复C内Pro664→Leu |
Ⅱ |
FH47 |
外显子14 |
TGT→TAT |
2区重复C内Cys646→Leu |
Ⅱ |
FH787 |
外显子4 |
CTC→CTT |
1区重复5内Glu207→Lys |
Ⅱ |
FH848 |
外显子4 |
TCG→TTG |
1区重复4内Ser156→Leu |
Ⅱ |
FH12 |
外显子4 |
GTC→CTC |
1区重复5内Asp206→Glu |
Ⅱ |
FH724 |
外显子9 |
CAC→CAT |
2区内Val408→Met |
Ⅱ |
FH429 |
外显子11 |
GGC→GTC |
2区内Gly554→Val |
Ⅱ |
FH840 |
外显子4 |
C→G |
1区重复5内Asp206→Glu |
Ⅱ |
FH883 |
外显子3 |
TGG→GGG |
1区重复2内Trp66→Gly |
Ⅲ |
FH380 |
外显子17 |
TAT→TGT |
5区内Tyr807→Cys |
Ⅳ |
表20-5 LDL-R的各种基因突变及其对LDL-R功能的影响(无义突变、插入)
患者 |
缺失位点 |
缺失长度 |
LDL-R异常 |
突变类型 |
FH264 |
外显子14 |
TGC→TGA |
2区重复内Cys660→终止密码 |
Ⅱ |
FH683 |
外显子17 |
TGG→TGA |
5区内Trp792→终止密码 |
Ⅳ |
FH295 |
外显子8～9 |
14kb插入 |
LDL-R增大4000D |
Ⅲ |
FHL257 |
外显子9～10 |
4.4kb插入 |
移码、插入片段内出现终止密码 |
- |
FH763 |
外显子17 |
AGAA插入 |
5区内移码→终止密码804 |
Ⅳ |
校对时间：1999-12-22 马海茸
, 百拇医药