[发明专利]一种GNAS突变基因及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及分子遗传学、细胞生物学、白血病学领域。具体地说，本发明涉及骨纤维结构不良患者中GNAS基因一个新的突变位点及其应用。

【背景技术】

纤维结构不良(fibrous dysplasia，FD)是一种非遗传性疾病，占所有骨肿瘤的2.5％，良性骨肿瘤的5％-7％，最初由Lichtenstein在1938年报道。临床分为单骨型和多骨型，以单骨型多见，但多骨型病变范围较广，对患者影响较严重。多骨型FD同时伴有皮肤色素斑、内分泌亢进(如脑垂体功能障碍引起的巨人症和肢端肥大症，甲状腺功能亢进，甲状旁腺增大，男子乳房发育，肾上腺皮质功能亢进等)和性早熟(女性儿童提前发生月经伴阴毛、腋毛和乳房提前发育)，称为McCune-Albright综合征(McCune-Albright syndrome，MAS)。FD或MAS合并肌内黏液瘤称为Mazabraud综合征(Mazabraud syndrome，MS)。

FD临床症状主要有骨痛、骨畸形、疲劳性骨折、病理性骨折。单骨型病人因症状轻微，常因其他原因做影像学检查时偶尔发现，但当患骨因受力而发生疲劳性骨折可出现定位性骨痛。

以往病理学的经典著作将FD列为非肿瘤性瘤样病变，认为它是骨组织的发育不良。并假定由二个原因造成：第一，原始骨向成熟板层骨发育重建过程中的成熟障碍；第二，骨组织不能根据受力作用方向而重新整合。但近年来的研究表明无论多骨或单骨型FD都存在GNAS1基因激活性突变，染色体克隆性异常、畸变，c-fos原癌基因的过度表达等。2002版WHO软组织和骨肿瘤病理学和遗传学，将其列为性质未定的肿瘤性病变。

其中GNAS1编码的G蛋白(鸟苷酸结合蛋白)是一种信号转导蛋白，由α、β和γ亚基构成，介导胞外信号传入细胞内，在G蛋白偶联受体信号传导通路中具有关键作用，调节细胞增殖、分化以及凋亡。G蛋白基因突变分为激活性突变和抑制性突变(主要是编码α亚基的基因GNAS1基因突变)。激活性突变可导致很多疾病，如功能性垂体腺瘤、功能性甲状腺腺瘤、婴儿Cushing综合征、肾上腺皮质腺瘤、MAS、肢端肥大症、FD、肌内黏液瘤以及MS；抑制性突变主要导致Albright hereditary osteodystrophy(AHO)。

有证据表明FD与GNAS1基因激活性突变有关。GNAS1基因位于20号染色体长臂13.2-13.3，突变是体细胞核基因组基因突变。3个相邻碱基组成1个三联体密码子，负责编码1个氨基酸，因此碱基突变可引起氨基酸类型的改变。已知位于GNAS1基因第8外显子的第201位密码子(CGT)负责编码精氨酸(Arg)，因此该位点(R201)的碱基突变导致Arg改变为其它氨基酸。Candeliere等证实在FD中，由于R201突变导致Arg改变为组氨酸(CGT-CAT，Arg-His，R201H)或半胱氨酸(CGT-TGT，Arg-Cys，R201C)。少数病例，精氨酸也可改变为丝氨酸，谷氨酸或亮氨酸。突变后的GNAS1基因视为gsp原癌基因。由突变基因编码的Gsct亚基为GTP酶的内源性抑制剂，导致GTP不能转换为GDP而被锁定在活化状态，引起腺苷酸环化酶不断被激活，催化产生大量环磷酸腺苷(cAMP)，使依cAMP的蛋白激酶A(PKA)具有持续活性，引起下游底物蛋白的磷酸化级联反应，产生一系列异常生理生化反应，最终表现为细胞整体生物学效应的改变。Marie等证实由于G蛋白突变而导致cAMP不需诱导即可表达，使骨母细胞异常增殖及分化不良而导致FD。

Idowu等在FD中检测到GNAS1第9外显子的第227位密码子也可发生碱基突变，引起谷氨酸改变为亮氨酸(Q227L)，而Q227L也会引起cAMP浓度持续增高。体外试验证实Q227L突变比R201突变更具活力。

由于GNAS1基因突变所致疾病的临床特征具有多样性，推测突变发生于体细胞，且突变细胞与正常细胞在体内呈嵌合式分布。临床特征与突变发生的时间及部位均有密切关系。由Bianco等构建的FD体外模型证实，单一突变细胞不能引发FD，而突变细胞与正常细胞并存，才会发生FD。

目前对FD的分子诊断依据是GNAS1基因的突变位点R201C，R201H和Q227L。但是关于其它基因的突变位点，目前还未见报道。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种GNAS新的突变基因。

本发明的再一的目的是，提供一种检测骨纤维结构不良疾病的主效基因之一GNAS突变基因的试剂盒。