[发明专利]精子头部畸形症新的致病基因CYLC1及其突变检测试剂

说明书

本发明属于基因诊断技术领域，公开了一种精子头部畸形症新的的致病基因CYLC1及其突变检测试剂，精子头部畸形症新的致病基因CYLC1用于作为精子头部畸形症的候选基因诊断对象，其四个纯合错义突变分别为c.1157AC/p.N386T、c.1377GT/p.K459N、c.1402TG/p.S468A和c.1834TA/p.C612S。本发明能够利用本发明检测试剂对精子头部畸形症患者进行简便、快捷、准确的基因诊断，亦有助于了解发病机制、遗传咨询、产前诊断和基因治疗。本发明还能够利用所建立的Cylc1基因敲除小鼠模型揭示Calicin‑1蛋白对于哺乳动物精子顶体锚定和头部发育的作用与机理。

技术领域

本发明属于基因诊断技术领域，尤其涉及一种精子头部畸形症新的致病基因CYLC1及其突变检测试剂。

背景技术

精子头部畸形症是一种较常见的导致男性原发不育的类型，与遗传因素密切相关，其主要临床特征是精子头部畸形和顶体发育异常。目前精子头部畸形症的基因突变谱尚未完全发现，基因型和表型的关系也不明确。随着全外显子测序(Wholeexonsequencing,WES)技术的发展，研究人员在精子头部畸形症患者中鉴定到了一些致病遗传学因素，如DPY19L2、SPATA16、PICK1、ZPBP1、ACTL7A、ACTL9和CCIN等基因的有害突变。然而，据一项大型队列研究表明，目前获得明确遗传学诊断的男性不育患者仅占4％左右。对男性不育症(包括精子头部畸形症在内)致病基因突变的进一步挖掘对于其基因诊断、辅助生殖治疗和遗传咨询均有重要的临床应用价值。

发明人在332例精子头部畸形症患者的全外显子测序中发现其中14名患者携带CYLC1基因纯和错义突变(本发明内容，未发文章披露)，提示CYLC1基因突变为精子头部畸形症的新的致病遗传因素。CYLC1基因位于X染色体，该基因含有6个外显子，其编码的Cylicin-1蛋白含有651个氨基酸，为哺乳动物精子核周层(Perinucleartheca,PT)特异表达蛋白，其蛋白结构和生理功能尚不明确。目前仅有两篇文章报道，研究人员分离了精子核周层结构并鉴定到Cylicin-1为精子核周层主要成分之一，其碱基序列和氨基酸序列被成功获得。基因敲除小鼠模型是揭示基因生理功能的重要研究手段，然而目前尚无Cylc1基因敲除小鼠的报道。本发明利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了Cylc1基因敲除小鼠，揭示了其调控精子顶体锚定的重要生理功能(本发明内容，未发文章披露)，Cylc1基因敲除鼠与CYLC1基因突变患者一样表现为精子头部畸形。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)目前已知的精子头部畸形症的致病基因突变很少，对精子头部畸形症患者的基因诊断率很低，亟需挖掘精子头部畸形症新的致病基因突变。

(2)目前尚无研究报道CYLC1基因突变为精子头部畸形症的致病遗传因素，更没有对CYLC1基因突变的检测方法。

(3)尚未建立Cylc1基因敲除小鼠模型，Cylicin-1调控精子头部发育的生理功能尚不明确。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种精子头部畸形症新的致病基因CYLC1及其突变检测试剂，尤其涉及一种用于检测遗传性精子头部畸形症的CYLC1基因、四个纯合错义突变及其致病突变的检测试剂。

本发明是这样实现的，一种精子头部畸形症新的致病基因CYLC1，精子头部畸形症新的致病基因CYLC1用于作为精子头部畸形症的候选基因诊断对象，野生型CYLC1基因的cDNA序列为SEQ ID NO：1。

进一步，野生型CYLC1基因的c.1157AC/p.N386T纯合错义突变表示发生第1157位核苷酸点突变，是c.1157AC；突变位点由腺嘌呤A突变为胞嘧啶C，对应氨基酸由天冬酰胺N突变为苏氨酸T，是p.N386T；CYLC1基因的突变cDNA序列为SEQ ID NO：2。