阅读障碍的候选基因研究(1 / 1)

行为遗传学水平的研究已经证实阅读障碍具有高度的遗传性(Fisher& Francks,2006;Olson,2002),而分子遗传学水平的研究则进一步探讨和揭示了阅读障碍的致病基因。尽管阅读障碍遗传模式尚不清楚,但目前的观点基本认同将之看作复杂的多基因遗传现象,即同时有多个基因在起作用,每个基因的作用都是微效的(Kere,2011;Poelmans,Buitelaar,Pauls,& Franke,2011)。现在已有多个基因被确定为阅读障碍候选基因(Bates et al.,2009;Deffenbacher et al.,2004;Lind et al.,2010;Newbury et al.,2010;Paracchini et al.,2010;Paracchini et al.,2008;Scerri & Schulte-K?rne,2010;Scerri et al.,2011;Zhang et al.,2012),特别是DYX1C1,KIAA0319/TTRAP,DCDC2,研究者在多项独立研究中都对其与阅读障碍的关系进行了探讨。

DYX1C1

DYX1C1位于人类第15号染色体上(15q21.3),是被发现的第一个阅读障碍候选基因(Taipale et al.,2003),目前已被证实在多个大脑区域特别是新皮层、海马区和脉络丛的灰质及白质中都有中等程度的表达,且与大脑新皮层发育过程中神经元的迁移有关(Massinen et al.,2009;Rosen et al.,2007)。而大脑的神经发育过程受到干扰被认为是阅读障碍的神经基础,且受到干扰的程度越高则阅读障碍的风险也越高。

Nopola-Hemmi等人(2000)在两个独立的芬兰家系中均发现t(2;15)(q11;q21)存在易位,使得染色体15q21区域内的一个基因被破坏,并最终可能导致阅读障碍。泰帕尔等人(Taipale et al.,2003)在另一项芬兰家系研究中进一步发现该基因的两个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)可能与阅读障碍相关;其一为启动子区-3G→A(rs3743205)突变,可调节DYX1C1的表达水平;其二为1249G→T(rs57809907)突变,该突变导致出现终止密码子,造成氨基酸的缺失。随后,有16项研究都对DYX1C1与阅读障碍的关系进行了探讨。虽然研究结论不完全一致,但多数研究结果还是支持了DYX1C1在阅读障碍中的作用(e.g.,Bates et al.,2009;Lim,Ho,Chou,& Waye,2011;Wigg et al.,2004)。威格等人(Wigg et al.,2004)在148个加拿大多发家系的聚类分析中考察了DYX1C1基因的6个SNPs,包括rs3743205和rs57809907,结果表明,rs3743205与阅读以及阅读相关基本认知能力(语音意识、快速命名、词语短时记忆等)显著相关,rs11629841能够对阅读障碍者进行有效区分,并且rs3743205/rs57809907上的一个常见单体型(G/G)存在显著的传递不平衡,此前研究发现的则是A/T(Taipale et al.,2003)。塞利等人(Scerri et al.,2004)检测了264个英国阅读障碍核心家系的8个SNPs,包括rs3743205和rs57809907,未能重复上述研究结果,仅发现rs57809907与正字法技能存在相关趋势。贝茨等人(Bates et al.,2009)对790个澳大利亚阅读障碍核心家系的分析发现,DYX1C1上的遗传标记与阅读表型显著相关,包括rs17819126,rs3743204和rs685935,但未能发现rs3743205以及rs57809907的作用,他们认为这种不一致的结果可能是由于该样本中这两个SNPs的最小等位基因频率(minor allele frequency,MAF)过低。上述研究结果提示,DYX1C1可能与阅读障碍及阅读成分相关。其余研究均未能发现DYX1C1基因与阅读障碍相关(e.g.,Bellini et al.,2005;Marino et al.,2005;Newbury et al.,2010)。

DCDC2

DCDC2位于人类第6号染色体上(6p22.2)。DCDC2主要编码其中一个双皮层蛋白(doublecortin,DCX),其编码蛋白在颞中、颞下等大脑皮层均有表达(Meng et al.,2005)。DCDC2可能与大脑发育相关,其缺陷可能导致皮层及皮层下神经元迁移异常,进而影响阅读障碍(Leventer,2005;Meng et al.,2005)。

一项对来自美国的349个核心家系的分析发现,在13个与阅读障碍相关的SNPs中有8个位于DCDC2上,并且相关最显著的SNPs均位于DCDC2基因或其周围(Deffenbacher,2004)。另一项研究(Meng,et al.,2005)基于153个核心家系测定了147个SNPs(其中33个SNPs位于DCDC2 的内含子上)与多种阅读成分的关系,研究结果表明,基因DCDC2 上有11个SNPs与阅读障碍显著关联(p 0.05)。其中,相关最显著的SNP位于第2内含子的转录因子结合位点处,可能导致基因表达量的下降。随后的研究对该基因与阅读的关系展开了大量的讨论,尽管不同研究中报告的致病基因位点存在差异,但多数研究都支持DCDC2作为阅读障碍的候选基因(e.g.,Ludwig et al.,2008;Newbury et al.,2010;Wilcke et al.,2009)。

此外,基于一般群体的分析发现,DCDC2同样作用于阅读能力的个体差异。在522个澳大利亚核心家系中,林德等人(Lind et al.,2010)通过数量性状的关联分析对DCDC2与7项阅读表型的关系进行了讨论,发现其上多个SNPs分别与阅读、拼写以及语音解码能力存在关联,其中2个位于内含子上的SNPs(rs1419228和rs1091047)与至少5项阅读表型显著相关。这些研究结果说明,位于基因DCDC2上的致病位点可能作用于基本阅读能力,并且不局限于特定的阅读表型。另一项同样以普通群体(N=3275)为样本的研究进一步证实了DCDC2与一般阅读能力的关系,其上2个SNPs(rs793862和rs807724)与阅读及拼写能力稳定相关(Scerri et al.,2011)。并且在进一步区分出阅读障碍(N=171)后发现,除上述2个SNPs,rs807701也与阅读障碍显著相关。

尽管少数几项研究未能发现DCDC2与阅读障碍的相关(e.g.,Couto et al.,2010;Marino et al.,2011),多数研究都反复证实了该基因在阅读障碍中的作用并影响个体阅读能力的普遍差异。

KIAA0319/TTRAP

KIAA0319/TTRAP也位于6p22.2,在物理位置上相互接近且界限模糊,因而多数研究同时探讨两者与阅读障碍的关系。其中,KIAA0319被认为是一种糖化膜蛋白(Kaminen-Ahola,2007),在顶上皮层、初级视皮层、枕叶视皮质、海马等多个区域进行表达(Meng et al.,2005;Velayos-Baeza,Toma,da Roza,Paracchini,& Monaco,2007),参与信号传递(Velayos-Baeza,Toma,Paracchini,& Monaco,2008)、神经元移动(Paracchini et al.,2006)、轴突生长(Kaminen-Ahola,2007)等过程。其在神经元移动过程中的作用被认为可能与阅读障碍相关。TTRAP则通过编码肿瘤坏死因子受体相关蛋白作用于核转录因子(NF-κ B),并向下调节长时程增强和突触可塑性,作用于学习和记忆过程(Luciano et al.,2007;Pype et al.,2000)。

多项研究都反复独立证实了KIAA0319/TTRAP与阅读障碍的关联关系。科普等人(Cope et al.,2005)首先确定了基因区段KIAA0319/ TTRAP/THEM2与英语阅读障碍的关联作用,并进一步采用高度密集的SNP(在7个基因中标记137个SNPs),考察这一染色体区域附近575 kb内基因与阅读障碍的连锁不平衡关系,结果发现在与阅读障碍相关的17个SNPs中,有13个都位于基因KIAA0319(0.003