家族性垂体瘤遗传致病基因图谱构建及初步验证的研究

Pituitary adenoma (PA) occurs deeply in the brain and is one of the most common neuro-endocrine tumors. As one kind of PA, familial pituitary adenoma (FPA) is an inherited disease characterized by “early onset, severe symptoms, hard management and poor prognosis”. However, the mechanism of this inherited tumor remains unclear. We previously found that: ①CDH23 is a novel causative gene of FPA, with the frequency of 25%; ② the mechanism of almost 60% of FPA were still unclear; ③ we discover other candidate genes by using the exome sequencing, such as OBSL1. Based on the results mentioned above, we suspect there are more causative genes of FPA could be found by exome sequencing. Thus, in this study, we will focus on the: ① the novel causative genes of 60% FPA with unknown mechanism; ② construct and valid the germline mutational landscape of FPA in large samples. We aim to reveal the mechanism of most FPA and provide the new sight into the development of early screen and precise medicine of FPA.

垂体瘤发生于大脑深部，为最常见的神经内分泌肿瘤之一。其中，家族性垂体瘤是一类以“发病早，症状重，诊治难，预后差”为特点的遗传性疾病。然而目前对于其发病机制仍不明确。我们前期研究发现：①CDH23是家族性垂体瘤的一个新的致病基因，频率高达25%；②仍有近60%的家族性垂体瘤其致病基因仍不明确；③进一步预实验测序发现仍有其他候选基因如OBSL1与家族性垂体瘤密切相关。由此，我们推测仍有其他遗传家族性致病基因有待发现。为此，本课题将重点研究：①目前遗传机制不明确的60%家族性垂体瘤其遗传致病突变基因；②扩大样本验证，构建家族性垂体瘤遗传致病基因图谱。本研究将揭示大部分家族性垂体瘤的遗传致病机制，为后续开发早期筛查基因芯片，临床靶向治疗提供理论依据。

本项目针对家族性垂体瘤，开展全外显子测序，构建家族性垂体瘤突变图谱，为后续家族性垂体瘤的早期筛查和靶向治疗提供理论依据。.研究前期，本人运用全外显子测序技术，首次发现在12例家系中有4例家族性垂体瘤患者携带CDH23（钙黏连相关蛋白23）基因突变，突变频率高达25%。该项研究不仅发现了家族性垂体瘤的一个新的致病基因，同时提示家族性垂体瘤的发病机制仍有很大的探索空间。相关论文发表于American Journal of Human Genetics（Q Zhang，2017年，影响因子= 9.025，本人系第一作者）。.本项目中，我们进一步加大家系样本收集和随访工作，在3年来共对来自52个家庭的共127例患者进行外周血基因组全外显子测序。根据测序结果，整合分析，结合已有的数据（EXAC，1000 genomic等数据库），滤除人群的常见突变。后对比同一家系中共有的突变，最后获得了46个可能的致病基因。根据这些突变，我们进一步完成了对于家族性垂体瘤突变图谱的构建。.此外，我们注意到ASCL1突变在ACTH瘤中有富集，而其他突变则是散在部分于各个亚型的垂体瘤中。于是我们进一步开展基础实验，探索ASCL1对于ACTH型垂体瘤是否具有治疗价值。我们使用IHC法进一步验证组织样本中ASCL1的蛋白表达水平。如下图所示，ASCL1的表达定位于细胞核，且在肿瘤组织中的染色强度明显高于正常垂体组织。此外，在ACTH型垂体瘤的细胞系AtT20中，敲减ASCL1能够显著降低肿瘤的增殖速度以及激素分泌。.综上，我们利用52例家族性垂体瘤家系，进行外显子测序，完成了家族性垂体瘤突变图谱的构建。并针对其中的ASCL1基因，进行了体外验证工作。证实了该突变图谱具有早期筛查和药物靶点筛选的两大作用。