TECTA 基因突變與常染色體顯性遺傳非綜合征型DFNA8／12型聾的研究進展＊

郭億蓮 何琦 綜述 袁慧軍 審校

耳聾病因復雜，由多種因素共同引起，其中約60%屬于遺傳性聾，遺傳性聾分為綜合征型和非綜合征型聾，常染色體顯性遺傳性聾約占15%～20%。分子遺傳學技術的飛速發展使常染色體顯性非綜合征型聾的基因定位和克隆工作取得了令人矚目的進展。1995年第一個非綜合征型聾基因被克隆，目前已成功定位的非綜合征型耳聾基因位點共116個，其中常染色體顯性遺傳性聾基因位點（DFNA）64個，成功克隆的DFNA 耳聾基因僅25個，α－蓋膜蛋白（TECTA）基因是其中之一。TECTA基因突變引起的非綜合征型聾已經在澳洲、比利時、瑞典、日本、法國、黎巴嫩有報道，本文就TECTA 基因與常染色體顯性遺傳非綜合征型遺傳性聾的遺傳學研究進展作一綜述。

1 TECTA 基因的功能研究

蓋膜是內耳的一種細胞外基質，與毛細胞頂部的靜纖毛相接觸，當振動進入耳蝸時，蓋膜與毛細胞向不同的指點方向運動，產生一個使靜纖毛彎曲的剪切力，打開了傳導通道，導致毛細胞去極化和突觸激活，使聲波轉變為神經沖動，引起聽覺。α－蓋膜蛋白是蓋膜的主要非膠原纖維成分，Hughes等［1］將小鼠α－蓋膜蛋白基因定位在9號染色體，而該區域與人的11號染色體長臂在進化上是保守的；他同時將α－蓋膜蛋白定位在11號染色體，在人的這個區域定位了兩個常染色體顯性遺傳非綜合征型位點DFNA8和DFNA12；DFNA8是一個澳大利亞的非綜合征型感音神經性聾家系，DFNA12是一個比利時的常染色體顯性遺傳性中頻聽力下降語前聾家系。近年來各種證據顯示DFNA8 和DFNA12 是由于人類α－蓋膜蛋白基因突變引起這兩個耳聾家系的兩種表型［2］。

Verhoeven等［3］研究發現α－蓋膜蛋白基因的突變可引起常染色體隱性遺傳性聾21 型（DFNB21）和常染色體顯性遺傳性聾8 型和12 型（DFNA8／12），并確認人a－蓋膜蛋白基因全長6465bp，含有23個外顯子；編碼的α－蓋膜蛋白是一種含2155個氨基酸的膜蛋白，由三個不同的功能域組成：氨基末端區、中心區和羧基末端區，氨基末端區與一種基底膜蛋白entactin的球形區（gldomain）同源，中心區包括三個完整的和兩個局部的D 重復功能域，簡稱ZA 區，羧基端為透明帶（zona pellucida，簡稱ZP區），該透明帶在β－蓋膜蛋白也存在；這三個功能域通過二硫鍵結合并且與B－蓋膜蛋白相互作用構成蓋膜的非膠原基質成份。聽力損失的頻率范圍與突變的區域有關：ZA 區的突變常導致高頻區為主的進行性語后聾，ZP區突變導致的聽力損失一般為以中頻為主的語前聾。胡鵬等［4］在我國非綜合征型語前聾人群的基因突變檢測中發現了α－蓋膜蛋白基因的3個多態改變。TECTA 編碼的α－蓋膜蛋白是最重要的非膠原耳蝸蓋膜及前庭系統耳石膜的組成部分，蓋膜蛋白是組成蓋膜的重要的非膠原成份之一，在聲刺激時蓋膜與基底膜的相對運動導致靜纖毛的機械運動，毛細胞去極化產生聽覺；每個毛細胞伸出約100根靜纖毛，其中最高的纖毛與蓋膜相觸，聲音刺激時，蓋膜與毛細胞間的剪切力引起靜纖毛彎曲，繼而牽拉臨近靜纖毛精細的頂端連系，進而直接打開于頂端連接處的轉導通道，引發反應，正常的聽覺要求這種活動得到精確的維護。人類的α－蓋膜蛋白基因僅在蓋膜和前庭感覺上皮表達，其突變可通過影響蓋膜的運動導致聽力下降。

2 TECTA 基因與常染色體顯性遺傳非綜合征型DFNA8／12型聾相關性研究

Kirshhofer等［2］研究澳大利亞的一個DFNA8家系，該家系是一個生長在澳洲農村地區的家庭，家族四代均出現中度到重度、語前性、非進展性聽力損失者，并伴隨常染色體顯性遺傳。Verhoeven等［3］研究了比利時的一個DFNA12家系。這兩個研究發現了TECTA 基因的六種錯義突變，患者均為語前發病，表現為中度至重度的聽力損失，病情相對穩定或呈非進展性，在家系中不論年齡性別，聽力損失程度相似。

1998 年Verhoeven 等［3］在一個DFNA8 家族中發現Y1870C（5610A→G）突變，在一個DFNA12家族中發現 Leu1820Phe （5459C →T）和Gly1824Asp（5472G→A）突變，這三個突變都引起非進行性聽力損失。

韓國學者Sagong等［5］報道在一個家系中發生在TECTA 等位基因上的一個錯義突變（p.C1691F）和剪接突變（c.61623insT）的復合雜合突變可以導致聽力障礙；這是第一次報道的發生在TECTA 基因的復合雜合突變導致的非綜合征型感音性聾。

以色列科學家Gueta等［6］研究發現TECTA 基因上的C1509G 突變可導致蓋膜與外毛細胞連接的缺乏，聲音傳導出現障礙，聽力受損。Verhoeven等［2］研究發現α－蓋膜蛋白基因的突變可引起常染色體隱性遺傳性聾21 型（DFNB21）和常染色體顯性遺傳性聾8 型和12 型（DFNA8／12）。Collin等［7］在對荷蘭的一個有常染色體顯性遺傳性中頻聽力損失的家庭成員進行了精細定位結合微衛星標記技術的全基因組單核苷酸多態性分析，繪制了DFNA8／12缺陷位點，所有外顯子和內含子－外顯子邊界的突變引起DFNA8／12 的TECTA 基因均被定序，首次研究發現外顯子16區域（c.5331G＞A；p.L1777L）的同義TECTA 突變導致聽力損失，這個改變揭示了外顯子拼接增強子的缺失；使用外顯子側翼作為引物的RT－PCR 結果顯示，除了預料中來自野生等位基因PCR 產物以外，還有一個僅存在于受影響個體更小的碎片，該碎片代表了部分異常的TECTA 轉錄缺少了外顯子16區域，異常的剪接導致了TECTA 中37個氨基酸的缺失。值得指出的是TECTA 基因雜合突變在一個家系也可表現為語后發病，病情呈非進展性［8］。另外有研究報道一個家系有2 種形式的耳聾：常染色體顯性遺傳DFNA12和常染色體隱性遺傳DFNB1，其原因是TECTA 和GJB2基因突變在一個家系中的不同個體中發生；DFNA12 定位于11q23—q24，由TECTA 基因突變引起，DFNA12也和常染色體隱性遺傳DFNB1 有關［9］。目前在澳大利亞、瑞典、比利時、法國和西班牙的DFNA8／DFNAl2家系中共發現了TECTA 基因的六種錯義突變，透明帶和粘附帶是tectorin蛋白與其他蛋白相互作用構成蓋膜的兩個重要區域，上述突變正是位于這兩個區域內，因而導致蓋膜結構的破壞，使敏感型毛細胞靜纖毛束的聲音傳遞效率降低。兩個不同區域內的基因突變可以引起不同的DFNA8／DFNAl2表型，包括語前或語后聾、進行性或穩定性聾、中頻或高頻聾。Plantinga等［10］研究發現發生在透明帶和粘附帶的TECTA 突變分別與中頻和高頻聾相關。1999 年Balciuniene在一個DFNA12家族中發現引起重度耳聾的Cys1057Ser突變［11］。

表1 已知TECTA 基因突變類型［13］

近年來由美國科學家發起了在多個國家對多個常染色體顯性遺傳非綜合征型聽力損失家系針對TECTA 基因的突變篩查，共篩查鑒定出23 個TECTA 基因突變位點，其中20個是新發現的，使已知TECTA 基因突變位點從13個增加到33個；突變區域發生在α－蓋膜蛋白的所有區域，包括新發現的entactin區、vWFD1、vWFD2、vWFD3 以及D1－D2 和TIL2 鏈接區域［12］。表1 為已知的TECTA 基因突變類型。

由于非綜合征型聾表現為高度的遺傳異質性，即同一種耳聾表型可以由不同的基因位點上的基因突變引起，而同一個致聾基因不同位置突變又可引起不同的耳聾表型，使得耳聾家系的表型特征尋找相關致聾基因的對應關系復雜化，每一個耳聾家系的表型都可能具有唯一性和獨特性［14］。

3 結論

引起耳聾的原因非常復雜，深刻認識各類型聾的發病機制是治療耳聾的基礎。隨著非綜合征型聾基因的定位與克隆、突變位點的研究，對非綜合征型耳聾基因發病機制的認識不斷深入。蓋膜組織結構的完整性對聽力的形成是很重要的，因此蓋膜的任何組成成分的變異都可能引起聽力下降。TECTA基因的研究為常染色體顯性非綜合征型聾的臨床早期診斷、采取針對性的干預和治療提供了依據。對這些引起聽力損失基因的識別能更好的理解聽覺的分子機制，對蓋膜蛋白的進一步研究和尋找蓋膜中新的組成成分將為聽覺形成的分子機制提供依據。基因組學的發展使對引起聽力損失基因的識別有了快速的進步，使對聽力系統的細胞功能研究及發展有了快速的提高。

1 Hughes DC，Legan PK，Steel KP，et al.Mapping of theα－Tectorin Gene（TECTA）to mouse chromosome 9and human chromosome 11：a candiodate for human autosomal dominant nonsyndromic deafness［J］.Genomics，1998，48：46.

2 Kirschhofer K，Kenyon J B，Hoover D M，et al.Autosomaldominant，prelingual，nonprogressive sensorineural hearing loss：localization of the gene（DFNA8）to chromosome 11q by linkage in an Austrian family［J］.Cytogenet Cell Genet，1998，82：126.

3 Verhoeven K，Vanlaer L，Kirschhofer K，et al.Mutations in the human alpha－tectorin gene cause autosomal dominant non－syndromic hearing impairment［J］.Nature Genet，1998，19：60.

4 胡鵬，謝鼎華，肖自安，等.非綜合征型語前聾人群中a－蓋膜蛋白基因突變檢測［J］.聽力學及言語疾病雜志，2004，12：145.

5 Sagong B，Park HJ，Lee KY，et al.Identification and functional characterization of novel compound heterozygotic mutations in the TECTA gene［J］.Gene，2011.［Epub ahead of print］.

6 Gueta R，Levitt J，Xia A，et al.Structural and mechanical analysis of tectorial membrane Tecta mutants［J］.Biophys J，2011，100：2 530.

7 Collin RW，De Heer AM，Oostrik J，et al.Mid－frequency DFNA8／12hearing loss caused by a synonymous TECTA mutation that affects an exonic splice enhancer［J］.Eur J Hum Genet，2008，16：1 430.

8 Moreno－pelayo MA，Del Castillo I，Villamar M，et al.A cysteine substitution in the zona pellucida domain of alphatectorin results in autosomal dominant，postlingual，progressive，mid frequency hearing loss in a Spanish family［J］.J Med Genet，2001，38：E13.

9 Meyer NC，Nishimura CJ，Mcmordie S，et al.Audioprofiling identifies TECTA and GJB2－related deafness segregating in a single extended pedigree［J］.Clin Genet，2007，72：130.

10 Plantinga RF，De Brouwer AP，Huygen PL，et al.A novel TECTA mutation in a Dutch DFNA8／12family confirms genotype－phenotype correlation［J］.J Assoc Res Otolaryngol，2006，7：173.

11 Balciuniene J，Dahl N，Jalonen P，et al.Alpha－tectorin involvement in hearing disabilities：one gene－two phenotypes［J］.Hum Genet，1999，105：211.

12 Hildebrand MS，Morin M，Meyer NC，et al.DFNA8／12caused by TECTA mutations is the most identified subtype of nonsyndromic autosomal dominant hearing loss［J］.Hum Mutat，2011，32：825.

13 Fatemeh A，Mohammad HS，Amir HB，et al.A novel TECTA mutation confirms the recognizable phenotype among autosomal recessive hearing impairment families［J］.International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology，2008，72：249.

14 王秋菊，楊偉炎，方耀云，等.常染色體顯性遺傳性耳聾家系的遺傳學特征分析［J］.中國聽力語言康復科學雜志，2005（1）：18.