先天性巨结肠遗传分子学研究新进展*

张　敏,吴　江

(广东医学院附属医院,广东　湛江　524000)



先天性巨结肠遗传分子学研究新进展*

张敏,吴江

(广东医学院附属医院,广东湛江524000)

关键词：先天性巨结肠;遗传;分子学

先天性巨结肠又称无神经节细胞症，是小儿消化道发育常见的畸形，主要病理学改变是狭窄段的肠管黏膜下及肌层神经丛的神经细胞完全缺乏。其发病机制为胚胎发育时期，受遗传因素及环境因素的共同作用导致的神经嵴向肠管的定向迁移障碍[1]，而遗传因素最为重要。近年来，发现了数种基因与先天性巨结肠的发病关系密切，现综述如下。

1RET原癌基因

RET原癌基因首次发现于上世纪80年代在重组DNA的实验中，1994年以后国外开始认识到RER基因与先天性巨结肠的发病有关,并进行了相关研究。RET基因定位于染色体10q 11.2, 包含21个外显子，编码酪氨酸激酶受体, 传递与细胞生长分化增殖和凋亡有关的信号， 目前认为是主要的 HD致病基因,且也是研究HD最多及较充分的基因之一。通常需要通过2 种配体共同协同作用(GDNF-GFR oL-1-RET )，在肠神经系统和肾脏的发育分化中起主导作用。Schuhard等利用基因敲除技术证实RET基因与先天性巨结肠发生有关[2]。RET基因突变常见于家族性及长段型先天性巨结肠，其突变后会引起信息导通路的障碍，导致胎儿胚胎期神经嵴细胞移行、分化异常而致病[3]。而先天性巨结肠的发生正是神经节细胞在胚胎期移行受阻引起的[3]。而RER基因突变在家族性HD中占50%，在散发病例中占20%左右。有研究显示：RET基因在HD中的表达从扩张段至狭窄段逐渐减少，当表达量减少一半时，神经嵴细胞就不能移行到肠壁内，也可说明先天性巨结肠的发生与RET基因有关[4]。

2SOX10基因

SOX10位于人类染色体22q13，主要特征是含有一个保守的HMG box DNA结合域。其编码的转录因子在胚胎期的神经嵴细胞内有表达。这种现象发生在神经嵴细胞从外胚层分离之前。此后，SOX10在神经嵴细胞迁移过程中被转录。SOX10基因突变可能会引起编码蛋白质DNA结合区域发生改变，以致不能与相应的DNA结合而引起其调控的下游基因不能正常转录，从而导致表达的缺失。SOX10在神经嵴细胞早期发育过程中及胚胎期和成人期的外周和中枢神经系统的神经胶质细胞中的表达呈现选择性[5]，这说明SOX10对非常早期的多能神经嵴源性祖细胞的存活和发育是所必需的。有研究证实，Waardenbur(wS4)患者中存在 SOX10 基因突变，提示该基因对于早期神经嵴细胞系向肠神经节的分化起调控和信号转导作用[6]。李新宁等[7]研究证实SOX10 mRNA在先天性巨结肠患儿的肠痉挛段表达最少，在移行段、扩张段递增，且扩张段和正常(非HD患儿)结肠平滑肌组织中的表达无显著性差异。然而，SOX10 mRNA在末端肠管均有表达，可能存在能被SOX10处理的神经营养因子或乙酰胆碱脂酶受体相互作用，刺激无神经节肠管中类胆碱能和其他兴奋性神经纤维生长。

3GDNF

GDNF基因位于5号染色体上，是神经元和肠道神经节细胞的营养和生长因子。其表达于神经胶质细胞中,是转化生长因子13超家族成员中的一员，是RET的配体。GDNF是一种膜外蛋白，无法单独完成信号传导。当GDNF与受体结合后，与RET共同作用，能参与细胞内外间的信号传导。由于GDNF不仅对中枢神经系统的神经元具有营养和保护作用，而且对胃肠道神经元、周围自主神经及感觉神经元等多种神经元都有营养及保护作用[8]，因此对神经的发育至关重要。候豫等[9]从转录水平证实GDNF mRNA在先天性巨结肠的狭窄段及移行段表达异常，证实了GDNF的减少与肠神经细胞的缺失有关。若GDNF表达缺失或者减少，则会中断信号的传导，导致神经嵴细胞在之后的分化、迁移过程中发生障碍，形成HD。然而GDNF表达量的改变与先天性巨结肠的因果关系还有待进一步研究。

4EDNRB与EDN3

EDNRB基因位于13q 22,约24 kd,含7个外显子和6个内含子，编码含442个氨基酸的功能蛋白质，该蛋白对肠神经的移行、发育非常重要。EDNRB与EDN结合,促进Ca2+内流，参与细胞内信号传导，对肠神经节细胞的正常分化发育形成有重要作用。黄建飞等[10]通过免疫组化技术，发现EDNRB在先天性巨结肠肠肌间神经丛、黏膜下层及黏膜下的血管组织内上，尤其是血管内皮上有表达，且EDNRB 在常见型先天性巨结肠中的表达高于长段、短段型 HD。且还发现长段、短段型HD会出现EDNRB缺失，证实EDNRB与部分HD 的形成有关，且提示了EDNRF的表达程度与先天性巨结肠的类型有关。EDNRB基因突变常见于短段型先天性巨结肠，且发生突变后常伴有其他神经嵴病。

EDN3位于人染色体20q 13.2～13.3，编码238个氨基酸的前体物质，EDN3存在于肠神经细胞和消化道间充质细胞中,能调节神经细胞和消化道间充质细胞间的作用,是正常神经节细胞发育所需的。EDN3在HD的类型中短段型表达较常见型HD肠段表达少。尽管国内外对EDN3基因的突变研究较多,但对其HD患者结肠中表达情况研究较少。马能强[11]通过收集散在HD标本，检测到EDN3在先天性巨结肠的扩张段及痉挛段相对于对照组表达均减少，且在痉挛段表达最少。Sandgren 等[12]应用EDN3基因缺失的HD小鼠模型，移植平滑肌细胞和肠肌层神经节细胞到病变的肠管，取得了良好的治疗效果。

EDN3突变率与EDNRB基因相近，均表达于血管内皮上。EDNRB、EDN3 在不同类型HD中表达程度不同，两者可作为临床病理免疫组化诊断HD的重要指标。

5SIP1

SIP1由位于2q 22区的ZFHXlB基因编码，长约70 kb，含10个外显子和9个内含子，由1 214个氨基酸组成。伍美等[13]应用qRT-PCR、免疫组化和Westen Blot方法，观察到先天性巨结肠狭窄段SIP1蛋白表达显著高于正常段肠管的表达水平。推测SIP1基因与小儿消化道发育有关，且为诊断和了解HD的病理生理改变提供了帮助。高红等[14]发现SIP1基因突变参与先天性巨结肠的发生、发展过程中。近年来，国内关于SIP1在HD中的表达情况及SIP1基因突变情况研究甚少。以致对SIP1基因HD发生中的作用还不明确，还需要进一步研究SIP1与先天性巨结肠的作用机制，为寻找新的治疗靶点提供理论基础和实验支持。

6P2Y1受体基因和Wnt基因

P2Y1是能引起肠功能紊乱的一个重要因子,主要传导抑制性神经和引起肠道血管扩张。陈琦等[15]通过反转录(RT)-PCR检测 P2Y1 受体基因在先天性巨结肠标本中的表达发现该受体基因在先天性巨结肠狭窄段表达减少。当结肠组织中P2Y1受体表达减少时， 其传达的抑制性神经递质会相应减少,这会引起肠道抑制性神经的作用减弱,则兴奋性神经相对增强，致使肠痉挛出现肠狭窄。P2Y1受体还是人类血管内皮的一个主要亚型，能舒张血管。当结肠中表达量减少时，还能影响结肠的血液供应。Wnt基因属于一种类癌基因，其突变会导致发育畸形。目前已发现Wnt基因家族中Wnt1、Wnt2、Wnt5b、Wnt8a、Wnt8b、Wnt9a及Wnt10b与先天性巨结肠的发生均有关系。

7PHOX2B和 NRG1

PHOX2B基因定位与4p12，其编码的同源域蛋白与多种非肾上腺能神经元的发育有关，在肠神经系统的发育过程中起重要作用[16]。有研究表明[17]PHOX2B基因突变与先天性巨结肠的发生,NRG1基因也与肠神经的发育有关。研究证实[18]NRG1基因在先天性巨结肠狭窄段与扩张段表达高于正常组织。NRG1含有21个外显子，其中外显子1区对基因功能产生巨大作用。该基因的表达通过miRNAs来调节。而miRNAs通过转录抑制mRNA来调节基因的表达。因而进一步研究与RNG1相关的miRNAs是有必要的。

虽然先天性巨结肠的病因已研究近百年，但是其发病机制仍不明确。近几年还发现了GSTP1、LRP5%2F6、SFRP1及APC等基因先天性巨结肠的发生有关。目前认为是多基因、多因素引起的。且单一基因不能完全解释其发病机理，其中一些基因的缺失或突变可导致微环境改变，从而引起神经母细胞迁移停顿，形成先天性巨结肠。目前研究已经证实基因突变是先天性巨结肠发病的主要原因。上述的基因也只能解释部分先天性巨结肠的发病机制，还存在其他未知基因，影响肠神经节细胞的发生。然而近年来国内外对HD基因研究仍然不多，因此对基因之间的相互作用还有待于进一步研究。随着基因研究的发展，基因治疗先天性巨结肠将成为最有效且最准确的治疗方案。

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*通讯作者：吴江，男，教授、主任医师，硕士生导师，研究方向：小儿外科基础与临床。E-mail：wujiang2630@163.com

中图分类号：R656.9

文献标志码：A

文章编号：1001-5779(2016)02-0326-03

DOI:10.3969/j.issn.1001-5779.2016.02.055

(收稿日期：2015-02-01)(责任编辑：刘仰斌)