目的:功能性破坏性稀有变异是指某一基因突变可导致该基因功能发生改变,同时它在个人中的发生频率是非常低的。稀有变异在复杂疾病的研究中扮演着重要的角色。神经管畸形是一种多因素多基因的先天性复杂疾病,表现包括无脑儿、脊柱裂、脑膨出等。Treacle为一种核仁蛋白,参与核糖体DNA的转录、核糖体生物合成。在其编码基因Tcof1基因敲除小鼠模型中发现颅面发育畸形和无脑儿表型。本研究的目的是在人类神经管畸形是否存在功能破坏性TCOF1基因稀有变异。方法:本研究针对来自中国北方人群NTD样本及对照样本胚胎组织提取DNA进行TCOF1的靶向基因组测序。将测序所得的稀有变异与Genome1000、db SNP、NHLBI Exome Sequencing Project(ESP)进行比对,稀有变异进行生物信息学分析,和通过比对稀有变异对氨基酸的影响和稀有变异位点保守性分型进行生化进化特征分析,筛选TCOF1基因突变位点。Origene公司订购TCOF1基因野生型和突变型质粒。通过质粒转染构建细胞模型,观察野生型和突变型TCOF1质粒转染效率,检测野生型和突变型的m RNA水平及Treacle蛋白表达。利用免疫荧光检测野生型和突变型质粒对核仁分裂的影响是否存在差异。利用real-time PCR方法比较野生型和突变型RNA45S5表达变化,用统计软件SPSS16.0分析结果。利用ALLPrep DNA/RNA/Protein Mini试剂盒和考马斯亮蓝方法检测在以DNA为参照下野生型和突变型总蛋白的变化。结果:(1)21.2%人类NTD患者携带TCOF1基因新发稀有变异,2.5%携带错义突变;(2)用统计软件SPSS16.0分析结果TCOF1基因稀有变异富集在NTDs的无脑儿表型;(3)TCOF1基因A491G变异影响其蛋白和m RNA的表达,进而导致核仁分裂现象存在差异;(4)TCOF1 A491G变异影响RNA45S5的合成,从而影响总蛋白的合成。结论:人类NTD患者富集TCOF1基因稀有变异。TCOF1基因稀有变异富集在无脑儿表型。TCOF1 A491G可能是导致NTD合并颅面部畸形的致病突变。