第一部分一个母系遗传性聋家系的致病基因研究目的：研究一个五代母系遗传性聋大家系的遗传学病因及发病机制,阐明该家系成员耳聋的机制,为遗传性聋的防治提供理论依据。方法：经耳聋先证者获悉一遗传性聋大家系,经家系调查采集详细的临床及听力学资料,并在签署知情同意书后采集静脉血。由静脉血提取全基因组DNA,对母系成员的线粒体基因组全序列及常见耳聋基因GJB2经聚合酶链反应扩增和测序进行检测。对检测到的线粒体DNA耳聋相关突变应用焦磷酸测序进行异质性定量,分析突变的异质性比例与耳聋程度的相关性。对突变位点行物种间进化保守性分析。在相同遗传背景的200名正常听力对照和806名散发感音神经性聋患者中进行突变筛查。同时建立耳聋患者和正常听力对照的淋巴细胞系,提取细胞的线粒体总RNA,采用Northern blot检测基因突变后tRNA水平的变化,并进行线粒体基因的蛋白合成和细胞耗氧量测量。结果：该家系符合母系遗传规律,耳聋的发生与使用氨基糖甙类抗生素无关,表现为双侧对称、迟发性、进行性感音神经性聋,以高频听力损失为主,逐渐累积全频,常伴高调耳鸣。患者颞骨高分辨率CT无明显异常,未伴随明显的其他系统疾病,属于非综合征型聋。线粒体基因组全序列分析显示母系成员属于同一线粒体单倍型Z,共存在43种碱基改变,其中T12201C为异质性突变,位于tRNA—His基因二级结构的接受臂,使碱基配对由A-U变为A-C,该位点在多物种间高度保守,突变异质性比例与耳聋发病年龄和严重程度存在相关性。其余碱基改变无特殊病理意义。在200名听力正常对照和806名散发感音神经性聋患者中未筛查到该突变。常见耳聋基因GJB2筛查显示部分家系成员包括患者和听力正常者均携带235delC杂合突变。成功构建患者和正常听力对照的淋巴细胞系,Northern blot分析显示突变后tRNA-His水平较正常对照减少75%。线粒体基因的翻译产物较正常对照减少47%,细胞总耗氧率较正常对照减少36%,差异皆有统计学意义。结论：线粒体基因tRNA His T12201C异质性突变为该家系成员耳聋的主要分子基础,突变异质性比例与耳聋发病年龄和严重程度存在一定相关性。T12201C突变造成tRNA代谢异常,tRNA His的水平明显减少,使线粒体蛋白合成和呼吸功能显著降低,ATP合成减少,活性氧族增加,最终导致耳聋。第二部分一个Waardenburg综合征家系的致病基因研究目的：研究一个中国Waardenburg综合征家系的临床表型特征和遗传学致病基因,及其基因型和表型间的关系。方法：经耳聋先证者获悉一个综合征型聋家系,进行家系调查、听力学检测和全身检查,并在签署知情同意书后采集静脉血5ml,提取全基因组DNA。分析整理临床资料,绘制系谱图,判断遗传方式。聚合酶链反应扩增候选基因MITF全部9个外显子及其侧翼序列,PCR产物纯化测序后与参考序列比对,寻找突变和多态改变。对发现的突变分析氨基酸及编码蛋白质的改变,并进行氨基酸多物种间保守性分析。同时对所有家系成员进行常见耳聋基因GJB2、线粒体DNA 12S rRNA的测序筛查。在100名相同遗传背景的正常听力对照中对发现的突变进行测序筛查。结果：该家系诊断为Waardenburg综合征Ⅱ型,主要临床表现为棕褐色雀斑、早白发、虹膜异色、先天性感音神经性聋。根据系谱图判断为常染色体显性遗传方式,但家系中不同个体的表型存在明显差异。MITF基因外显子全测序在第8外显子发现c.[742-743delAAinsT;746-747delCA]杂合突变,12名家系成员携带该突变,与临床表型共分离。突变导致MITF蛋白第248位氨基酸由赖氨酸转变为终止密码子TAG,正常时419个氨基酸残基的蛋白截短为247个氨基酸,丧失了蛋白重要的功能结构域bHLH,导致单倍剂量不足。该氨基酸位点在多物种间高度保守。同时发现先证者不仅携带MITF基因的杂合突变,而且携带GJB2基因c. [109G>A]+[235delC]复合杂合致病突变。其他家系成员无GJB2基因双致病突变,所有成员线粒体DNA 12S rRNA均未发现致病突变。100名听力正常对照中未发现MITF基因第8外显子任何突变或多态改变,也未发现GJB2基因c.[109G>A]+[235delC]复合杂合致病突变。结论：Waardenburg综合征Ⅱ型临床表型多变,该家系成员的主要遗传学病因为MITF基因c.[742-743delAAinsT; 746-747delCA]杂合突变,这是一个新的WS2复杂突变。先证者同时存在MITF基因突变和GJB2基因双致病突变,两个基因可能在其耳聋的表型中均发挥作用。研究拓展了WS2基因突变谱,其基因型和表型的关系需进一步研究。