随着人类基因组计划的完成和分子生物学技术的发展,人们认识到许多疾病的发生均有其遗传学基础,细胞与分子遗传学研究在疾病的诊断、治疗和预防中正发挥着重要作用。　　 本研究主要探讨人类生殖与遗传异常的细胞与分子遗传学机制,论文分为两部分,第一部分为男性不育的细胞与分子遗传学研究,第二部分为遗传性骨病的基因诊断、产前诊断及分子机制。　　 目前许多非梗阻性无精子症和严重少精子症患者的病因尚不清楚。据估计,其中约有30％的患者是由于染色体畸变或基因突变等遗传学因素引起的。男性不育的遗传学病因有染色体畸变、Y染色体微缺失和基因突变等。本研究的一部分对424例非梗阻性无精子症和严重少精子症患者进行染色体核型分析、Y染色体微缺失和荧光原位杂交(FISH)等检测,发现男性不育最常见的遗传学病因为Klinefelter综合征和Y染色体AZFc缺失。性染色体畸变导致精子发生障碍的比例及严重程度均显著高于常染色体畸变。Y染色体微缺失检测对Y染色体长臂异染色质区缺失是否为多态性具有明确诊断的作用。部分AZF缺失患者精液或睾丸中有精子,但其生精功能呈进行性下降的特点。　　 3年来我们还研究了一些罕见的男性不育病例。我们发现的45,XO男性患者的核型证实为45,X,der(Y)t(Y;13)(q11.1;q12),-13.ish der(Y)(SRY+,DYZ3+,wcp13+),该核型为国际首次报告,并进行了详细的临床、病理及遗传学研究。患者的易位发生在父亲的减数分裂过程中,Y染色体与13号染色体异位导致的AZFa,AZFb和AZFc缺失是其无精了症、双侧乳房轻微发育的遗传学基础。患者的血管脂肪瘤的分子机制还不清楚。　　 SRY阳性的46,XX男性综合征患者常为男性表型,但睾丸发育不良,多伴有身材矮小和不育。患者的男性表型是由于基因组中存在SRY基因(易位到X染色体)。无精子表型是由于缺失AZF。Y染色体长臂上可能存在与身高相关的基因。　　 在国际上首次报告了1例由于Y染色体缺失合并本身的不分离导致唯支持细胞综合征的临床病例。导致缺失的Y染色体不分离,可能是位于AZFb和AZFc区域上的基因不仅与精子发生相关还与Y染色体的稳定性相关。Y染色体AZF的缺失和本身的不分离可进一步加剧精子发生衰竭。　　 对1个父子问Y染色体微缺失自然垂直遗传家系的研究,加深了我们对相同缺失类型导致不同临床表型的认识。该家系相同缺失类型导致不同临床表型与DAZL基因多态性无关,可能与其他基因或环境因素有关。另1例AZFb部分缺失患者较为罕见,患者在AZFb区的Sy124和Sy127有缺失,且Sy105,Sy117,Sy123位点均缺失,缺失片段大小约为384kb,导致严重少精子症表型,对该片段的深入研究有助于认识其在精子发生中的作用。　　 在本研究的第二部分,我们报告了1个具有4代9例患者、呈常染色体显性遗传的先天性脊柱骨骺发育不良(SEDC)家系,患者均身材矮小,短颈,跛行,X光片示中等程度的扁平椎体,中等—严重的脊柱侧弯,股骨头骨化缺如,股骨颈严重发育不良,不累及其他管状骨。将该家系的疾病候选基因定位在12q13区域、跨越6.8Mb的D12S1663→D12S1635位点之间。对COL2A1基因的启动子和54个外显子测序表明,所有患者第23外显子的1510 G→A,使第504个氨基酸由甘氨酸→丝氨酸(G504S),而家系中健康者和无血缘关系的50名健康对照者均无此改变,该突变与SEDC表型共分离。因此COL2A1基因的1510G→A的突变是引起这—SEDC家系病人患病的致病原因。在国际上首次报告了由COL2A1,基因G504S突变引起的SEDC家系,增加了对COL2A1基因不同位置突变导致不同临床表型的认识。　　 超声诊断显示SEDC胎儿股骨生长迟缓在孕23周前不显著,在23周以后才逐步明朗。本研究首先应用DNA测序和变性高效液相色谱(DHPLC)的方法成功进行了产前基因诊断,并与超声诊断结果对比,发现产前基因诊断具有早期、精确的优点。同时,尝试建立了PCR-SSP的快速产前诊断方法,亦成功应用于SEDC的产前诊断。　　 对COL2A1基因突变致软骨组织发育不良的机制进行初步研究,在光镜水平上未观察到明显变化,而在透射电镜下观察到异常膨大的粗面内质网形成的包含体结构,细胞外基质胶原纤维数量减少,扫描电镜发现软骨胶原纤维为不规则“草莓样”结构。COL2A1基因G504S突变导致上述胶原纤维结构的变化可能是本病的分子基础。　　 在一成骨不全(OI)中国家系发现Ⅰ型胶原α1链(COL1A1)基因新的RNA剪接位点突变(c.1875+Lg＞A),位于内含子27的5’端,详细的分子及临床特征对认识OI患者遗传和表型异质性、进一步研究OI基因型一表型关系有作用。