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α- 地中海贫血（α-thalassemia）由成人血红蛋白 α 基因（HBA）突变引发，构建小鼠模型时发现 Hbab2(th)缺失纯合子胚胎致死。研究通过分子分析排除 Egfr、Rhbdf1 等候选基因，鉴定 Snrnp25 为围植入期致死的关键基因，揭示调控机制并为早期发育研究提供新方向。
地中海贫血是全球最常见的单基因遗传病之一，其中 α- 地中海贫血（α-thalassemia）因成人血红蛋白 α 链（α-globin）合成不足或缺失引发，严重影响红细胞功能。在人类中，杂合突变可导致轻度血液异常（α-thalassemia minor），而纯合突变则会引发致死性的胎儿水肿综合征（hydrops fetalis）。然而，关于 α- 地中海贫血相关基因缺失如何影响早期胚胎发育的机制尚不完全明确。此前研究发现，携带 Hbab2(th)缺失的小鼠模型虽能模拟人类轻型 α- 地中海贫血表型，但其纯合子胚胎却在围植入期（约胚胎第 5.5-6.5 天）死亡，这一现象暗示缺失区域可能包含影响早期发育的关键基因。
为探究这一致死表型的分子机制，美国德克萨斯 A&M 大学（Texas A&M University）与北卡罗来纳大学（University of North Carolina）的研究人员展开合作研究。他们通过遗传学、分子生物学及基因组学技术，系统分析了 Hbab2(th)缺失区域的基因组成及功能，最终鉴定出小核核糖核蛋白 25（small nuclear ribonucleoprotein 25，Snrnp25）为导致围植入期致死的关键候选基因。该研究成果发表于《Mammalian Genome》，为深入理解 α- 地中海贫血的遗传机制及哺乳动物早期胚胎发育调控提供了新视角。
研究主要采用了以下关键技术方法：
- PCR 及扩增子测序：利用简单序列长度多态性（SSLP）标记筛选 Hba 缺失区域边界，并通过牛津纳米孔技术对候选基因进行测序，验证基因是否缺失。
- 全基因组测序：对杂交小鼠（B6.SEC-Hbab2(th)×CAST）F1 代进行测序，结合生物信息学工具（如 LUMPY）分析结构变异，精确界定缺失区域物理边界。
- 遗传互补实验：通过杂交 Hbab2(th)/+与 Egfrtm1Mag/+小鼠，验证 Egfr 是否参与致死表型，排除其作为候选基因的可能性。
研究结果
1. Hbab2(th)缺失不包含 Egfr 基因
通过遗传互补实验发现，携带 Hbab2(th)缺失与 Egfrtm1Mag杂合突变的子代小鼠可存活，表明 Egfr 基因未被 Hbab2(th)缺失涵盖，排除其导致围植入期致死的可能。
2. Hb12a 缺失区域的遗传与物理图谱构建
利用 SSLP 标记分析显示，Hbab2(th)缺失跨度小于 1.04 cM，显著小于其他 Hba 缺失突变（如 Hbab3(th)和 Hbath-J）。全基因组测序进一步定位缺失边界在小鼠 11 号染色体 31.7-32.2 Mb 之间，包含 11 个已知蛋白编码基因，其中 Hba-a2 基因编码区未缺失，但上游调控区域可能因缺失受损。
3. Sn345rnp25 作为围植入期致死的关键候选基因
通过分析缺失区域内基因的功能及表达模式，发现 Snrnp25 编码 U11/U12 小核核糖核蛋白复合体核心组分，参与 minor 剪接体（U12-dependent spliceosome）功能。该基因在早期胚胎（如一细胞期）中表达，其功能缺失与斑马鱼胚胎早期死亡相关。结合国际小鼠表型联盟（IMPC）数据，缺失区域内仅 Snrnp25 与围植入期致死表型高度关联。
4. Hb78a-a2 表达缺陷的机制
尽管 Hbab2(th)缺失未去除 Hba-a2 编码区，但其表达缺失可能源于上游调控元件（如启动子、超级增强子）的破坏。缺失区域包含 Nprl3 基因内含子中的超级增强子，该区域对 α- 珠蛋白基因表达至关重要。
结论与讨论 69
本研究首次明确 Snrnp25 为 Hba 缺失导致围植入期胚胎致死的关键基因，揭示了 α- 地中海贫血小鼠模型中致死表型与 minor 剪接体功能异常的关联。研究结果修正了此前关于 Hba-a2 基因完全缺失的假设，提出调控区域破坏是导致 α- 珠蛋白表达缺陷的主要原因，这与人类非缺失型 α- 地中海贫血（如调控区突变）的病理机制更为相似。此外，Snrnp25 作为早期胚胎发育必需基因，其功能异常可能通过影响关键基因的剪接调控导致胚胎死亡，为理解哺乳动物着床前后发育的分子网络提供了新靶点。
该研究不仅深化了对 α- 地中海贫血遗传机制的认识，还为探索早期胚胎致死性疾病的诊断和治疗提供了潜在方向。未来针对 Snrnp25 及其所属剪接体通路的研究，可能为辅助生殖技术中胚胎着床失败等问题提供新的解决方案。
