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羊也有"黏多醣症"
Agrkb 發佈於 2007/12/19 (5569 次瀏覽)
羊也有"黏多醣症"

遺傳育種組/林德育

  黏多醣症(Mucopolysaccharidosis),是一種遺傳性代謝異常疾病,病因是體內缺乏可代謝黏多醣的酵素,黏多醣無法經由代謝後排出體外,造成黏多醣堆積在骨骼、肝臟、脾臟和腦部等部位,所引起的病症。人類的黏多醣症可概分為六種類型,嚴重程度各有不同,其發生率在西方國家約為五萬到十萬分之一,台灣地區據醫學專家估計至少應該有一百五十∼二百個人罹患此項遺傳疾病。

  聖菲利柏氏症(Sanfilippo Syndrome)是黏多醣症第三型,為聖菲利柏醫師(Dr. Sanfilippo)與一群美國醫生在1963年首次發表。因此,將黏多醣症第三型以他的名字命名。截至目前為止已發現有四種不同酵素的缺乏會導致聖菲利柏氏症的發生,又將聖菲利柏氏症分成四個亞型(A,B,C,D)。在英國、罹患A型的病童最多,B型和C型的病童也為數不少,但D型則非常罕見,至今全世界僅發現七個病例。聖菲利柏氏症D型是由於乙醯醣胺氨基硫酸(N-acetylglucosamine 6-sulfatase, G6S; 3.1.6.14)缺陷而無法正常分解肝黏醣硫酸鹽(heparan sulphate)的特殊黏多醣,導致黏多醣在骨骼與軟組織中無法被利用,而推積於體內細胞中,造成對細胞的破壞而引發的黏多醣症。病患在學步期生長發育正常,之後開始失去肌肉協調能力,十來歲左右就會死亡。

  山羊也有黏多醣症,山羊黏多醣症第三型,俗稱G6S(相當於人類聖菲利柏氏症D型),是一種遺傳缺陷所導致的代謝性疾病,且為一簡單的隱性基因遺傳。也就是說,如果公羊與母羊皆代有此一隱性不良基因都是攜帶型(Carrier, GC)個體,即皆為雜合型(帶有一個不良基因),那麼他們所生的小羊會有25%為正常型(normal, TG),50%為攜帶型,25%則為有病型(affected, G6S),如果是正常型個體與攜帶型個體所生的後代,將會有50%為正常型,50%都為攜帶型。G6S最早是在1980年代由美國密西根大學的研究人員在努比亞(Nubian)山羊品種中所發現的。他們最初發現一頭小公羊有神經上的問題,其症狀與人類患有黏多醣症的小孩相似。該小羊在四月齡前的生長也是正常的,在外觀上小羊的頭側面平坦,但之後生長停滯。通常有病型的山羊約可活到3∼4歲齡,症狀包括:體型小,失去肌肉協調能力,有免疫系統與心臟的問題,不易受孕,既使受孕也會有流產或死產發生,維持懷孕過程困難等。在生化與組織化學上的分析結果,尿中有肝黏醣硫酸鹽堆積,以及肝臟含有游離的乙醯醣胺氨基硫酸鹽。除藉由外觀特徵的診斷與尿液中黏多醣代謝物等的生化學檢驗外,應用分子生物技術來檢測G6S基因遺傳型的方法已在1995年由美國密西根大學Leipprandt等人研發出來。應用該研究室所建立的山羊乙醯醣胺氨基硫酸cDNA序列設計一組引子進行聚合酶連鎖反應,將增幅出的PCR產物以限制酶Alu I分切後,進行電泳分析。PCR產物為96bp,正常型個體所增幅出的PCR產物無限制酶Alu I的切點所以仍呈現一條96bp的DNA片段,有病型的個體DNA皆有一限制酶Alu I的切點所以96bp DNA片段會被切成兩個DNA片段(66bp與30bp)而呈現二條DNA片段(66bp與30bp),雜合型的羊隻則有三條DNA片段(96bp, 66bp與30bp)。目前已有許多研究團隊以山羊為動物模式來進行黏多醣症第三型治療的研究工作,期盼能應用到人類黏多醣症的治療。

  G6S在努比亞山羊是一種嚴重的遺傳疾病,在美國密西根州附近的羊群中約有1/4被發現為雜合型。目前在台灣山羊產業在養頭數約28萬5千頭,產值約173,897萬元,約佔畜產總產值的2%(90年農業年報)。努比亞山羊為台灣重要的山羊品種之一,為乳肉兼用的品種,台灣主要肉羊品種為努比亞與台灣山羊之雜交改良品種。有鑑於文獻所報導努比亞山羊有高比率(25%)的羊隻帶有山羊黏多醣症第三型的不良基因,畜試所研究人員乃依據Leipprandt等人研發出的檢測方法對南部某一羊場所採集的努比亞山羊種羊20頭(2公18母)進行檢測,初步結果亦高達25%(5/20)頭帶有此不良基因,顯示該不良基因存在於該羊場中。而台灣現有羊群中,此不良基因存在的頻率有多高?則有待進一步擴大樣品檢測來評估,本文目的除介紹山羊應用於人類黏多醣症治療研究的動物模式外,並藉由山羊G6S分生檢測技術的建立,初步探討該不良基因存在羊群的頻率,期能協助本省養羊產業將此不良基因篩除,以減少因此一不良基因所造成的經濟損失。


圖 1. 努比亞山羊


圖 2. 山羊黏多醣症第三型第四亞型遺傳檢測之電泳示意圖。

以G6S檢測引子經PCR增幅後的PCR產物為96 bp,正常型(TG)個體所增幅出的PCR產物無限制SAluI的切點所以經限制SAluI分切後仍呈現一條96bp 的DNA 片段,有病型(G6S)個體的DNA皆有一限制SAluI的切點所以96bpDNA片段會被切成兩個DNA片段(66bp與30bp)而呈現二條DNA 片段(66bp 與30bp),攜帶型(GC)的羊隻則有三條DNA 片段(96bp, 66bp 及30bp)。M為DNA分子大小標誌(Roche, DNA Molecular Weight Marker XIII)。

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