目的:Wolfram综合征以尿崩症、糖尿病、视神经萎缩和神经性耳聋为主要临床表现,是一种特殊类型糖尿病,编码wolframin蛋白的WFS1基因突变是其发病的主要原因。本研究对临床发现的一例Wolfram综合征患者WFS1基因进行突变筛查,并对该突变以及本课题组以往在Wolfram综合征家系中发现的WFS1基因突变(F417de1、Y534D)进行体外克隆及相关功能验证。为了对WFS1基因的功能有进一步的了解,我们对Wfs1基因敲除小鼠的肝脏组织RNA全基因表达谱芯片数据进行DEG分析。方法:提取先证者及其父母外周血基因组DNA进行测序分析,找到WFS1基因突变位点;在体外应用诱导定点突变的方法进行WFS1基因突变的体外克隆,构建携带突变WFS1基因的表达质粒;将质粒瞬时转染细胞系,应用蛋白免疫印迹及实时荧光定量PCR的方法检测突变WFS1基因表达产物的水平;利用蛋白酶体抑制剂以及溶酶体抑制剂分析突变WFS1基因蛋白产物表达量的改变是否与降解有关;通过细胞免疫荧光技术在瞬时转染突变WFS1基因的COS7细胞系中观察突变wolframin蛋白的亚细胞定位;通过双荧光素酶报告基因实验检测瞬时转染突变WFS1基因是否会导致内质网应激;此外,从GEO数据库中下载野生型和Wfs1基因敲除小鼠的肝脏组织RNA全基因表达谱数据,进行DEG分析,并对DEG进行GO富集分析、KEGG通路富集分析以及蛋白质相互作用分析。结果:Wolfram综合征患者WFSl基因存在G526D/W648X复合杂合突变;WFS1基因突变(F417del、Y534D、G526D、W648X、G526D-W648X)导致 wolframin蛋白表达水平降低,蛋白酶体抑制剂可以增加蛋白的表达水平;野生型与突变型wolframin蛋白均定位于内质网,分布无显著差异;WFS1基因突变(F417de1、Y534D、G526D、W648X以及G526D-W648X)均能导致含GRP78启动子的报告基因荧光素酶活性上升。在Wfs1基因敲除小鼠的肝脏组织芯片数据中筛选出198个DEG,GO富集分析发现不依赖钠的有机阴离子跨膜转运体活性以及芳香化酶活性等方面相关的DEG有显著变化,KEGG通路富集分析发现脂肪酸生物合成以及初级胆汁酸生物合成等通路有显著改变,蛋白质相互作用网络分析筛选出26个核心基因。结论:本研究中的Wolfram综合征患者存在WFS1基因G526D/W648X复合杂合突变,其中G526D是一个未报道的新突变;F417del、Y534D、G526D、W648X突变很可能通过引起蛋白酶体途径降解增加从而导致wolframin蛋白表达水平降低,内质网应激水平的升高很可能是造成这些突变携带者Wolfram综合征患病的主要原因。敲除小鼠Wfs1基因可能对肝脏胆汁酸合成以及糖脂代谢产生影响。