存在于細胞膜中的運輸、通道和泵是保持離子在細胞中平衡的關鍵，是為從神經(jīng)到組織傳播信號所不可缺少的。
通道和運輸中造成缺陷的結果是各不相同的,取決於通道和運輸?shù)奈恢迷谀睦锛拜斔褪裁�。在心臟，缺乏鉀離子通道就不能傳導電子脈沖，導致在長QT綜合癥中看到心律不齊。在肺中，如不能在上皮細胞中輸送鈉和氯離子，就會導致囊細胞釬維化充血，這是最常見的一種遺傳缺陷。彭德萊綜合癥看上去與硫酸鹽輸送缺陷有關。
第一節(jié) 囊扦維化
囊纖維化(CF)在今天的美國，是一種最常見的致命遺傳性疾病，它使患者產(chǎn)生一種阻塞肺的厚而粘的肌肉，容易引起感染并出現(xiàn)終止在小腸起消化作用的胰腺酶阻滯。
CF是由缺陷基因引起的，它編碼于鈉和氯(鹽)輸送者，該輸送者是在肺和其它器官界線的上皮細胞中發(fā)現(xiàn)的。在這種基因中找到幾百個突變，所有這些突變通過上皮細胞產(chǎn)生鈉、氯運輸缺陷。CF臨床表現(xiàn)的嚴重性直接與患者遺傳特殊突變的特點有關。
由于在1989年發(fā)現(xiàn)CFTR，所以CF研究明顯加快，1990年，科學家成功地克隆了正常的基因并在實驗室把它加入到CF細胞中，校正鈉、氯運輸缺陷機制。這種基因治療的技術在有限的患者中作了試驗。然而，這種治療并沒有象原先期望的那么有效，在采用基因治療之前，還需作進一步研究。同時，其它的實治療也應證明有用于與CF的斗爭。
第二節(jié)
聽覺損失是相當普遍并可出現(xiàn)在從嬰兒到老年的任何年令段。大約1%的嬰兒患有重度聽力障礙，其中一半是先天遺傳，存在許多耳聾基因。而且在美國和歐洲人口中，引起聽力障礙的最普遍原因是連結蛋白26(Cx26)基因的突變。與囊纖維化一樣，Cx26有3%攜帶率，它引起大約20%的兒童耳聾。
Cx26突變引起先天性綜合癥，非綜合癥的耳聾不會伴有如視覺缺損這類的癥狀。Cx26被定位于染色體13q11-12并編碼稱為連結蛋白26的間隙結合蛋白，間隙結合蛋白是原生質(zhì)膜通道，它讓小分子和離子在毗鄰細胞之間運動。內(nèi)耳的間隙結合蛋`白可能起保持鉀離子體內(nèi)平衡的作用，它對內(nèi)耳的功能和聽力是重要的。已認識到Cx26的突變可能破壞鉀離子循環(huán)，因而出現(xiàn)耳聾。
發(fā)現(xiàn)Cx26突變是引起先天性聽力損失，能幫助早期診斷聽力損傷。耳聾早期診斷和治療對語言和社會交際的開發(fā)是重要的。
第三節(jié) 畸形發(fā)育
畸形發(fā)育異常(DTD)是一種罕見的生長障礙，患有該種障礙的病人通常有短而畸形足、變形手關節(jié)。該疾病雖然在所有人口都能發(fā)現(xiàn)，但在Finland中尤為普遍。
發(fā)生在DTD中的基因突變定位于染色體5并編碼一種新奇的硫酸鹽運輸者。它與DTD患者在不同組織中觀察到的不尋常硫酸鹽濃度相匹配。因為作為關節(jié)減震器的軟骨，在它制造過程中需要硫酸鹽，所以硫酸鹽對骨關節(jié)是重要的。在軟骨中添加負電荷有助于減震作用。
在充分認識醫(yī)療條件和開發(fā)有效的醫(yī)療方法前，必須進一步做大量的研究。
第四節(jié) 血友病A
血友病A是一種遺傳性血液疾病，主要影響男性，血友病是以缺乏凝血蛋白因子VIII，使患者產(chǎn)生不正常滲血。Babylonian Jewe 在1700年前首先敘述了血友病，當王后Victoria把該病介紹給歐洲幾個皇室家庭后才引起公眾廣泛注意。在X染色體上HEMA基因的突變引起血友病A。正常情況下，女性有兩個X染色體，而男性有一個X染色體一個Y染色體，因為男性僅在X染色體有任何基因的一個拷貝，他們不能象女性那樣增加一個基因拷貝而消除危險。
因此，象血友病A這類與X-染色體有關的疾病在男性中更為普遍，凝血因子VIII的HEMA編碼基因主要在肝臟中合成，它是與血凝結相關的許多因素之一，即便其它凝結因子仍然存在，只要凝血因子VIII單獨缺損就足以引起血友病。
第五節(jié) LONG-QT綜合癥
LONG-QT綜合癥(LQTS)起因于心臟鉀離子通道的不正常結構，使受到影響的人感染加速心率失常。這就會導致突然喪失意識和引起突然的心臟病患者死亡�；加行呐K病的青少年當他面對從鍛煉至大聲喧嚷的壓力都會出現(xiàn)心臟瘁死的危險。
LQTS通常是一種常規(guī)染色體顯性遺傳疾病，定位于染色體11上的LQT1發(fā)生突變，導致自己心臟鉀離子通道發(fā)生嚴重缺陷，不能把電子傳導脈沖至整個心臟。還可能存在其它基因，不確定地定位于染色體3、6和11，它的突變產(chǎn)物可能導致或引發(fā)LQT綜合癥。
Beta封閉劑常用于治療疾病綜合癥，并對某些綜合癥病人產(chǎn)生效果。然而，普遍有效的治療方法，比如避免激烈的體育鍛煉和其它壓力仍是有效的。有關上述討論基因如何相互作用的研究應為LONG-QT治療加速新的開發(fā)。
第六節(jié) 門克氏綜合癥
門克氏綜合癥是一種標志細胞吸收銅能力減弱的先天性代謝缺陷，特點為大腦嚴重變性及動脈病變，導致在嬰兒期死亡。頭發(fā)稀疏發(fā)脆并在顯微鏡下呈卷縮狀。
門克氏疾病是患者不能輸送銅的X連鎖隱性性狀遺傳疾病，輸送銅需要與制造骨胳、神經(jīng)和其它結構相關的酶來執(zhí)行。包括I型埃勒斯-當洛斯綜合癥在內(nèi)的許多其它疾病，可能是等位基因突變的結果(例如，在同一基因上發(fā)生突變，但稍有不同的臨床癥狀)，有望對這些疾病的深入研究可有效用于對門克氏疾病的斗爭。
如果在剛出生的頭幾個月里就加強治療，銅組氨酸鹽對某些患者呈現(xiàn)出增加生命的有效預期性。然而，這種治療增加生命只能預期從三歲到十三歲，所以只能認為是一種緩沖作用。在鼠模型中存在相同的門克氏病的條件，對這類鼠模型的研究將能幫助闡明人類銅輸送的機制，為門克氏患者開發(fā)有效的治療方法。
第七節(jié) 彭德萊綜合癥
彭德萊綜和癥是造成10%遺傳性耳聾的一種遺傳性疾病，表現(xiàn)為先天性雙側神經(jīng)性聾，伴甲狀腺腫形成，而無甲狀腺功能減退。最近發(fā)現(xiàn)的彭德萊綜合癥遺傳病因為科學家一百多年的困惑作出了解釋。
1997年十二月，在NIN’s國家人類基因組研究機構，使用物理圖譜來幫助缺認可能引起彭德萊綜合癥的異�；�。
正常基因標識一種Pendrin蛋白質(zhì)，它只有在甲狀腺有效水平中找到，且與大量硫酸鹽輸送密切相關。但這種蛋白質(zhì)的基因發(fā)生突變時攜帶這種突變基因的患者將在臨床上顯示出彭德萊綜合癥。
因為甲狀腺腫不總是只在患彭德萊綜合癥的病人身上找到，缺陷的Pendrin基因弄清楚原來與某些耳聾有關，而在次以前沒有認識到這點。Pendrin的發(fā)現(xiàn)還激發(fā)起把新的研究手段用于甲狀腺研究，并改變硫酸鹽輸送在人類疾病中的作用。
第八節(jié) 成人多囊腎臟病
成人多囊腎臟疾病(APKD)是以在一個或兩個腎臟中出現(xiàn)大囊、導致慢性腎衰竭為特怔的疾病。腎臟在人體中作用是，過濾血液中以尿和細胞外流動的濃縮氫、鈉、鉀、磷及其它離子形式出現(xiàn)的代謝最終產(chǎn)物。
1994年歐洲多囊腎臟病協(xié)會從染色體16中分離出一種基因，染色體16在具有APCD的家屬中遭到破壞。被PKD1基因編碼的蛋白質(zhì)是一種包含細胞-細胞間反應、細胞-基質(zhì)間反應的整體薄膜蛋白。PKD1在正常細胞中的作用可能與中間微管功能有關，如在薄中放置Na(+),K(+)—ATPase
離子泵。程序性的細胞死亡或細胞凋亡可能也包含在APKD中，進一步搞清楚疾病的發(fā)病機制期待做進一步研究。
所以，稱為“CPK”鼠是人類疾病眾所周知的模型。期待對病鼠分子基礎的究為提供更好理解人類疾病并希望出現(xiàn)更有效的醫(yī)療效果。
第九節(jié) 鐮狀細胞性貧血
鐮狀細胞性貧血(SCA)在美國是最常見的遺傳性血液疾病，大約有72000個美國人受到影響或在非洲后裔美國人中的概率為1/500。SCA是以發(fā)生疼痛、慢性溶血性貧血、和嚴重感染為特征的疾病。通常開始于兒童期。
SCA是一種常規(guī)染色體隱性疾病，在染色體11p15.4發(fā)現(xiàn)的血紅蛋白Beta基因突變引起貧血。攜帶HBB的頻率在世界各地不同，由于攜帶者有點兒抗瘧疾能力，所以高發(fā)率與高發(fā)瘧疾地區(qū)有關。
大約8%非洲后裔美籍人是攜帶者。HBB的突變導致產(chǎn)生結構不正常的Hbs血紅蛋白(Hb),Hb是一種產(chǎn)生血蛋白的攜氧蛋白，具帶色特點。在某些如低氧或高濃度血紅蛋白的條件下，具有Hbs血紅蛋白的患者，其不正常的Hbs簇聚集，把受擾亂的RBCs變成鐮刀形，改形并固定下來，結果就產(chǎn)生疼痛甚至形成危害性組織。
雖然到目前為止，SCA還沒有治愈的方法，但流質(zhì)、止痛藥、抗體、和輸血的結合常用于臨床治療。一種抗腫瘤藥羥基脲在防止疼痛危象方面已顯示出效果。當患SCA的患者服用羥基脲時，誘導胎兒形成Hb(HbF)，使胎兒期或新生期產(chǎn)生的正常aHb，防止鐮刀型貧血產(chǎn)生。已開發(fā)出的SCA鼠模型，正在成為有效治療SCA的潛在新方法。
第十節(jié) 肝豆狀核變性
肝豆狀核變性是一種罕見的銅輸送常規(guī)染色體隱性遺傳疾病，由于產(chǎn)生銅的類積使毒素進入肝和腦，肝病是兒童中最常見的臨床癥狀，神經(jīng)性疾病在青年中是最常見的。眼睛角膜也受到影響：凱澤爾—弗萊舍爾環(huán)使角膜周圍帶深銅色環(huán)，它表示銅的沉積。
肝豆狀核變性疾病(ATP7B)被定位于染色體13上，發(fā)現(xiàn)基因的順序與由銅輸送所引起的另一種門克氏疾病基因缺陷部分相似。編碼束縛銅區(qū)域的相同順序，它是與門克氏病蛋白非常相似的P-型ATPase越膜泵的一部分。
人類ATP7B基因的同源性已被定位于鼠的第八條染色體上，人類疾病在鼠中的可靠模型也是有用的(稱為Long-Evens Cinamon[LEC]rat),這些系數(shù)有利于研究銅的輸送和肝病理生理學，將幫助開發(fā)治療肝豆狀核變性疾病的方法。
第十一節(jié) 澤爾韋格綜合癥
澤爾韋格綜合癥是一種影響兒童并能引起死亡的罕見遺傳性疾病，異常問題在產(chǎn)前就發(fā)生了，腫大的肝、血液中高水平的鐵和銅及視覺障礙是澤爾韋格綜合癥的主要臨床表現(xiàn)。
被定位于染色體12的PXR1基因，發(fā)生突變就引起澤爾韋格綜合癥。PXR1基因是在動物細胞，尤其在它們肝、腎和腦細胞過氧化物酶體-微體的表面發(fā)現(xiàn)的受體產(chǎn)物，雖然過氧化物酶體參與許多代謝方面的重要反應，但它的功能還不完全清楚。PXR1受體為把酶輸入過氧化酶體所必需，只有它功能發(fā)揮，過氧化酶體才能使酶發(fā)揮它們的重要功能，比如，細胞脂質(zhì)代謝和代謝氧化作用。
酵母菌與人類有同原的PXR1，它提供有力的分子遺傳技術，將被用于細胞中過氧化酶體正常功能及發(fā)生在疾病狀態(tài)分字水平的研究。
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