中截断变量gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba小脑性共济失调、神经病和前庭反射综合征gydF4y2Ba
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摘要gydF4y2Ba
背景与目的gydF4y2Ba小脑共济失调、神经病变和前庭反射综合征(CANVAS)是一种常染色体隐性神经退行性疾病,其特征为成人发病和缓慢进展的感觉神经病变、小脑功能障碍和前庭功能障碍。在大多数情况下,该病是由双等位基因(AAGGG)引起的。gydF4y2BangydF4y2Ba复制因子复合体亚基1的第二个内含子重复扩增(gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba)。然而,少数典型的CANVAS病例不携带常见的双等位基因重复展开。本研究的目的是通过识别CANVAS的序列变异来扩展CANVAS的基因型谱gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba-与此条件相关的编码区域。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba15人被诊断为CANVAS,只携带1个杂合子(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba扩张gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba进行全基因组测序或全外显子组测序,以测试第二种变体的存在gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba或者其他不相关的基因。评估截断变量对gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba我们检测了患者来源细胞系上的RFC1转录本和蛋白水平。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba我们从5个不相关的家族中确定了7例患者,临床定义的CANVAS携带杂合子(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba与第二个截断变体一起展开gydF4y2Ba在反式gydF4y2Ba在gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba其中包括:c.1267C>T (p.Arg423Ter), c.1739_1740del (p.Lys580SerfsTer9), c.2191del (p.Gly731GlufsTer6)和c.2876del (p.Pro959GlnfsTer24)。含有c.1267C>T (p.Arg423Ter)或c.2876del (p.Pro959GlnfsTer24)变体的患者成纤维细胞表现出无意义介导的mRNA衰变和RFC1转录物和蛋白质的减少。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba我们的报告扩展了RFC1疾病的基因型谱。完整的gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba在受典型CANVAS影响并携带单等位基因(AAGGG)的病例中,建议进行测序gydF4y2BangydF4y2Ba扩张。此外,它进一步阐明了RFC1 CANVAS的发病机制,因为它支持这种复杂的神经退行性疾病下功能丧失机制的存在。gydF4y2Ba
术语表gydF4y2Ba
- 帆布gydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 小脑性共济失调、神经病和前庭反射综合征gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- ESPgydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 外显子组测序项目gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- NHLBIgydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 国家心肺血液研究所gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- RFC1gydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 复制因子复亚基1gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- VVORgydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 视觉增强的前庭-眼反射gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- 韦斯gydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- whole-exome测序gydF4y2Ba;gydF4y2Ba
- WGSgydF4y2Ba=gydF4y2Ba
- 全基因组测序gydF4y2Ba
小脑性共济失调、神经病变和前庭反射综合征(CANVAS)是一种常染色体隐性神经退行性疾病,其特征是由感觉神经元、前庭系统和小脑的当代损伤引起的成人发病和缓慢进行性共济失调。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba-gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在大多数情况下,该病是由双等位基因(AAGGG)引起的。gydF4y2BangydF4y2Ba复制因子复合体亚基1的第二个内含子重复扩增(gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba)基因。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba-gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba编码复制因子C的大亚基,这是一种5亚基DNA聚合酶辅助蛋白,在复制期间和DNA损伤后需要协调合成两条DNA链。gydF4y2Ba
值得注意的是,先前对双等位基因(AAGGG)的研究gydF4y2BangydF4y2Ba使用患者细胞系和1个死后大脑的扩增载体没有显示出RFC1 RNA或蛋白质的减少,也没有显示出DNA复制和修复的明显功能障碍。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba这是令人困惑的,因为隐性遗传条件通常与突变基因的功能丧失有关,这表明RFC1 CANVAS的发病机制可能涉及更复杂的机制。在这项研究中,我们介绍了前7例病例,来自5个不相关的家族,受典型的CANVAS表型携带杂合(AAGGG)的影响。gydF4y2BangydF4y2Ba与第二个截断变量一起重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
病人gydF4y2Ba
DNA样本收集于2019年1月至2022年5月期间,从英国伦敦皇后广场神经病学研究所(英国伦敦)国立神经病学和神经外科医院、芝加哥大学遗传服务实验室(芝加哥)以及国际上通过合作中心诊断为共济失调、感觉神经病或CANVAS的患者。半岛投注体育官网根据感觉神经病变、小脑功能障碍和双侧前庭反射的特征组合,患者被诊断为CANVAS。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba测试gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba基因检测采用重复引物PCR和侧翼PCR,如前所述。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba当有足够的DNA可用时,也进行Southern blotting。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba
全基因组测序和全外显子组测序gydF4y2Ba
被诊断为CANVAS且仅携带1个杂合子(AAGGG)的个体gydF4y2BangydF4y2Ba扩张gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba进行全基因组测序(WGS)或全外显子组测序(WES)。WGS和WES由Macrogen(荷兰)或芝加哥大学进行。在Macrogen,使用Novaseq 6000系统(Illumina)生成配对端测序reads (150 bp),并使用Burrows-Wheeler Aligner与GRCh38对齐。gydF4y2Ba22gydF4y2Ba每个样本的平均覆盖率为40倍。根据基因组分析工具包HaplotypeCaller工作流调用变体gydF4y2Ba23gydF4y2Ba并用ensemble Variant Effector Predictor进行注释。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba根据分离、小等位基因频率(在1000个基因组计划中<0.0001,gydF4y2Ba25gydF4y2Ba国家心肺血液研究所(NHLBI) GO外显子组测序项目(ESP)(外显子组变体服务器,NHLBI GO ESP,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba或者基因组聚合数据库gydF4y2Ba27gydF4y2Ba),进化守恒,以及编码变异致病性的计算机预测。芝加哥大学的WES过程与以下例外相似:使用IDT xGEN外显子组研究试剂盒(Integrated DNA Technologies)进行外显子组测序,序列与GRCh37对齐。使用经过验证的自定义生物信息学管道对变体进行注释和评估。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba患者来源细胞系的表达研究gydF4y2Ba
评估截断变量对gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba收集来自家族1中受影响(I-1和I-2)和未受影响(I-3)个体的患者成纤维细胞,来自家族2的病例II,携带双等位AAGGG扩增的患者(n = 5),年龄匹配和性别匹配的对照组(n = 5),并在添加15%胎牛血清(Euroclone)的Dulbecco's Modified Eagle Media (DMEM)中培养。实时定量PCR (RT-qPCR)和Western blotting在生物独立的样本上重复了至少两次,结果相似。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2BaHEK293细胞系的基因沉默gydF4y2Ba
为了验证抗rfc1 -p140小鼠单克隆抗体(1:2 ' 500,Ulrich Hubscher的善意礼物)的特异性gydF4y2Ba28gydF4y2Ba),我们表演gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba中所述的基因沉默。gydF4y2Ba29gydF4y2Ba简单地说,来自欧洲细胞培养收藏(ECACC)的HEK293人成神经细胞瘤在T75瓶中培养,并在DMEM (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA)中保存,添加10%胎牛血清(Thermo Fisher Scientific), 37°C, 5% COgydF4y2Ba2gydF4y2Ba湿润孵化器。HEK293以≈80%合流分裂,并在6孔板中重复(每孔800.000个细胞)。沉默RFC1, 25 pmol的siRNA池(siRFC1: 5 ' -GUAAAUAGCUCCCGUAAAG-3 ';5 ' -GGAAUUAAUUGGCCUGAUA 3 ';5“-GUCCAAAGAUCUAAUAAGA-3”;5 ' - cauaugcgaugugaccua -3 ')或非靶向siRNA (D-001810-10-05, Thermo Fisher scientific)与7.5 μL Lipofectamine RNAiMAX (Invitrogen)按照制造商的转染方案混合,并应用于6孔板的每一孔。48小时后,收集转染细胞进行后续分析。gydF4y2Ba
实时定量PCRgydF4y2Ba
用RNAeasy Mini kit (Qiagen, Hilden, Germany)从成纤维细胞中提取总RNA,并用无RNA的DNase I (Qiagen)处理。所有样本使用500ng总RNA合成互补DNA (cDNA),使用SuperScript III第一链cDNA合成试剂盒(Invitrogen, Waltham, MA)和低聚物(dT)18和随机六聚物引物的等量混合物。使用Power SYBR Green Master Mix (Applied Biosystems, Waltham, MA)进行实时qRT-PCR,并使用QuantStudio 7 Flex实时PCR系统(Applied Biosystems)进行测量。gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba表达水平(正向:5 ' -CTTCGCGGGAGAAGTTGTTG-3 ',反向:5 ' -ATTTCCGAATGTCCATCGCAG-3 ')归一化为GAPDH(正向= 5 ' - tgcaccaccaactgtggtcatagg -3')和RPL10(正向= 5 ' -AATCTCCAGGGGCACCATT-3 ',反向= cgctggcccactttgt -3')。扩增后的转录物使用比较CT法进行量化,并以归一化折叠表达变化(2gydF4y2BaΔΔCtgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
为了评估个体II中C .2876del (p.Pro959GlnfsTer24)截断变体映射到外显子22的等位基因状态,我们利用了外显子19上存在的C . 2511t >C (p.Ser837=) (rs2066782)同义变体,该变体是包含(AAGGG)n重复扩展的同一单倍型的一部分。通过包括外显子17-23(正向:5 ' -TCTTCGTTTTCAAAGACCTCGGG-3 ',反向:5 ' -TTTGCCACCCCAGCTGCTG-3 ')的接触式PCR扩增患者成纤维细胞的cDNA,并对外显子19(正向:5 ' - tgggagccaatcaagatcaga -3 ',反向:5 ' -GCTGCAAACACTTTCCGGGC-3 ')和外显子22(正向:5 ' - ctggagtcttctgcccgc -3 ',反向:5 ' - ggtcaagggctgtacaagtgtgca -3 ')使用正向和反向引物进行Sanger测序。为了进行比较,外显子19(正向:5 ' -GGTGTGCACGAAGTAAAGCA-3 ',反向:5 ' -ATTCCACAGGCATACCAAGG-3 ')和22(正向:5 ' -TGGATCAAGGTGTGTACCGC-3 ',反向:5 ' -CCCGAACAGAGTAATCCCAC -3 ')的PCR和测序gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba对病例II的gDNA也进行了检测。gydF4y2Ba
西方墨点法gydF4y2Ba
在冷PBS 1X中收集细胞,重悬于放射免疫沉淀试验缓冲液(1% Nonidet P-40, 50 mM Tris-HCl [pH 8.0], 150 mM NaCl, 0.1% SDS, 0.1% DOC)中,补充1X蛋白酶抑制剂鸡尾酒(Sigma Aldrich, St. Louis, MO)和1X磷酸酶抑制剂鸡尾酒(Roche Diagnostics, Basel, Switzerland),在冰上孵育20分钟,然后离心(6 ' 200,15分钟)gydF4y2BaggydF4y2Ba, 4°C),收集含蛋白上清液。蛋白质裂解物浓度使用蛋白质测定染色试剂浓缩物(Bio-Rad, Hercules, CA)进行评估。裂解产物(25 μg)与1X裂解缓冲液(300 mM Tris-HCl [pH 6.8], 10% SDS, 40%甘油,600 mM DTT, 5% 2-巯基乙醇和0.2%溴酚蓝)混合,在95°C变性5分钟。样品在8% SDS-聚丙烯酰胺凝胶中在1X Tris/甘氨酸/SDS运行缓冲液中分离,并使用Turbo Transfer Pack (Bio-Rad)转移到硝化纤维膜上。然后将膜在6%的脱脂牛奶中堵塞1小时,并在4°C与2.5%的脱脂牛奶中与以下识别人类蛋白质的抗体孵育过夜:抗rfc1 -p140小鼠单克隆抗体(1:2 ' 500,Ulrich Hubscher的善意礼物gydF4y2Ba28gydF4y2Ba),抗gapdh小鼠单克隆(cat。不。ab8245;1:10,000;Abcam),或抗- α-肌动蛋白(cat。No. 3134, Cell Signaling)。通过评估与sirff1 - hek293细胞系的结合,验证了抗rff1 -p140的特异性。一抗用辣根过氧化物酶偶联二抗(抗鼠,猫。不。115-035-146; 1:5′000; Jackson ImmunoResearch Laboratories, Inc, West Grove, PA) for 1 hour at room temperature. Protein bands were visualized using an enhanced chemiluminescent reagent (Westar Eta C Ultra 2.0; Cyanagen, Bologna BO, Italy). The intensity of the band in each sample was quantified using QuantityOne software (Bio-Rad Laboratories, Inc), corrected for the intensity of the corresponding band obtained with the anti-GAPDH antibody, and normalized to the control sample.
RNA-seqgydF4y2Ba
在UCL基因组学进行文库制备和RNAseq。利用STAR将Reads与hg38人类基因组构建进行比对(c 2.7.7a)。gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba使用umi_tools(版本1.1.1)对BAM文件进行排序并标记重复读取。gydF4y2Ba31gydF4y2Ba与人类基因(Gencode v35)重叠的对齐reads使用featu复述(version 2.0.1)进行计数。gydF4y2Ba32gydF4y2Ba
标准方案批准、注册和患者同意gydF4y2Ba
这项研究得到了当地机构伦理委员会的批准。从参与研究的年龄在18岁以上的患者中获得书面知情同意。gydF4y2Ba
数据可用性gydF4y2Ba
本研究的匿名数据将根据任何合格的研究人员的要求共享。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba基因研究gydF4y2Ba
作为一部分gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba在皇后广场神经病学研究所和芝加哥大学的基因检测中,我们从13个临床诊断为典型CANVAS的家庭中确半岛投注体育官网定了15名患者,他们只携带1个杂合(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba扩大等位基因。进行WES或WGS,并在gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba其中7人来自5个不相关的家庭(5/ 13,38%),在本研究中进一步描述(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。没有其他相关变量,包括拼接或非编码变量gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba或其他基因,在其余7个家族中被鉴定出来。gydF4y2Ba
例描述gydF4y2Ba
家庭1gydF4y2Ba
I-2因进行性失衡、手脚感觉减退和自55岁中期以来的示波器而接受神经学评估。她还从15岁开始抱怨慢性咳嗽。gydF4y2Ba
61岁时I-2神经系统检查显示步态广泛,Romberg阳性。有凝视诱发的眼球震颤、追逐中断、双侧前庭眼反射缺失和视觉增强前庭眼反射改变。包括面部在内的全身对针刺的感觉减弱,而上肢胸骨和下肢髂前上棘对振动的感觉减弱。关节位置得以保留。上肢和下肢的反射能力降低。指鼻部和后跟胫部有轻度运动障碍。音调、肌肉体积和力量都是正常的(视频1)。gydF4y2Ba
视频1gydF4y2Ba
下载补充视频1gydF4y2Ba通过gydF4y2Bahttp://dx.doi.org/10.1212/201486_Video_1gydF4y2Ba
神经传导检查显示上肢和下肢感觉动作电位缺失,但运动检查正常。MRI显示蠕虫萎缩累及腹侧和背侧小叶,脊髓实质体积损失累及整个脊髓,优先累及背侧,其中轻度纵向广泛的T2高信号累及背侧柱。前庭神经测试证实双侧前庭神经功能衰竭。gydF4y2Ba
在她的家庭中,她现年62岁的姐姐(I-1岁)也报告了类似的症状,而他们的弟弟(I-3岁)和他们的父母未受影响。gydF4y2Ba
I-1描述了她从20岁出头开始的慢性咳嗽。从她40多岁开始,她就开始抱怨走路不稳,在黑暗中更严重,几年后又出现了神经性疼痛和与头部运动有关的示波器,走路时难以阅读路标。病情进展,患者出现构音障碍、吞咽困难、自主神经累及症状性体位性低血压。在62岁时的检查和调查支持CANVAS的临床诊断。gydF4y2Ba
I-3未报告任何症状。52岁时,他的检查和神经传导研究正常。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2BaI-1和I-2的检测显示存在杂合(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba1000次重复扩展与非扩展(AAAAG)gydF4y2Ba11gydF4y2Ba等位基因。I-3还携带了(AAGGG)gydF4y2Ba1000gydF4y2Ba在复合杂合子状态下的膨胀与(AAAGG)的小非致病性膨胀gydF4y2Ba60gydF4y2Ba在另一个等位基因上重复。因此,在I-1和I-2中进行WGS并显示,但在I-3中没有,在中存在c.1267C>T (p.Arg423Ter)截断变体gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba(NM_002913.5)。gydF4y2Ba
家庭2gydF4y2Ba
病例II是一位64岁的男性,他自40多岁以来一直抱怨进行性失衡,在黑暗中更严重,与麻木、感觉异常和四肢弥漫性神经性疼痛相关,并伴有影响躯干的强烈冷痛感。示波器和提示自主神经功能衰竭的症状,包括伴晕厥发作的直立性低血压、膀胱、肠道和性功能障碍,后来也有报道。他是被收养的,从未与亲生家人有过任何联系。gydF4y2Ba
64岁时检查显示双侧前庭反射,同时有小脑功能障碍和感觉障碍的迹象。脑MRI显示轻度小脑萎缩。神经传导研究显示存在严重的感觉神经病变,在整个过程中没有感觉动作电位,但正常的运动研究。前庭神经测试显示双侧前庭神经反射。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba进行了检测,发现存在杂合子(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba中重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。采用WES鉴定了c.2876del (p.Pro959GlnfsTer24)的第二个截断变体gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。由于缺乏家族成员,直接分离变异是不可能的。然而,进行了mRNA测序研究,并提供了(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba重复扩增和c.2876del (p.Pro959GlnfsTer24)变体存在于不同的等位基因上(见段落RFC1表达研究和gydF4y2Ba图2 dgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
家庭3gydF4y2Ba
病例III是一名41岁的女性,自30岁以来报告进行性失衡和行走困难,特别是在黑暗中。值得注意的是,她在学校里总是觉得自己笨手笨脚,不擅长运动。慢性咳嗽从年轻时就有报道。后来还发现示波器和手灵巧受损,而构音障碍从40岁开始就很明显。病情发展迅速,她从38岁开始使用助行器,40岁开始使用轮椅。41岁时的检查显示凝视诱发和下行眼球震颤和眼跳追逐。脚趾的振动感觉和本体感觉减少,而下肢的膝盖和上肢的手腕的针刺感觉减少。全身肌肉张力和力量正常,四肢反射增强。gydF4y2Ba
双侧前庭损伤的年龄为30岁,而最近的调查显示小脑萎缩和感觉神经病变的关系。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba进行了检测,发现存在杂合子(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba中重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。采用WES鉴定了c.1739_1740del (p.Lys580SerfsTer9)的第二个截断变体gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。随后进行了父母测试,确定了(AAGGG)的存在。gydF4y2BangydF4y2Ba在该个体的母亲中重复扩增,在该个体的父亲中发现c.1739_1740del (p.Lys580SerfsTer9)截断变体,证实该变体和重复扩增是正确的gydF4y2Ba在反式gydF4y2Ba配置。gydF4y2Ba
家庭4gydF4y2Ba
病例IV-1在45岁左右报告远端感觉丧失、瘙痒和灼痛,近端进展到躯干和面部,随后不久出现不平衡,特别是闭眼、跌倒、言语不清、侧视视力模糊和直立性低血压。自20岁起有干咳报告。47岁时的检查显示步态正常,但双人行走有困难。有凝视诱发的眼震、眼跳追逐、VVOR异常和轻度构音障碍。反应很灵敏,但运动室在其他方面完好无损。四肢和躯干对针刺的感觉减少,对膝盖的震动减少,本体感觉正常。调查与全面的CANVAS保持一致,记录了前庭反射、感觉神经病变和小脑萎缩的存在。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba进行了检测,发现存在杂合子(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba中重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。采用WES鉴定了c.2191del (p.Gly731GlufsTer6)的第二个截断变体gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。据描述,该患者有一个54岁的哥哥姐姐(IV-2)被诊断为共济失调。由于严重的吞咽困难,他目前只能坐轮椅,需要使用喂食管。gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba在这个年长的兄弟姐妹中分析发现了(AAGGG)的存在gydF4y2BangydF4y2Ba重复展开和c.2191del (p.Gly731GlufsTer6)截断变体。亲本分析确定父基因中存在c.2191del (p.Gly731GlufsTer6)变异,而(AAGGG)基因中存在c.2191del变异。gydF4y2BangydF4y2Ba在母体中重复展开,确认变体和重复展开处于反式配置中。gydF4y2Ba
家庭5gydF4y2Ba
病例V报告在26岁时出现不平衡,特别是在夜间,多年来不断进展,并与慢性咳嗽和轻度构音障碍相关。33岁时的检查显示步态广泛,Romberg阳性。侧视、眼跳追逐、头冲动试验阳性加重的强拍性眼震。反应敏捷,值得注意的是,持续踝阵挛的下肢张力增加。然而,能量正常,巴宾斯基阴性。浅表感觉随远端至近端梯度降低,脚趾本体感觉降低。轻度指鼻和跟胫共济失调。gydF4y2Ba
调查显示存在纯粹的感觉神经病变,运动神经传导正常,脑MRI显示中度弥漫性小脑和蚓体积损失,前庭测试异常。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba进行了检测,发现存在杂合子(AAGGG)。gydF4y2BangydF4y2Ba中重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。采用WES鉴定了c.1267C>T (p.Arg423Ter)的第二个截断变体gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba。该变异与家族1中检测到的相同。对该患者父亲的分析表明,他携带c.1267C>T (p.Arg423Ter)截断变异,不携带(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba重复扩张。该患者的母亲无法进行分析。这一结果支持了变体和重复展开均为反式构型。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba表达的研究gydF4y2Ba
确定观察到的截断变异体是否会导致无意义介导的mRNA衰变和单倍不足gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba,我们评估了基因的RNA和蛋白质表达(gydF4y2Ba图2,A-EgydF4y2Ba)。RT-qPCR对从受影响的I-1, I-2和II个体的成纤维细胞中提取的RNA进行了检测,结果显示RNA水平降低gydF4y2BaRFC1gydF4y2BamRNA与未受影响的兄弟姐妹I-3、双等位AAGGG扩增携带者和对照组相比(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)。来自I-1和I-2的RNAseq证实存在约50%的减少gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba成绩单水平(gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba)。值得注意的是,表达量的降低是由于含有c.1267C>T变体的读取数较低,其占该区域总读取数的10%不到,而在WGS上2个等位基因的比例相等(gydF4y2Ba图2 cgydF4y2Ba)。在病例II中,触地PCR和Sanger测序也显示含有c.2876del截断变异的等位基因发生无义介导的衰变。值得注意的是,(p.Ser837 =) (rs2066782)同义变体,它是包含(AAGGG)的单倍型的一部分。gydF4y2BangydF4y2Ba扩增,在患者的gDNA上显示为杂合子,但在cDNA上显示为“纯合子”,这表明c.2876del变体和(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba扩展存在于独立的等位基因上(gydF4y2Ba图2 dgydF4y2Ba)。总之,这些发现表明,包含RFC1中截断变异的转录本经历了无意义介导的衰变,导致RNA降解。因此,免疫印迹显示,与双等位AAGGG扩增携带者和对照相比,受影响个体的成纤维细胞和siRFC1 HEK293细胞系中140 KD全长RFC1蛋白的一致减少,而没有检测到截断的异型(gydF4y2Ba图2 egydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
该研究报告了与rfc1canvas截断变异相关的第一例病例gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba基因。虽然双等位基因重复扩增的分子结果gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba仍未解决,观察到患者携带复合杂合截断变异/(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba中重复展开gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba,导致RFC1表达减少,这对未来疾病发病机制的研究具有重要意义,因为它支持了这种情况下功能丧失机制的存在。gydF4y2Ba
DNA氧化损伤的有效修复是神经元的基本功能,因为它们不复制,蛋白质周转有限。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba因此,即使复制因子复杂机制的微小损伤也可能对这种细胞类型有害。事实上,在细胞和动物模型中,RFC1的完全缺失与生命不相容,并且基于对照数据库数据,该基因对单倍缺陷高度不耐受。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba为了验证这一假设,有必要对疾病相关组织进行进一步的研究。gydF4y2Ba
患者携带一个完全无功能的等位基因和第二个杂合子(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba与大多数携带双等位基因(AAGGG)的患者相比,扩增等位基因似乎表现出相对严重的自主神经障碍表型,并更早地需要助行器。gydF4y2BangydF4y2Ba重复展开(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba-gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2Ba值得注意的是,2例(III、IV-2) 50岁前需坐轮椅,1例(IV-2)因严重吞咽困难需要管饲。个体V发病最早,在25岁左右,表型严重,临床累及上运动神经元,导致张力增加。灵敏的反射在RFC1疾病中很常见;然而,更多的运动特征和金字塔的迹象却很少被发现。在病例V中观察到痉挛性共济失调综合征,证实了在严重的RFC1疾病中临床上明显的上运动神经元累及的可能性。gydF4y2Ba
可以说,截断变异的识别gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba导致相对严重的表型也支持RFC1疾病的功能丧失模型,其中与双等位基因扩增相比,一个等位基因不产生或非常低的RFC1蛋白具有更严重的功能和临床后果。在携带1个截断变异的患者中,疾病的严重程度和临床表型可能受到第二个等位基因的扩展大小的影响。不幸的是,大多数病例没有足够的DNA来进行Southern blotting和验证这一假设。gydF4y2Ba
其他隐性遗传条件先前已与复合杂合致病变异/重复扩增基因型相关。例如,大约1%-4%的弗里德赖希共济失调患者在1个frataxin等位基因的致病范围内有异常扩增的GAA重复,而在另一个等位基因上有另一个基因内致病变异。gydF4y2Ba34gydF4y2Ba,gydF4y2Ba35gydF4y2Ba最近,非编码GCA和GCC重复扩增在复合杂合状态下与第二错义或截断变异被确定为导致另外2种罕见遗传疾病,谷氨酰胺酶缺乏症gydF4y2Ba36gydF4y2Ba以及巴拉特拉-斯科特综合症,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba分别导致临床表型难以与双等位致病变异体患者区分。值得注意的是,在所有这些条件下,含有重复的基因的功能已经丧失。gydF4y2Ba
RFC1gydF4y2Ba似乎无法忍受功能丧失,只有11人出现gydF4y2BaRFC1gydF4y2BagnomAD v2.1.1上存在的251,000个等位基因的截断变异(等位基因频率= 0.00002),观察/预期比值低于0.35 (o/e = 0.18, 90% CI = 0.12-0.3),并且非常可能是功能丧失不耐受(pLI = 0.97)。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba此外,只有18个gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba截断英格兰基因组公司WGS测序项目中150000个等位基因的变异,没有(AAGGG)gydF4y2BangydF4y2Ba第二个等位基因的扩展。gydF4y2Ba38gydF4y2Ba,gydF4y2Ba39gydF4y2Ba双等位基因截断变异在公共对照数据库或英国基因组学WGS中是不存在的,因为它们与生命不相容。gydF4y2Ba38gydF4y2Ba,gydF4y2Ba39gydF4y2Ba尽管如此,在这项研究中,患病患者的父母携带了一种截断变异gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba但在第二个等位基因上没有AAGGG扩增,尽管他们年老,但没有表现出表型,这表明RFC1单倍不足,尽管在一般人群中罕见,但是可以容忍的。事实上,不能排除含有重复的等位基因半合子表达的致病机制,当与正常蛋白共表达时,它不足以引起疾病。在这种情况下,可以假设,来自含有重复的等位基因的唯一可用的转录本可能对双等位基因扩增产生类似的有害影响,可能是通过获得有毒RNA或重复肽的功能。值得注意的是,在我们队列中2个独立家族中检测到的c.1267C>T (p.Arg423Ter)变体存在于gnomAD人群数据库中的2个个体中,一个是东亚血统,另一个是欧洲(非芬兰)血统。c.1267C>T突变确实发生在CG二核苷酸上,这可能解释了它对突变的易感性,它可能代表了CANVAS中更常见的致病变体。gydF4y2Ba
在7个具有典型CANVAS和1个扩展(AAGGG)等位基因的家族中,没有确定明确的原因,这表明CANVAS表型可能存在遗传异质性。我们的报告扩展了RFC1疾病的基因型谱,并具有直接的诊断意义。的确,尽管在我们的队列中很少见(7例vs 650多名携带双等位基因的人)gydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba扩展,~ 1%),与CANVAS相关的截断变量的发现表明fullgydF4y2BaRFC1gydF4y2Ba在受典型CANVAS影响并携带单等位基因(AAGGG)的病例中,建议进行测序gydF4y2BangydF4y2Ba扩张。gydF4y2Ba
研究资金gydF4y2Ba
这项工作得到了医学研究理事会(MR/T001712/1)、Cariplo基金会(批准号2019-1836)、遗传性神经病变联盟和伦巴第大区生物医学基金会(大区伦巴第大区,项目ID 1751723)的支持。H. Houlden和M.M. Reilly感谢MRC, Wellcome信托,MDA, MD UK, Ataxia UK, MSA信托,Rosetrees信托和NIHR UCLH BRC的赠款支持。E. Crespan感谢CARIPLO基金会(2019-1836)和意大利AIRC癌症研究基金会(Grant IG-2020, id24448)。R. Currò由欧洲神经病学学会(EAN) 2021年研究奖学金支持。半岛投注体育官网gydF4y2Ba
信息披露gydF4y2Ba
作者报告没有披露与手稿相关的信息。去gydF4y2Ba半岛投注体育官网Neurology.org/NgydF4y2Ba全面披露。gydF4y2Ba
鸣谢gydF4y2Ba
作者感谢Ulrich Hubscher教授提供抗rfc1抗体。作者也感谢患者及其家属参与这项研究。gydF4y2Ba
附录的作者gydF4y2Ba
脚注gydF4y2Ba
去gydF4y2Ba半岛投注体育官网Neurology.org/NgydF4y2Ba全面披露。作者认为相关的资金信息和披露(如果有的话)将在文章末尾提供。gydF4y2Ba
文章处理费由医学研究理事会资助。gydF4y2Ba
↵gydF4y2Ba*gydF4y2Ba这些作者对这项工作做出了同样的贡献。gydF4y2Ba
↵gydF4y2Ba__gydF4y2Ba这些作者对这项工作做出了同样的贡献。gydF4y2Ba
提交并经外部同行评审。处理编辑是Peter Hedera,医学博士。gydF4y2Ba
- 收到了gydF4y2Ba2022年6月3日。gydF4y2Ba
- 最终接受gydF4y2Ba2022年9月14日。gydF4y2Ba
- 版权所有©2022由Wolters Kluwer健康公司代表美国神经病学学会出版。半岛投注体育官网gydF4y2Ba
这是一篇开放获取的文章,根据gydF4y2Ba创作共用署名许可4.0 (CC BY)gydF4y2Ba它允许在任何媒介上不受限制地使用、传播和复制,前提是正确地引用原始作品。gydF4y2Ba
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