脆性X相關(guān)疾病FMR1基因突變篩查和致病性分析.pdf

1、【研究背景】：
　　脆性X相關(guān)性疾?。‵ragile X-associated disorders，F(xiàn)XD）與由脆性X智力低下基因1（Fragile X Mental retardation1，F(xiàn)MR1）5‘非翻譯區(qū)（5'-untranslated region，UTR）CGG三核苷酸重復(fù)序列的異常擴(kuò)增有關(guān)。CGG重復(fù)>200次（全突變）導(dǎo)致智能低下為主要表型的脆性 X綜合征(Fragile X syndrome，F(xiàn)XS)，55-

2、200次CGG重復(fù)者（前突變），部分患者可出現(xiàn)脆性X相關(guān)性震顫/共濟(jì)失調(diào)綜合癥（Fragile X-associated tremor ataxia syndrome，F(xiàn)XTAS)，部分女性則出現(xiàn)脆性 X相關(guān)原發(fā)性卵巢功能不全(FragileX-associated primary ovarian insufficiency，F(xiàn)XPOI)。
　　此外，也有研究報(bào)道具有典型FXS臨床表型的患者FMR1基因并未出現(xiàn)CGG重復(fù)序列的異常

3、擴(kuò)增，但是在 FMR1基因外顯子區(qū)域出現(xiàn)了錯(cuò)義突變等變異類型，因此FMR1基因突變的致病機(jī)制值得深入研究。
　　【研究目的】：
　　篩查FMR1基因外顯子突變，探討篩查到的錯(cuò)義突變?cè)诖嘈訶相關(guān)性疾病中可能的致病機(jī)制。
　　【研究方法】：
　　參照美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)推薦的FXD分子篩查指南（2005年版），選取疑似FXD患者68例（包括家系），其中不明原因的精神發(fā)育遲滯病例56例、FXTAS疑似患者2例、FXPOI疑

4、似患者10例。常規(guī)PCR對(duì)FMR1基因5'-UTR的(CGG)n區(qū)段進(jìn)行PCR擴(kuò)增測(cè)序，未能擴(kuò)出目的片段或女性可疑個(gè)體行Southern Blot（SB）及Capillary Electrophoresis（CE）測(cè)序掃描分析。PCR擴(kuò)增測(cè)序(CGG)n正常的疑似FXS或FXTAS患者，排除FMR2基因(CCG)n異常擴(kuò)增突變后，對(duì)FMR1基因外顯子及3'-UTR區(qū)段采用常規(guī)PCR方法擴(kuò)增測(cè)序篩查。
　　對(duì)篩查到的錯(cuò)義突變病例行F

5、MR1基因及相關(guān)基因行實(shí)時(shí)定量PCR和2－△△CT法分析檢測(cè)mRNA的相對(duì)表達(dá)水平，選擇表達(dá)異常的基因行常規(guī)PCR外顯子擴(kuò)增測(cè)序。并對(duì)所篩查到的突變位點(diǎn)進(jìn)行保守性分析，同時(shí)運(yùn)用CFSSP、PANTHER、SIFT、Polyphen2和PMut等在線預(yù)測(cè)軟件對(duì)突變蛋白質(zhì)進(jìn)行二級(jí)結(jié)構(gòu)分析及致病性預(yù)測(cè)分析，以探討FMR1基因錯(cuò)義突變的致病性。
　　【研究結(jié)果】：
　　1.本研究在精神發(fā)育遲滯組患者中篩查到5例全突變FXS患者（1例

6、女性和4例男性）和1例處于“greyzone”的患兒（CGG重復(fù)47次）；全突變患者在本組入選的總體智力低下患者和男性智力低下患者中所占比例分別為：8.9％(5/56)和7.7%(4/52)；其中3個(gè)智力低下家系中，第一個(gè)全突變患兒家系母親為前突變（CGG30/CGG86），妹妹為全突變；第二個(gè)全突變患者家系中其母親為全突變；第三個(gè)全突變家系中患者外婆、母親、姨媽和舅舅均為全突變；處于“greyzone”的患兒，其母親也是同樣重復(fù)（CG

7、G36/CGG47）；疑似 FXTAS和FXPOI患者（POF）未發(fā)現(xiàn)前突變攜帶者；在FXS及FXTAS疑似患者中也未發(fā)現(xiàn)FMR2全突變。
　　2.篩查到7個(gè)位于內(nèi)含子的SNP位點(diǎn)，其中3個(gè)SNP位點(diǎn)見于所有測(cè)序者；篩查到3個(gè)未見報(bào)道內(nèi)含子變異：c.104+87C>T、c.105-109A>G、c.1737+98A>T；在FXS及FXTAS疑似患者中均未發(fā)現(xiàn)3'-UTR區(qū)域突變。
　　3.在1例對(duì)多巴胺治療反應(yīng)敏感的男性疑似

8、 FXTAS患者中篩查到 FMR1基因17號(hào)外顯子錯(cuò)義突變（c.1877C>T/p. P626L），其母親為雜合突變；該患者外周血 PARK1基因 mRNA表達(dá)下降約95%左右，PARK2基因升高約800%，F(xiàn)MR1、PARK6、PARK7、PARK8基因則降低或升高不顯著；患者母子除PARK2基因mRMA表達(dá)呈分離趨勢(shì)外，其他基因mRNA表達(dá)趨勢(shì)基本一致；該患者母子均存在PARK2基因罕見的純合（A/A）等位基因型SNP（c.500G

9、>A/p. S167N），PARK1及GCH1基因外顯子均未發(fā)現(xiàn)異常。
　　4.生物信息學(xué)分析：突變FMRP蛋白（p.P626L）及PARKIN蛋白（p.S167N)錯(cuò)義突變所在位點(diǎn)保守性均差；CFSSP預(yù)測(cè)突變FMRP蛋白導(dǎo)致其C末端“coils”減少，而“Helix”和“Sheet”增多；對(duì)突變FMRP蛋白行PANTHER和SIFT預(yù)測(cè)均為良性（分別為Pdeleterious0.17705、“tolerant”），PolyPh

10、en2和PMut預(yù)測(cè)均為致病的（分別為：“probably damaging”、“Pathological”）；而突變PARKIN蛋白的SIFT、PolyPhen2及 PMut預(yù)測(cè)均為良性（分別為“tolerant”、“Benign”、“Neutral”），只有PANTHER預(yù)測(cè)可能致?。≒deleterious，0.60307）。
　　【結(jié)論】：
　　1.首次在疑似FXTAS臨床表型非FMR1基因前突變攜帶者中發(fā)現(xiàn)外顯子的

11、錯(cuò)義突變（c.1877C>T，p.P626L），該錯(cuò)義突變位點(diǎn)生物信息預(yù)測(cè)相對(duì)有較強(qiáng)的致病性，為臨床診斷提供了思路,同時(shí)也提示 FMR1基因錯(cuò)義突變可能是導(dǎo)致FXD新的發(fā)病機(jī)制。
　　2.生物信息預(yù)測(cè) PARK2基因純合（A/A）等位基因型 SNP（c.500G>A/ p. S167N）偏向良性，但該突變位點(diǎn)是罕見的純合等位基因錯(cuò)義突變，是否參與早發(fā)性PD的發(fā)病機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
　　3.有針對(duì)性的對(duì)不明原因智力低下家系（