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目的:本研究对一个致病基因未知的常染色体显性遗传腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth,CMT)家系进行基因定位,并通过体外和体内的功能研究探索该致病基因在小鼠周围神经系统发育过程中的作用。方法:我们通过家系资料、临床表型、神经电生理和神经病理学检查对CMT患者进行确诊。在利用短串联重复序列(STR)对常见的CMT致病基因进行排除后,我们利用全基因外显子组测序技术定位致病基因。接着,我们运用PCR和Sanger测序对107例腓骨肌萎缩症患者进行新致病基因C1ORF194的突变筛查。通过体外细胞实验,我们对C1ORF194基因野生型和突变型的mRNA、蛋白表达水平以及蛋白的降解速率和降解途径进行研究,并观察其在神经母细胞瘤细胞SK-N-SH和Neuro2a中的亚细胞定位。随后,我们运用cas-9技术构建了 C57BL/6J上C1orf194基因突变敲入小鼠并对4月龄和8月龄的小鼠进行生理学,行为学和形态学分析。此外,我们还对野生型和杂合突变小鼠的坐骨神经进行ITRAQ蛋白质组学分析,并结合免疫印迹和免疫荧光探索其致病的分子机制。结果:我们通过一个江苏的腓骨肌萎缩症家系在1p13.1上定位了一个新的腓骨肌萎缩症致病基因—C1ORF194,该基因上的错义突变c.365T>A(p.I122N)与表型共分离。同时,我们还发现了两个湖南的腓骨肌萎缩症家系在C1ORF194上分别有错义突变c.83A>T(p.K281)和剪切突变c.439-2_c.439-3delCA。通过进一步的研究发现,p.1122N突变后,蛋白在细胞中聚集,突变影响了蛋白的降解速率和降解途经。而p.K281则主要影响了 C1ORF194基因mRNA和蛋白的表达水平,c.439-2_c.439-3delCA突变则影响了 C1 ORF194基因mRNA的正常剪切效率。体内p.K28I敲入小鼠模型显示,转基因小鼠表现出与腓骨肌萎缩症病人相似的表型,其运动和感觉能力明显减退,步态、滚轴、抓力、痛阈等指标都显著下降。电生理结果显示小鼠的复合动作电位和神经传导速度均下降。病理切片显示转基因小鼠肌肉萎缩,坐骨神经轴突变性,髓鞘脱失,为中间型腓骨肌萎缩症。通过定量蛋白质组学分析,我们发现p.121N敲入小鼠的髓鞘组成蛋白MBP和PMP2显著下降,提示p.121N突变破坏了髓鞘的正常结构。此外,突变小鼠的细胞外基质通路(ECM)和钙离子信号通路都受到了影响,导致轴突和髓鞘共同受损,我们推测这可能是C1 ORF194基因突变的患者出现中间型腓骨肌萎缩症的致病机制之一。结论:1.本研究通过全基因外显子组测序发现了一个新的腓骨肌萎缩症致病基因,并且在其他腓骨肌萎缩症家系中得到了验证。2.我们在体外细胞水平和体内动物水平对C1ORF194基因突变的致病性进行了验证,并且对其致病机制进行了探索。我们发现p.121N突变后,ECM以及钙离子信号通路受到了影响,转基因小鼠出现髓鞘脱失、轴突变性的表型。3.由于在C1ORF194基因上具有不同突变的腓骨肌萎缩症患者表型不完全相同,我们推测不同C1ORF194基因位点突变所导致的腓骨肌萎缩症的分子致病机制不同。