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目的:总结4例TUBB4A基因变异导致低髓鞘化脑白质营养不良的临床特点。研究TUBB4A基因变异导致低髓鞘化脑白质营养不良致病机制,并进一步探索TUBB4A基因变异关联不同临床表型的分子机制。方法:（1）收集于湘雅医院门诊及住院部就诊的4例TUBB4A基因变异患儿及其家系成员的临床资料,包括病史、临床表现特征、神经心理评估、基因检测结果、神经影像学、视频脑电图,总结其临床、神经影像学及基因特点。（2）实时定量PCR的方法检测3例患儿及3例对照者的外周血淋巴细胞TUBB4A基因的转录水平的变化。（3）构建人类野生型TUBB4A和5个关联不同临床表型的TUBB4A错义变异质粒,包括关联肌张力障碍4型的p.R2G变异,关联最常见的经典临床表型伴基底节及小脑萎缩的低髓鞘化脑白质营养不良的p.D249N变异,关联孤立型低髓鞘化脑白质营养不良的p.E410K、p.Q292K变异,以及关联我们团队发现的临床表型低髓鞘化脑白质营养不良伴婴儿癫痫伴游走性局灶性发作的新的变异位点p.K324T。（4）在HEK293细胞或He La细胞中过表达TUBB4A野生型及错义变异质粒,通过蛋白质免疫印迹、细胞免疫荧光、紫杉醇敏感性检测、活细胞动态微管变化、免疫共沉淀等方法分析TUBB4A错义变异对微管蛋白的表达、微管蛋白的稳定性以及微管蛋白对紫杉醇的敏感性、微管的动态稳定性和微管与驱动蛋白的结合能力的影响及改变。（5）体外培养原代胚胎小鼠的皮层神经元,在原代神经元中转染TUBB4A质粒后,观察原代神经元的轴突、神经突长度,树突棘数量及形态的改变,从而探索TUBB4A错义变异对神经元的生长发育的影响。结果:（1）本研究中4例患儿携带的TUBB4A杂合错义突变均为新生变异,父母为野生型,其中3例的TUBB4A变异位点为既往已报道位点（p.E410K,p.Q292K,p.V255I）,临床特点主要表现为运动障碍,进展性痉挛性截瘫,锥体外系症状（肌张力障碍、共济失调等）,智力障碍等。而另外一例（p.K324T）为未报道位点并关联低髓鞘化脑白质营养不良伴婴儿癫痫伴游走性局灶性发作,主要临床表现为早期起病的游走性局灶性癫痫发作,语言、运动、智力发育明显迟滞,并伴有进行性痉挛性截瘫,肌张力障碍等。4例病人头颅影像学均表现为不同程度的低髓鞘化脑白质营养不良,伴或不伴小脑萎缩,无明显基底节萎缩或缺失。（2）在我们的3例病人的外周血淋巴细胞中,TUBB4A基因的m RNA表达量较正常对照者的表达量明显下降。（3）TUBB4A基因变异不影响β-4A微管蛋白与细胞内源性α微管蛋白的结合,突变的TUBB4A蛋白可正常参与微管网络的形成,不影响其亚细胞定位。（4）体外细胞实验结果表明TUBB4A错义变异（p.D249N,p.E410K,p.Q292K,p.K324T）可使不可溶性微管比例升高,增加微管的稳定性。另外,TUBB4A基因野生型及TUBB4A错义变异（p.D249N,p.Q292K）在紫杉醇的作用下不可溶性微管比例升高,但是与野生型相比TUBB4A错义变异（p.D249N,p.Q292K）的不可溶性微管比例增高幅度较少,而TUB B4A错义变异（p.R2G,p.K324T和p.E410K）对紫杉醇无反应。这些结果提示5个TUBB4A错义变异均对紫杉醇敏感性下降。（5）与过表达野生型TUBB4A质粒的He La细胞相比,过表达p.D249N,p.E410K,p.Q292K,p.K324T变异的TUBB4A质粒的细胞内微管的聚合速度明显下降,而过表达p.R2G变异的TUBB4A质粒细胞内微管的聚合速度无明显改变,这说明TUBB4A p.D249N,p.E410K,p.Q292K,p.K324T变异损害微管的动态稳定性,而p.R2G变异不影响微管动态稳定性。（6）在HEK293细胞中,过表达的TUBB4A错义变异（p.K324T,p.E410K）损伤β-4A微管蛋白与内源性驱动蛋白KIF1A的结合能力。其他3个TUBB4A错义变异（p.R2G,p.D249N,p.Q292K）对微管与驱动蛋白KIF1A的结合无明显影响。（7）除了p.R2G变异,其他4个TUBB4A错义变异均会影响体外培养的原代小鼠皮层神经元的生长发育,具体表现为抑制轴突及神经突的生长,减少神经元树突棘的数量,并会增加不成熟树突棘（瘦长型树突棘）的占有比例,提示其损伤树突棘的成熟。以上说明TUBB4A错义变异影响神经元的生长发育。结论:（1）本研究报道了4例TUBB4A基因变异所致低髓鞘化脑白质营养不良,头颅MRI无典型H-ABC中的基底节萎缩;1例首次报道了低髓鞘化脑白质营养不良伴婴儿癫痫伴游走性局灶性发作的表型,扩充了TUBB4A基因变异的基因型及表型谱。（2）首次在病人外周血淋巴细胞中证实TUBB4A的m RNA表达下降,蛋白功能丧失可能是TUBB4A基因变异的致病机制之一。（3）对紫杉醇诱导的聚合能力下降是TUBB4A相关的疾病谱的共同致病机制。微管稳定性、微管动态稳定性改变、神经元轴突和树突棘生长发育异常可能是H-ABC及孤立型低髓鞘化脑白质发育不良这两种临床表型的共同致病机制,而不是肌张力障碍4型的致病机制。（4）微管与驱动蛋白结合能力下降更常见于孤立型低髓鞘化营养不良的表型中,TUBB4A基因变异对微管与驱动蛋白的影响可能导致TUBB4A基因相关的不同临床表型。我们的研究为TUBB4A基因变异导致不同临床表型的致病机制提供了数据。图11幅,表13个,参考文献209篇