中国急性间歇性卟啉病HMBS基因的剪接变异分析及2个非经典变异位点的致病性验证

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目的:急性间歇性卟啉症(AIP,OMIM 176000)是一种常染色体显性遗传的罕见病,是由卟胆原脱氨酶(hydroxymethylbilane synthase,HMBS)的缺陷所引起的。HMBS基因诊断是确诊该病的金标准,对急性发作患者的确诊、隐匿型患者的指导以及遗传咨询都至关重要。以往对基因变异的检测与解读,多关注由外显子变异引起的氨基酸改变,而对于外显子及内含子引起的剪接异常关注较少。近年来越来越多的证据表明剪接变异在疾病发病中起重要作用。对变异位点的致病性解读能够正确引导临床的决策。因此,本研究通过分析中国HMBS基因的剪接变异,并对非经典区域剪接变异位点的致病性进行体外功能实验,为AIP的基因诊断、遗传咨询提供可靠的科学证据,为以后AIP的发病机制、治疗提供分子层面的基础及新的思路。方法:通过pubmed数据库、Embase数据库、中国知网、万方医学等数据库检索中国报道的涉及HMBS基因中剪接变异的文献(时间截止2021年9月)。对于剪接变异中的2个非经典变异位点(c.33+5G>A及c.88-4_-16del AAGTCTCTACCCG)进行致病性验证:首先通过剪接相关的生物信息软件预测非经典剪接变异位点的致病性(Human Splicing Finder软件、Splice Site Prediction by Neural Network软件、Net Gene2 Server软件);然后行minigene实验,克隆出带有变异位点的目的基因片段,再构建野生型与突变型重组载体,转染到HEK293T和MCF-7两种细胞后提取RNA并行c DNA反转录,最后利用电泳及测序技术,验证非经典变区域异位点对剪接的影响。结果:1.共检索出中国报道的涉及剪接变异位点的文献7篇,共26个剪接变异位点,其中4个位点为重复变异位点(c.33+5G>A、c.88-1G>C、c.88-2A>G及c.913-2A>G)。HMBS基因中除外4、6、8、9、12号内含子,其余内含子中均出现剪接变异。2号内含子出现6个变异位点,11号内含子中出现5个变异位点。15个是位于经典区域的剪接变异,其中受体位置的位点12个。2.变异c.33+5G>A的2个软件预测结果均提示原有的的供体位点被破坏,提示可能影响剪切。其minigene实验结果显示intron 1的5’端91bp被滞留,其剪接方式为Exon1(33bp)-▽intron1(91bp)-Exon2(54bp)。蛋白质一级结构分析显示会导致蛋白质翻译的提前终止(p.(E12Vfs*71))。3.变异c.88-4_-16del AAGTCTCTACCCG的2个软件提示突变导致原有的受体位点被破坏,提示影响剪切。其minigene实验结果显示Exon 3的5’端15bp的缺失,其剪接方式为Exon2(54bp)-△Exon3(58bp)。蛋白质一级结构分析显示会导致氨基酸的缺失(p.(L88_Q102del))。结论:1.在中国报道的HMBS基因变异中,共26个剪接变异位点,2号内含子及11号内含子为高频变异内含子。大部分剪接变异位点是位于经典区域的变异位点,其中受体位置的位点更多见。2.c.33+5G>A变异会产生内含子滞留的异常转录本。c.88-4_-16 del AAGTCT CTACCCG变异会显示产生外显子缺失的异常转录本。以上2个HMBS基因变异中的非经典区域位点均造成剪接的异常,提示c.33+5G>A及c.88-4_-16del AAGTCTC TACCCG变异具有致病性,是导致携带该变异的患者发病的原因。
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