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我国学者领衔团队发现原发开角型青光眼新致
北京中科医院假 http://disease.39.net/bjzkbdfyy/171231/5972056.html
青光眼是眼视神经的退行性疾病,其特征在于视网膜神经节细胞的死亡,伴随着垂直杯盘比的增加和视野的损失,这种情况是全世界不可逆转失明的主要原因。事实上,估计到年全球将有万人患青光眼。
原发性开角型青光眼(POAG)是最常见的青光眼类型,并且患者有广泛的种族群体,包括白人,黑人和亚洲人。遗传和环境因素都在POAG的发展中都起着关键作用。从遗传学的角度来看,POAG可以由单个基因的突变(单基因形式)或遗传和环境因素(多基因形式)的联合作用引起。MYOC,OPTN,WDR36,TBK1和ASB10中的突变可能导致POAG。在过去的十年中,使用全基因组关联研究(GWAS)研究了POAG的遗传风险因素,已经鉴定了许多相关基因/基因座。然而,与这些已知基因/基因座相关的遗传变异仅占所有POAG患者的5-6%。其在POAG发展中的作用的致病机制仍不清楚。
虽然散发病例占所有报告的POAG病例的至少28%,但由于一些限制,导致此类病例的基因在很大程度上是未知的:1.单基因形式的传统遗传学研究依赖于大家系,2.由GWAS使用芯片阵列鉴定的遗传变异通常不在特定基因的编码区中并且只代表遗传风险因子。测序技术和算法的最新进展使得有可能从散发病例中鉴定疾病相关基因中的致病变异。
四川省医学科学院、医院杨正林教授团队联合德国、印度、美国科研人员对名散发POAG患者与名正常对照进行全外显子测序分析,发现RAMP2为POAG致病新基因,相关研究最近发表于顶级医学遗传学期刊GeneticsinMedicine。
该项目首先对名散发POAG患者与名正常对照进行全外显子测序和分析,平均测序深度为X。
选择符合以下三个标准的POAG候选基因。
候选基因仅在个POAG病例中携带罕见非沉默变异(nonsilentvariants),但在个对照个体中没有;(原文中非沉默变异这个词比较少见,推测应该是非同义突变,位点水平在对照中出现排除可以理解,但是在基因水平排除的话容易导致假阴性,这一条简单粗暴有效,可作为初次筛选)
候选基因至少包括一个破坏性变异,比如无义、移码、经典剪切位点变异;(这条好理解,主要是寻找LOF突变)
至少在2个散发POAG中出现候选致病位点;(这也好理解,散发案例的原理就是寻找不同样本相同基因的不同或相同位点)
结果只有3个基因符合以上三条标准,分别是RAMP2,SERINC1,HIST1H4D,但是随后在重复队列中验证发现SERINC1,HIST1H4D在对照组中也出现了罕见变异,所以该2位被淘汰出局了,只剩下RAMP2。
使用一代Sanger测序对三个重复队列(中国:患者与对照;德国:患者与对照;印度:患者与对照)的RAMP2基因编码区进行测序,结果又在RAMP2基因上发现几个致病突变,具体如下
RAMP2编码单结构域跨膜蛋白。本研究中鉴定的5种变异位于RAMP2的细胞外区域,而第6种变异(SerArg)位于该蛋白的细胞质区域。从多物种保守性来看,多个变异位于序列保守区。
体外COS7细胞实验显示突变型RAMP2蛋白在细胞内聚集。
图1较低的放大倍数(myc染色,绿色)显示野生型(WT)RAMP2的表达(a)和突变RAMP2s(b-g)在COS-7细胞中的表达,野生型RAMP2在细胞质中弥散分布,而突变RAMP2s形成细胞内聚集体。细胞核用DAPI蓝色染色。
(a,b)小鼠视网膜免疫荧光分析显示RAMP2(绿色)在WT小鼠的RGC层和核内层中表达,并与RGC层中的Brn3A(红色)共定位。与WT小鼠相比,Ramp2+/-小鼠的视网膜中的RAMP2表达大大降低。(c,d)Western印迹分析显示,与WT相比,Ramp2+/-小鼠视网膜中RAMP2表达降低(P=0.01)。
(a,b)与WT小鼠相比,用肾上腺髓质素处理的Ramp2+/-视网膜中的RGC层中的cAMP水平显着更低(P=0.01)。(c)与WT视网膜中的阴性染色相比,在Ramp2+/-视网膜中观察到视网膜神经节细胞凋亡(绿色)。红色箭头表示检测到凋亡信号。
在该研究中,通过外显子组测序将RAMP2鉴定为新的POAG基因,并且结果显示RAMP2致病变异占所有POAG病例的约0.34%。在16个突变中,p.Glu39Asp和p.GluLys分别发生在4个和5个患者中,而另一个错义突变p.Glu54Lys也涉及谷氨酸,在2个患者中被发现。RAMP2基因的2号外显子和4号外显子的各自位置可能是突变变化的易感位点并且为突变热点。总之,该研究表明RAMP2的遗传破坏可能会干扰AM-RAMP2/CRLR-cAMP轴并阻止视网膜神经节细胞对肾上腺髓质素刺激作出反应,导致视网膜神经节细胞死亡。该发现支持cAMP在视网膜神经节细胞健康中起重要作用,因此它可以为POAG的治疗提供潜在的靶点。
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