医学进展
2018年03月号
医学进展

囊泡运输蛋白突变或与ALS有关

作者:贺利军

    《科学•转化医学》上发表的一项研究指出了肌萎缩性脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)的新的潜在风险基因。ANXA11(编码磷脂结合蛋白——膜联蛋白A11)中的突变存在于家族性和散发型ALS。突变蛋白从其正常的结合伙伴——钙周期蛋白(calcyclin)中分离出来,并聚集在细胞核和细胞质中。ANXA11可能有助于囊泡运输。
    外显子组测序已改变了罕见孟德尔疾病中的基因猎获(Gene hunting;指寻找引起个体表型差异的基因的过程)。这种测序方法对短病程的迟发型常染色体显性疾病尤为适用,如ALS(其DNA很少从同一家族的多个受影响个体中获得来支持传统的连锁分析)。ALS的终生风险为1/400,并且以大脑和脊髓运动神经元的退行性病变为主要特征,可导致渐进性麻痹,并在3年内死亡。10%的ALS具有家族遗传性,在约60%的欧洲家族中能够发现一种致病基因突变。同一基因的突变导致了大约10%的散发型ALS(sporadic ALS,SALS)病例,提示不完全外显(即使个体具有某特定基因,不表现特定的表型)。SOD1,TARDBP和FUS基因的非同义突变(碱基被替换之后,新旧密码子并非同义密码子,导致所编码的氨基酸改变)与C9orf72中的六核苷酸重复扩增共占所有ALS病例的约20%,而其他罕见的基因则占病例的1%~3%。在既往研究中,全基因组或全外显子组测序分析已经识别了9个ALS基因(VCP, PFN1, MATR3, CHCHD10, CCNF, TUBA4A, TBK1, NEK1和C21orf2)。
    英国伦敦国王学院的Bradley N. Smith的等人筛选了751例家族性ALS患者的全外显子序列,并在13名个体中鉴定出6个突变,其中包括ANXA11基因中的p.D40G。而70,000个对照组全部外显子序列不含p.D40G突变。这种突变在两个家族中导致了疾病隔离,并且存在于另外两个不相关的病例中(P=0.0102),所有突变携带者均有共同的奠基单倍型(founder haplotype)。在携带p.D40G突变的ALS患者的脊髓运动神经元和海马神经元轴突中,膜联蛋白A11阳性蛋白聚集体大量存在。表达ANXA11的转染p.D40G突变和其他N末端突变的人胚胎肾细胞显示,与钙周期蛋白的结合发生改变,p.R235Q突变蛋白形成不溶性聚集体。
    因此,ANXA11中的突变与ALS相关,细胞内蛋白质运输缺陷可能是发病机制之一。(作者:贺利军)
参考文献:Science Translational Medicine 2017;9:eaad9157

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