目的 分析AFG2A基因新发复合杂合变异导致伴有听力损失、癫痫发作和大脑异常的神经发育障碍(NEDHSB)一家系的临床表型和基因变异特点,并为其遗传咨询及产前诊断提供参考。方法 收集并分析NEDHSB一家系患儿、患儿妹妹及其父母的临床资料...目的 分析AFG2A基因新发复合杂合变异导致伴有听力损失、癫痫发作和大脑异常的神经发育障碍(NEDHSB)一家系的临床表型和基因变异特点,并为其遗传咨询及产前诊断提供参考。方法 收集并分析NEDHSB一家系患儿、患儿妹妹及其父母的临床资料,对患儿、患儿妹妹及其父母采用全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)检测,Sanger测序验证位点,软件预测其复合杂合变异的危害性。查阅国内外文献数据库,收集已报道的AFG2A基因变异病例并进行文献复习。结果该家系1例患者(先证者)表现有发育性癫痫性脑病,患儿妹妹随访至今无临床表现。WES检出患儿AFG2A基因存在c.1678G>A(p.Val560Ile)错义变异和一个新发现的移码位点变异c.544delA(p.Thr182fsTer14),第9号外显子上的c.1678G>A遗传自父亲,第5号外显子上的c.544delA遗传自母亲,形成复合杂合变异,患儿妹妹为AFG2A基因c.1678G>A(p.Val560Ile)错义变异携带者。根据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)变异分类指南,c.1678G>A(p.Val560Ile)位点为意义未明,c.544delA(p.Thr182fsTer14)位点为可能致病性的。其中,位点c.544delA为新发现的移码位点变异,且软件预测该变异使基因功能丧失。国内外的文献共报道该疾病38例,其中7例患者为移码位点变异,而本研究变异还未有记录。结论 本研究发现AFG2A新移码位点变异,丰富了AFG2A基因变异谱。AFG2A基因c.1678G>A和c.544delA新复合杂合变异为该家系患者的致病原因。展开更多
线粒体是真核细胞中最重要的能量产生细胞器,在物质代谢、细胞信号转导、氧化应激,以及多种形式的细胞死亡途径中发挥关键的调控作用。线粒体拥有独立于细胞核基因组的DNA——线粒体DNA(mtDNA),但是只编码13条多肽链、22个转运RNA(tRNA)...线粒体是真核细胞中最重要的能量产生细胞器,在物质代谢、细胞信号转导、氧化应激,以及多种形式的细胞死亡途径中发挥关键的调控作用。线粒体拥有独立于细胞核基因组的DNA——线粒体DNA(mtDNA),但是只编码13条多肽链、22个转运RNA(tRNA)和2个核糖体RNA(r RNA)。线粒体内的其他蛋白质都是由核基因(n DNA)编码的,这两个基因组协同工作,维持细胞的正常功能和稳态。已鉴定的人类细胞线粒体蛋白质组含有超过1158种蛋白质,它们分别定位于线粒体外膜、膜间隙、内膜和基质中,参与氧化磷酸化、三羧酸循环、分裂-融合动力学,以及维持线粒体稳态等重要功能。线粒体稳态和线粒体功能的正常发挥与线粒体蛋白酶密切相关,这些线粒体蛋白酶通过调节线粒体蛋白的活性,去除受损的或不必要的蛋白质,从而维持线粒体稳态并确保细胞存活。其中一组功能依赖于ATP结合和水解的线粒体AAA+蛋白酶(ATPases associated with diverse cellular activities,AAA+proteases),不仅执行降解错误折叠蛋白质的功能,还在线粒体融合蛋白的加工成熟、呼吸链复合物组装、mtDNA复制/转录等过程中发挥关键作用。研究发现,这些线粒体AAA+蛋白酶的基因突变或者表达异常导致其酶活性改变,严重损害线粒体结构和功能的完整性,并导致多种神经系统疾病的发生。本文主要以Lon蛋白酶1(Lon peptidase 1,LONP1)、酵母线粒体逃逸基因1样蛋白1(yeast mitochondrial escape 1 like 1,YME1L1)和ATP酶家族基因3样蛋白2(ATPase family gene 3-like 2,AFG3L2)等3种线粒体AAA+蛋白酶为例,详细阐述了它们的序列相似性和结构特点,以及在线粒体中的不同定位与功能。通过总结这3种蛋白酶基因突变与神经系统疾病的关系,发现已报道的疾病相关突变主要位于ATPase结构域和水解酶或肽酶结构域。因此,解析这些蛋白酶关键结构域的结构和突变导致的功能变化及其对线粒体乃至细胞稳态的影响,将为理解疾病机制和研发靶向干预策略提供参考。展开更多
Autosomal recessive spinocerebellar ataxias(SCARs)are one of the most common neurodegenerative diseases characterized by progressive ataxia.Although SCARs are known to be caused by mutations in multiple genes,there ar...Autosomal recessive spinocerebellar ataxias(SCARs)are one of the most common neurodegenerative diseases characterized by progressive ataxia.Although SCARs are known to be caused by mutations in multiple genes,there are still many cases that go undiagnosed or are misdiagnosed.In this study,we presented a SCAR patient,and identified a probable novel pathogenic mutation(c.1A>G,p.M1V)in the AFG3L2 start codon.The proband's genotype included heterozygous mutations of the compound AFG3L2(p.[M1V];[R632X](c.[1A>G];[1894.C>T])),which were inherited from the father(c.1A>G,p.M1V)and mother(c.1894C>T,p.R632X).Functional studies performed on hi PSCs(human induced pluripotent stem cells)generated from the patients and HEK293T cells showed that the mutations impair mitochondrial function and the unbalanced expression of AFG3L2 mRNA and protein levels.Furthermore,this novel mutation resulted in the degradation of the protein and the reduction of the stability of the AFG3L2 protein,and MCU(mitochondrial calcium uniporter)complex mediated Ca2+overload.展开更多
文摘目的 分析AFG2A基因新发复合杂合变异导致伴有听力损失、癫痫发作和大脑异常的神经发育障碍(NEDHSB)一家系的临床表型和基因变异特点,并为其遗传咨询及产前诊断提供参考。方法 收集并分析NEDHSB一家系患儿、患儿妹妹及其父母的临床资料,对患儿、患儿妹妹及其父母采用全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)检测,Sanger测序验证位点,软件预测其复合杂合变异的危害性。查阅国内外文献数据库,收集已报道的AFG2A基因变异病例并进行文献复习。结果该家系1例患者(先证者)表现有发育性癫痫性脑病,患儿妹妹随访至今无临床表现。WES检出患儿AFG2A基因存在c.1678G>A(p.Val560Ile)错义变异和一个新发现的移码位点变异c.544delA(p.Thr182fsTer14),第9号外显子上的c.1678G>A遗传自父亲,第5号外显子上的c.544delA遗传自母亲,形成复合杂合变异,患儿妹妹为AFG2A基因c.1678G>A(p.Val560Ile)错义变异携带者。根据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)变异分类指南,c.1678G>A(p.Val560Ile)位点为意义未明,c.544delA(p.Thr182fsTer14)位点为可能致病性的。其中,位点c.544delA为新发现的移码位点变异,且软件预测该变异使基因功能丧失。国内外的文献共报道该疾病38例,其中7例患者为移码位点变异,而本研究变异还未有记录。结论 本研究发现AFG2A新移码位点变异,丰富了AFG2A基因变异谱。AFG2A基因c.1678G>A和c.544delA新复合杂合变异为该家系患者的致病原因。
文摘线粒体是真核细胞中最重要的能量产生细胞器,在物质代谢、细胞信号转导、氧化应激,以及多种形式的细胞死亡途径中发挥关键的调控作用。线粒体拥有独立于细胞核基因组的DNA——线粒体DNA(mtDNA),但是只编码13条多肽链、22个转运RNA(tRNA)和2个核糖体RNA(r RNA)。线粒体内的其他蛋白质都是由核基因(n DNA)编码的,这两个基因组协同工作,维持细胞的正常功能和稳态。已鉴定的人类细胞线粒体蛋白质组含有超过1158种蛋白质,它们分别定位于线粒体外膜、膜间隙、内膜和基质中,参与氧化磷酸化、三羧酸循环、分裂-融合动力学,以及维持线粒体稳态等重要功能。线粒体稳态和线粒体功能的正常发挥与线粒体蛋白酶密切相关,这些线粒体蛋白酶通过调节线粒体蛋白的活性,去除受损的或不必要的蛋白质,从而维持线粒体稳态并确保细胞存活。其中一组功能依赖于ATP结合和水解的线粒体AAA+蛋白酶(ATPases associated with diverse cellular activities,AAA+proteases),不仅执行降解错误折叠蛋白质的功能,还在线粒体融合蛋白的加工成熟、呼吸链复合物组装、mtDNA复制/转录等过程中发挥关键作用。研究发现,这些线粒体AAA+蛋白酶的基因突变或者表达异常导致其酶活性改变,严重损害线粒体结构和功能的完整性,并导致多种神经系统疾病的发生。本文主要以Lon蛋白酶1(Lon peptidase 1,LONP1)、酵母线粒体逃逸基因1样蛋白1(yeast mitochondrial escape 1 like 1,YME1L1)和ATP酶家族基因3样蛋白2(ATPase family gene 3-like 2,AFG3L2)等3种线粒体AAA+蛋白酶为例,详细阐述了它们的序列相似性和结构特点,以及在线粒体中的不同定位与功能。通过总结这3种蛋白酶基因突变与神经系统疾病的关系,发现已报道的疾病相关突变主要位于ATPase结构域和水解酶或肽酶结构域。因此,解析这些蛋白酶关键结构域的结构和突变导致的功能变化及其对线粒体乃至细胞稳态的影响,将为理解疾病机制和研发靶向干预策略提供参考。
基金supported by the National Key Research and Development Program of China(2019YFA0801402)the National Natural Science Foundation of China(82271890)+3 种基金the Shanghai Key Clinical Specialty Project(shslczdzk05705)the Shanghai Top Priority Key Discipline Project(2017ZZ02019)Innovative Research Team of High-Level Local Universities in Shanghai(SHSMU-ZDCX20212200)the Macao Science and Technology Development Fund(FDCT)(0092/2022/A2,003/2022/ALC)。
文摘Autosomal recessive spinocerebellar ataxias(SCARs)are one of the most common neurodegenerative diseases characterized by progressive ataxia.Although SCARs are known to be caused by mutations in multiple genes,there are still many cases that go undiagnosed or are misdiagnosed.In this study,we presented a SCAR patient,and identified a probable novel pathogenic mutation(c.1A>G,p.M1V)in the AFG3L2 start codon.The proband's genotype included heterozygous mutations of the compound AFG3L2(p.[M1V];[R632X](c.[1A>G];[1894.C>T])),which were inherited from the father(c.1A>G,p.M1V)and mother(c.1894C>T,p.R632X).Functional studies performed on hi PSCs(human induced pluripotent stem cells)generated from the patients and HEK293T cells showed that the mutations impair mitochondrial function and the unbalanced expression of AFG3L2 mRNA and protein levels.Furthermore,this novel mutation resulted in the degradation of the protein and the reduction of the stability of the AFG3L2 protein,and MCU(mitochondrial calcium uniporter)complex mediated Ca2+overload.
