新的剪接突变B3GAT3与矮小、生长激素缺乏、低血糖、发育迟缓和多发性先天性异常相关

摘要

B3GAT3、编码β-1,3-葡糖醛酸转移酶3在蛋白聚糖生物合成中具有重要作用。纯合子的B3GAT3突变与身材矮小、骨骼畸形和先天性心脏缺陷有关。我们首次描述了一种新型杂合剪接位点突变B3GAT3导致严重身材矮小、生长激素(GH)缺乏、复发性酮症低血糖、面部畸形和先天性心脏缺陷。一名女性婴儿，在34周的妊娠期由非血缘白人父母出生，出生体重为1.9 kg，发现有阴沟畸形，室间隔缺损，肺动脉狭窄和先天性感音神经性耳聋。在4岁时，她被诊断为GH缺乏症，因为她的身材矮小(身高< 2.5 SD)。脑下垂体MRI显示一个小的脑下垂体前叶。她有多种畸形特征:鼻前倾，小上翘，远视过度，轻微额凸，近端骨短，关节活动过度，眼睑裂向下倾斜。对患者和生母的基因组DNA进行全外显子测序(WES)。杂合突变B3GAT3(c.888+262T>G)在不变的“GT”剪接供体位点被鉴定。这种变异被认为是致病的，因为它降低了mRNA的剪接效率。

1.介绍

蛋白多糖是细胞外基质的一个有影响力的组成部分，协调细胞-细胞和细胞-基质的相互作用[1］．生化机械的缺陷，产生蛋白多糖，可导致严重的多系统疾病。细胞信号传导途径，最常见的发育途径可能变得破坏，骨骼发育和心血管成熟等过程将在完全完成之前停止[2］．蛋白多糖通过内质网的分泌途径产生，然后在高尔基复合物内构建糖胺聚糖(GAG)侧链。高尔基复合物中发生多种翻译后修饰，包括双糖的添加以及糖单元的表异构化和硫酸化，所有这些都是由各种糖基转移酶、表异构酶和磺基转移酶执行的[3.］．

β-1,3- glucuronyltransferase 3 (GlcAT-I)，由B3GAT3，位于11q12.3号染色体上[4由335个氨基酸和一条n -连接的聚糖链组成[5］．glcat-i是涉及蛋白多糖的Gag蛋白接头的生物合成的葡糖醛转移酶。具体地，GLCAT-I有助于添加末端四种糖，木糖 - 半乳糖 - 半乳糖 - 葡糖醛酸，因此其存在顺式高尔基体(6］．这种四糖的加入为细胞外信号的结合提供了一个外部表面。

纯合子突变B3GAT3在larsen样综合征患者的文献中已有报道。拉森综合征此前已被鉴定为与蛋白多糖合成相关的突变有关，B4GALT7，包括身材矮小、前额突出和多个关节(膝盖、臀部、肘部和手指)脱位等表型特征[7］．

在这篇报道中，我们首次描述了一个新的杂合子剪接位点突变B3GAT3导致严重身材矮小、生长激素(GH)缺乏、面部畸形和先天性心脏缺陷等症状。

2.案例展示

一个非血缘白人父母在妊娠34周出生的女婴，没有明显的产前史，注意到在2岁时有后泄殖腔需要重建手术。她有多种畸形特征，如前鼻孔，小上翘，远视过度，轻微额凸，近端骨(股骨、肱骨)短，关节活动过度，眼睑裂向下倾斜。她还患有先天性感音神经性耳聋，室间隔缺损和肺狭窄，需要手术矫正。表中总结了表型特征1．

在4岁时，她被诊断为生长激素(GH)缺乏，由于她的严重矮小身材(<2.5 SDS)，随后她开始生长激素治疗。脑下垂体核磁共振显示脑下垂体前叶小，其他脑下垂体激素正常。在长时间禁食19小时后，对其反复低血糖发作的调查与酮性低血糖一致(见表)2)．

在父亲一方有矮小和畸形的历史。也有一个死产的哥哥患有中线腭裂，小舌缺失，小颌，鼻梁凹陷，MRI大脑异常，如小脑蚓部缺失，部分胼胝体发育不全，先天性心脏缺陷和短骨。

CGH微阵列未显示任何拷贝数变异。对70个与生酮、酮解、碳水化合物代谢、脂肪酸氧化缺陷和高氨血症相关的基因进行了靶向外显子组测序，未发现任何致病突变。

3.方法

在获得书面和知情同意后，对患者和生物母亲的基因组DNA进行全面exome测序（WES）。我们无法从父亲那里获得样本。该研究得到了北部西利物浦中央研究伦理委员会（REC参考：15 / NW / 0758）和艾尔·赫德儿童NHS基金会信托，利物浦，英国的临床研究业务部门授予网站学习批准。从父母获得了知情和书面同意。从儿童和生物母亲中提取基因组DNA。使用SureSelect XT人类捕获外显子，所有外显子V5捕获库和DNA测序使用Illumina Hiseq4000在2×150bp配对端序列序列中进行。序列数据与参考基因组（GRCH37 / HG19）对齐。排除了1000个基因组项目，DBSNP142和NHLBI ESP Exomes中至少1％的次要等位基因频率中的至少1％的变体。预测的有害变体包括非同义一项编码，拼接站点，架构和停止增益变体。

使用ingenious变异分析(IVA)生物信息学软件开发了一个过滤系统(图)1）为了确定怀疑致病的小池，导致患者的表型特征。置信度值被设定为20的呼叫质量。常见的变体包括以下数据库中至少1％的次要等位基因频率存在的变体：等位基因频率界，1000个基因组项目，EXAC和NHLBI ESP展开。然后在诸如多酚的硅工具中预测突变的有害效果，例如聚酚，SIFT的SNP，以及最大扫描接头位点突变，该变体被分类为致病或可能的病原。最后，进行了杂种，化合物杂合，单倍细，嗜复合杂合，血液纤维，HET - 模糊和杂合突变的遗传分析。随后的研究是在滤液中进行与Genecards.org进行的，以确定与患者症状的任何相关性。

4.结果

在IVA筛选的203种可能致病的基因变异中，例如Col24a1, plxnd1, tecrl, ebf2, ablim1, prdm10,POSTN在详细审查当前文献中提供的生物学信息的详细审查后，筛选出来，因为他们没有用患者表型分离[8- - - - - -14］．

杂合突变B3GAT3(c.888+262T>G)在不变的“GT”剪接供体位点被鉴定。在这种变体的硅模型中，将其归类为致病变体。MaxEntScan评分降低了100%(从11.01到−0.14)，该变体降低了mRNA的剪接效率。MaxEntScan是一种硅片拼接缺陷预测工具，用于分析内含子序列与拼接机制的亲和力[15］．减少100％表明接头位点完全丢失，从而产生突然导致形成截短蛋白质的框架。

5.讨论

B3GAT3转录335氨基酸葡萄糖醛酸转移酶I (GlcAT-I)蛋白，该蛋白通过添加木糖-半乳糖-半乳糖-葡萄糖醛酸四糖连接分子催化蛋白聚糖生物合成的最后一步[16］．纯合的畸形突变B3GAT3以前被描述为“链接病”。糖胺聚糖连接病的特征是它们不能用酶来合成共同的连接区域，该连接区域将核心蛋白与其各自的糖胺聚糖侧链连接起来[17］．蛋白质聚糖对于细胞之间有效沟通至关重要。破坏由突变引起的联动区B3GAT3据报道会导致严重的发育缺陷。

我们首次描述了一个新的杂合子剪接位点突变B3GAT3(c.888+262T>G)在不变的“GT”剪接供体位点(图2)．我们假设剪接位点突变导致的截断蛋白导致蛋白多糖糖胺聚糖侧链的木糖-半乳糖-半乳糖-葡萄糖醛酸末端的生物合成不完全，由于可能的主要负面影响干扰二聚体和由此导致的酶活性下降。

我们患者的表型与描述的其他表型特征一致B3GAT3突变(表1)．所有的病例B3GAT3身材矮小，鼻孔前倾，眼睑裂向下倾斜，室间隔缺损。然而，这些都与纯合子错义突变有关，如c.671T > (p.Leu224Gln) [2), c.830G > (p.Arg277Gln) [1和c. 667 G>A (p.Gly223Ser) [18］．第一次，我们描述了一个剪接位点突变的病人B3GAT3这对表型有贡献。我们的病人也有GH缺乏症，治疗效果很好。GH缺乏与B3GAT3突变目前不清楚。然而，发育综合征与GH / IGF1（胰岛素生长因子-1）异常的发育综合症正在扩大。最近的一个例子是Bainbridge绳索综合征和主要IGF1缺乏之间的关联[19］．

除了在表型特征上的一些相似之处如表所示1，患者还存在生长激素缺乏和复发性酮症低血糖。初步的靶向外显子组测序实验发现了任何与酮生、酮解、碳水化合物代谢、脂肪酸氧化缺陷和高氨血症有关的突变基因，但未发现致病突变。这也是第一次报道GH缺乏与B3GAT3突变。

值得一提的是，患者的生父也是矮个子，面部畸形，骨短。不幸的是，无法获得父亲的DNA样本。此外，死产的兄长有面部畸形、短骨和心脏缺陷的历史，提示该家族中可能存在较强的单基因遗传病因外显率。我们承认，对生父和兄长的遗传分析将令人信服地建立潜在的单基因病因学。然而，由于无法获得来自父亲和死胎哥哥的样本，我们受到了限制。

6.结论

B3GAT3、编码β-1,3-葡糖醛酸转移酶3在蛋白聚糖生物合成中具有重要作用。纯合子的B3GAT3突变与身材矮小、骨骼畸形和先天性心脏缺陷有关。一个杂合的B3GAT3本研究在不变的“GT”剪接供体位点上发现了突变(c.888+262T>G)，这被认为是致病的，因为它降低了mRNA的剪接效率。进一步的功能研究可能有助于充分描述剪接位点变异突变的作用B3GAT3．

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

参考文献

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