外显子组测序:残害感觉神经病变与痉挛性截瘫FAM134B基因的突变造成的

文摘

遗传性感觉和自主神经病变(hsan)的临床和基因异质群体涉及各种感官和自主神经功能紊乱的疾病。hsan)的最常见的症状包括失去感觉疼痛和温度经常导致慢性溃疡病人的脚和手。在这个案例研究中,我们提出的临床特征和遗传特征影响两个人从两个无关的沙特家庭呈现残害感觉丧失和痉挛性截瘫。我们使用纯合性映射和外显子组测序的隐性基因是一种有效的策略,从而获得快速分子诊断HSAN等基因异质性疾病。随后,一个无义突变(c。926 C > G;p.S309 )在FAM134B被确认。此外,我们证实,突变FAM134B成绩单是减少这些患者可能扰乱的受体,使下降的内质网途径促进自噬的过程。

1。背景

世袭的感官和自主神经病变(hsan)临床和基因异质群体周围神经系统疾病的各种模式的继承。HSAN一词最初是由Cavanagh等人1979年提出了五例早发性痉挛性截瘫与感觉神经病变(1]。痉挛性截瘫很温和,盖过了在他们的研究中更引人注目的残害下肢肢病。HSAN神经活检显示axonopathy有髓和无髓鞘的神经纤维的直径,但大脑和脊髓的正常(2]。HSAN-II主要是感觉神经病变显示常染色体隐形遗传;四种类型的HSAN-II (2、2、2 c和2 d)已被描述。患者HSAN2B (MIM # 613115)具有明显的自主神经功能障碍的存在有或没有远端运动参与HSAN2A相比在HSAN2C患者伴有远端肌无力。HSAN2D特点是对疼痛的不敏感,但否则正常的感官。HSAN2B体现在婴儿期或儿童早期与远端麻木和疼痛的逐步丧失,温度,和触觉3]。这里我们描述两个无关的近亲沙特家庭呈现HSAN2B paraspasticity引起的FAM134B突变。五个突变FAM134B已报告导致HSAN2B(人类基因突变数据库;http://www.hgmd.cf.ac.uk)。我们进一步证实,突变FAM134B成绩单是减少这些患者可能扰乱的受体,使下降的内质网(ER)途径促进自噬的过程。

2。案例展示

两个家庭在神经学诊所招募国王费萨尔专家医院和研究中心(KFSH&RC),利雅得,沙特阿拉伯。所有科目(患者和未受影响的家庭成员)是注册在IRB-approved协议(RAC # 2090011)。

家庭1:影响三个孩子(F1:第四:1、四:2和4:3)送给HSAN2B表型变量发病的年龄,疾病,和严重程度(图1(一)]。根据从家庭获得临床历史,最初的临床表现是痉挛性剪步态和频繁的年龄在一到三年的下跌。多个无痛溃疡基地开发的两大脚趾和脚底与复发性软组织和骨骼感染导致肢病和畸形的脚和小腿(图1 (b)]。在30年的后续在多个医院、索引案例四:1被几次治疗残害溃疡和畸形。脚和腿有轻微的弱点(MRC4)。反射亢进和阵挛下肢也指出。腹部反射和上肢的深部腱反射正常。脊柱MRI显示轻度稀释在胸脊髓的主要地区。在学校的表现是可以接受和两个病人四:2和4:3固定工作。

家庭2:一个15岁的男孩(F2:第四:1)提出了历史的频繁的瀑布,从小就不稳定,疼痛不敏感(图4年1(一)]。5年随访期间,他多次住院,由于皮肤溃疡和骨髓炎影响他的脚和脚趾。有轻度下肢痉挛状态的最小锥体的弱点(MRC4)。腱反射是夸大负面伸肌的反应。

触摸、针刺、温度和振动显示轻度损伤下肢远端部分的所有受影响的家庭1时正常的家庭2。在这两个家庭,施加强大压力跟腱或接触暴露骨区域没有足够的疼痛反射紧随其后。神经生理学研究结果正常或轻度异常在家庭1在早期阶段但后续研究显示在下肢感觉轴突主要多神经病,这是正常的家庭2。交感神经皮肤反应和击败击败变化也被发现是正常的家庭2但不正常的家庭1表明自主神经系统的参与。脑核磁共振以及其他血液和生化调查家庭(表中是正常的1)。

3所示。遗传评估

从外周血基因组DNA提取样品使用标准盐沉淀过程。样本量化spectrophotometrically并存储在-20°C。全基因组单核苷酸多态性(SNP)是使用Axiom执行全基因组pcr ASI阵列和基因泰坦MC仪器(美国圣克拉拉,Affymetrix Inc .)提供了一个高的587352个SNP基因覆盖整个基因组。基因组DNA的所有个人家庭1用于SNP基因分型和纯合性的检测区域(卢武铉)和分析是由AutoSNPa软件。卢武铉被定义为长期连续延伸的基因型相同,或纯合子,在受影响的个人由于相同的基因型的传播从父母到孩子。卢武铉(39-Mb)共享专门受影响家庭的兄弟姐妹1被确认5号染色体上p15.2-q11.3两侧rs835062 rs12516870。Whole-exome测序(韦斯)进行索引的情况下family1(四:1)来识别可能的因果变异。韦斯,短暂2微克的DNA被用来获得离子质子AmpliSeq图书馆。扩增外显子组目标是结扎与离子P1和离子Xpress条形码适配器。净化后的图书馆是量化使用qPCR离子库量化工具(美国热费希尔,卡尔斯巴德,CA)。准备的外显子组库进行乳液聚合酶链反应后,制造商的指令(美国热费希尔,卡尔斯巴德,CA)。最后template-positiveπ离子球粒子处理离子质子的测序仪器。结果数据分析和注释读取映射到UCSC hg19 (http://genome.ucsc.edu/)。我们发现了一个与250年共有40000个纯合子变异相对于hg19内存在预定义autozygome 5号染色体上。这些变异是进一步过滤加< 0.001的基础上,只有一个变体(c.926C > G;p.S309 )在FAM134B过滤(NM_001034850)幸存下来。验证韦斯变体,突变筛选是由使用标准的协议和PCR扩增引物设计使用primer3 (http://frodo.wi.Mit.edu/primer3/)。PCR扩增子被纯化和测序ABI棱镜大染料终结者v3.1循环测序工具在3730年ABI棱镜DNA分析仪(应用生物系统公司,Inc .,培育城市,CA,美国)。DNA序列分析使用Lasergene(明星Inc .,麦迪逊,WI,美国)软件包。种族隔离的序列变异与疾病表型是所有成员的家庭。由于相似的表型,指示病例(四:1)从家庭和家长2也桑格测序WES-identified变体,与疾病表型完全隔离在两个家庭(数字1(一)和1 (c)]。调查记录级别的无义突变的影响,我们进行了实时PCR定量FAM134B mRNA的病人(四:1;家庭1)和纯合子的野生型兄弟(IV: 5;家庭1)作为对照。从Paxgene管使用血液中提取总RNA RNA工具包(PreAnalytix试剂盒)使用iScript cDNA反向转录合成装备(Biorad)。定量聚合酶链反应进行合成cDNA使用铂SYBR绿色qPCR SuperMix-UDG工具包(表达载体)和应用生物系统公司实时PCR 7500快的系统。实时量化的FAM134B信使rna在索引中病人(IV: 1)家庭1表示减少4倍FAM134B信使rna表达相比正常的兄弟姐妹(图1 (d)]。

4所示。讨论和结论

HSAN2B主要是感觉神经病变和痉挛性截瘫一直很少描述。在先前报告的病例中,疾病进展是高度可变的。病人出现发病早期有轻度下肢痉挛状态和软弱,其次是溃疡和感染的四肢疼痛不敏感导致伤残感觉神经病变。神经生理学研究结果正常或轻度异常的早期阶段,但后来感觉轴突多神经病主要涉及下肢发达。小腿痉挛状态和软弱没有进步显著,所有患者保持动态多年。这些患者临床上类似例残害遗传性感觉神经病变和痉挛性截瘫从土耳其和摩洛哥血统与不同的变体FAM134B(p.S276Vfs8)和Cct5(p.H147R)基因,分别4- - - - - -6]。此外,土耳其血统的两个堂兄弟后不同的遗传性感觉和自主神经病变的临床课程被报道与身份不明的分子变异。HSAN2B包括所有已知的基因FAM134B被发现是负数,因此假定会有一个额外的小说土耳其基因表型(7]。而致病变种确认在我们的研究中之前已经报道过(8),此外我们的病人还表现出痉挛性截瘫。FAM134B编码新发现的高尔基体蛋白和三个基因即属于一个家庭FAM134A,FAM134B,和FAM134C。选择性自噬蛋白质FAM134家庭参与,一个降解通路参与特定的蛋白质和细胞器,周转率和FAM134蛋白质colocalize cis-Golgi giantin标志。它已经表明,这个家庭的成员蛋白质绑定后自噬调节受体ER退化(9]。任何偏差inFAM134B将扰乱高尔基体的动态形状对处理和分布至关重要的脂质和蛋白质。因此,异常FAM134B蛋白质无法充当ER-phagy受体妥协感觉神经元和自主的生存和进步的神经退化。突变p.S309预计导致nonsense-mediated衰变与蛋白质或完全没有可能截断和非功能性基因产物。FAM134B蛋白质的差别,对这些基因的进一步支持拟议的丧失其功能扰乱ER机制HSAN II型。然而的发病的作用FAM134B感觉神经病变的痉挛性截瘫依然不太为人所知,本研究扩展了表型异质性由于变异引起的FAM134B。纯合性映射和外显子组测序是用来确认精确的分子基因诊断在我们的研究作为一个有效的策略。总的来说,这项研究证实了先前描述的突变HSAN2B并显示减少突变基因的mRNA水平。这个mRNA腐烂之前推测但没有显示。的识别FAM134B突变将有助于确定运营商扩展这些家庭成员的遗传咨询。

缩写

hsan):	世袭的感官和自主神经病变
HSAN2B:	IIB遗传性感觉和自主神经病变类型
卢武铉:	地区的纯合性
韦斯:	Whole-exome测序。

数据可用性

所有的数据都包含在这篇文章。

伦理批准

批准本研究从KFSH&RC获得伦理委员会(RAC # 2090011)。

同意

前书面知情同意参与基因检测得到的所有家庭成员(或家长/未成年人的法定监护人)发表的病例报告和任何附带的图片。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

萨尔玛m . Wakil主要是负责的分子遗传学研究,解释数据,起草并最终确定手稿;赛义德a . Bohlega法赫德Al-Ajlan约瑟夫·Finsterer,默罕默德·a·Al-Muhaizea和艾莎艾尔卡塔尼主要负责临床支持,临床评估,和样品收集;Khushnooda拉姆赞•迈耶和布赖恩参与稿件的编辑;Samya Hagos和Rawan Humaidy协助开展分子遗传学研究;这样资金协助外显子组测序。所有作者阅读和批准最终的手稿。

确认

的病人和他们的家人都热情地承认他们的参与。作者大大感谢pcr和测序核心设施&国王费萨尔专家医院研究中心(KFSHRC)的支持。他们也感谢沙特人类基因组项目的资源由阿卜杜勒阿齐兹国王科技城,利雅得,沙特阿拉伯。这项研究是由KFSHRC (RAC # 2090011)和阿卜杜勒·阿齐兹国王城市科技(KACST # 12-BIO2943-20)。

引用

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