【昊文章】天昊WES 平臺文章新高度，助力中國學(xué)者見刊Neuron

發(fā)稿時間：2018-06-15來源：天昊生物

天昊生物全外顯子測序技術(shù)（WES）平臺又有重磅文章面世！

福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科陳萬金教授、王檸教授團(tuán)隊與中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所熊志奇研究員團(tuán)隊，近日發(fā)現(xiàn)原發(fā)性家族性腦鈣化癥（Primary Familial Brain Calcification，PFBC）首個隱性致病基因MYORG。6月14日，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域雜志《Neuron》以“Biallelic mutations in MYORG  cause autosomal recessive primary familial brain calcification”為題在線發(fā)表了這一成果。天昊生物有幸參與了部分家系樣本的外顯子測序工作。在恭喜天昊生物客戶發(fā)表重磅文章的同時，我們想第一時間和大家分享一下這篇文章的研究思路。

英文題目：Biallelic mutations in MYORG  cause autosomal recessive primary familial brain calcification

中文題目：MYORG雙等位基因突變引發(fā)常染色體隱性原發(fā)性家族性腦鈣化癥

期刊名：《Neuron》    

發(fā)表時間： 2018年6月    

影響因子：14.024

研究背景

• 腦鈣化病是一種影響廣泛的神經(jīng)障礙性疾病，在老年人中發(fā)生率高達(dá)20%，尚無有效的治療手段。
• 原發(fā)性家族性腦鈣化癥（Primary familial brain calcification，PFBC ）是一種家族遺傳性腦鈣化癥，輕度鈣化者通常沒有癥狀，但重度鈣化者可表現(xiàn)出進(jìn)行性運(yùn)動障礙、神經(jīng)精神癥狀、構(gòu)音障礙和認(rèn)知障礙等。
•  PFBC通常以常染色體顯性模式遺傳，2012年華中科技大學(xué)劉靜宇教授的NG文章發(fā)現(xiàn)首個PFBC致病基因SLC20A2【1】, 后續(xù)又有三個致病基因被報道：PDGFRB、PDGFB 、XPR1【2-4】。但目前仍有一半左右的家族性患者的致病基因尚未明確。

 

研究方法

• 臨床樣本：51個PFBC家系
•  研究手段：全外顯子測序；一代測序；連鎖分析；RNA表達(dá)實驗；小鼠模型研究

研究結(jié)果

• 已知致病基因排除

收集51個PFBC家系，首先進(jìn)行目的區(qū)域測序，確定攜帶4個已知基因(SLC20A2, PDGFB, PDGFRB, XPR1)變異的家系數(shù)目。共有27（52.9%）個家系檢測到已知致病基因變異。

• 無已知致病基因變異Family1的WES

首先選擇了一個近親婚配家系，對2個同胞患者(V7和V9)和一個同胞非患者（V5）進(jìn)行WES，尋找純合突變（下圖家系1）。WES結(jié)果確定了5個可能的致病基因：DDX1, RABGAP1L, MYORG, ZCCHC6,TMEM2。

• 無已知致病基因變異Family2的WES

對家系2的2個同胞患者(III4和III6)和一個同胞非患者（III5）進(jìn)行WES，尋找純合突變或者復(fù)合雜合突變（下圖家系2）。WES結(jié)果確定了2個致病基因：MYORG和SHISA6.

• 無已知致病基因變異其它家系患者MYORG的目的區(qū)域測序

由于MYORG是唯一被確認(rèn)為家系1和家系2共有的可能致病基因。研究者對剩余家系（8個隱性家系和3個遺傳模式不明確的家系）的患者，進(jìn)行了MYORG的目的區(qū)域測序。結(jié)果在另外4個隱性家系中確定了MYORG基因的純合或者復(fù)合雜合突變（下圖家系3-5）。

 

•  6個隱性PFBC家系所有樣本MYORG基因測序，連鎖分析判斷突變是否共分離

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MYORG 基因突變與疾病共分離，LOD=4.91。1000例健康對照的基因編碼區(qū)測序，均沒有發(fā)現(xiàn)這些變異。6個家系，12個患者確定的所有突變信息見下表。MYORG 基因突變共解釋了11.8%（6/51）的PFBC家系，46.2%（6/13）的隱性遺傳PFBC家系。

 

•  功能研究確定基因表達(dá)位置

          通過與中科院神經(jīng)所熊志奇教授實驗室合作，使用原位雜交及免疫熒光發(fā)現(xiàn)，Myorg基因特異地表達(dá)在S100b陽性的星形膠質(zhì)細(xì)胞中。隨后，在Myorg-GFP          模型小鼠上GFP陽性細(xì)胞也表現(xiàn)出S100b陽性。同時Myorg-GFP熒光也提示該蛋白分布定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，可能參與調(diào)節(jié)腦組織星形膠質(zhì)細(xì)胞的蛋白質(zhì)糖基化。

• 基因敲除模型鼠觀察腦鈣化表型

在9月齡的Myorg基因敲除的小鼠腦內(nèi)，可觀察到雙側(cè)對稱性腦鈣化結(jié)節(jié)的形成，且鈣結(jié)節(jié)的主要成分為鈣、磷等，與臨床病人腦鈣化的元素組分高度相似，進(jìn)一步證實MYORG是PFBC新的致病基因。

研究結(jié)論和意義

•  此前報道的PFBC四個基因皆為顯性遺傳，而本文所發(fā)現(xiàn)的MYORG基因是PFBC首個隱性遺傳致病基因。
• MYORG 基因突變共解釋了11.8%（6/51）的PFBC家系，46.2%（6/13）的隱性遺傳PFBC家系。即MYORG突變在隱性家系中所占比例高達(dá)50%
• MYORG 基因特異性表達(dá)于S100b陽性的星形膠質(zhì)細(xì)胞中，首次表明膠質(zhì)細(xì)胞也是參與腦鈣化發(fā)生的關(guān)鍵因素。

 

參考文獻(xiàn)

1. Wang C, Li Y, Shi L，et，al. Mutations in SLC20A2 link familial idiopathic basal ganglia calcification with phosphate homeostasis. Nat Genet 2012;44(3):254-6.

2. Nicolas G, Pottier C, Maltete D, et, al. Mutation of the PDGFRB gene as a cause of idiopathic basal ganglia calcification. Neurology 2013;80(2):181-7.

3. Keller A, Westenberger A, Sobrido MJ, et, al.  Mutations in the gene encoding PDGF-B cause brain calcifications in humans and mice. Nat Genet 2013;45(9):1077-82.

4. Legati A, Giovannini D, Nicolas G, et, al. Mutations in XPR1 cause primary familial brain calcification associated with altered phosphate export. Nat Genet 2015;47(6):579-81.

 

特別感謝

天昊生物特別感謝福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科陳萬金教授對天昊生物技術(shù)和服務(wù)的認(rèn)可！天昊生物將長期致力于為分子生物學(xué)及醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究者提供高質(zhì)量的科研策略咨詢、實驗技術(shù)服務(wù)和遺傳數(shù)據(jù)分析，幫助廣大科研人員獲得更為優(yōu)質(zhì)的科研成果！