眼咽遠端型肌病致病基因NAGK的鑑定與功能分析

《眼咽遠端型肌病致病基因NAGK的鑑定與功能分析》是依託北京大學，由王朝霞擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：眼咽遠端型肌病致病基因NAGK的鑑定與功能分析
• 項目負責人：王朝霞
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：面上項目

項目摘要

眼咽遠端型肌病（OPDM）是一種致病基因未明的罕見肌肉病。我們前期工作發現OPDM的肌纖維記憶體在自噬性鑲邊空泡，並出現內質網應激、自噬異常以及管絲樣包涵體；通過全外顯子組測序在一個常隱遺傳的OPDM家系中發現NAGK基因新突變，蛋白結構預測為致病突變。NAGK編碼蛋白是唾液酸代謝中的關鍵酶之一，其基因突變可能通過影響肌細胞的唾液酸代謝而導致蛋白糖基化障礙，從而引發肌纖維內異常蛋白的聚集以及自噬空泡形成。本項目將對OPDM患者深入分析其NAGK基因的突變和蛋白表達；擬誘導產生OPDM-iPSC並定向分化為肌細胞，以及構建NAGK突變轉基因鼠模型，運用生化、病理、基因晶片技術和蛋白組學等方法對細胞和動物模型檢測唾液酸含量和糖基化蛋白的表達、細胞自噬改變規律以及表觀遺傳學和蛋白組學研究。通過分析NAGK的相互作用分子及其功能，探討NAGK突變導致OPDM的分子機制，為該病的治療提供可能的靶點。

結題摘要

眼咽遠端型肌病（OPDM）是一種罕見的遺傳性肌肉病，其致病基因未明。前期工作發現OPDM患者肌纖維記憶體在自噬性鑲邊空泡，並出現內質網應激、自噬異常以及管絲樣包涵體；通過全外顯子測序在一個常隱遺傳的OPDM家系中發現NAGK基因新突變，蛋白結構預測為致病突變。根據課題研究計畫，我們建立OPDM臨床隨訪資料庫，完成NAGK基因的突變檢測和表達研究，總結OPDM患者的肌肉病理改變，分析內質網應激和自噬通路相關的蛋白表達。並建立Loss-of-function果蠅動物模型和NAGK基因條件性敲除小鼠動物模型，驗證NAGK基因功能。但因為NAGK突變未能在更多OPDM患者中得到驗證、果蠅動物試驗未獲陽性結果，我們及時調整研究方案，通過全基因組測序、三代測序、重複引物聚合酶鏈式反應和螢光擴增產物長度分析聚合酶鏈式反應相結合的綜合策略，首次鑑定出Gene G（文章尚未發表，以Gene G代稱致病基因）5’-UTR區（GGC）n異常擴增是OPDM的致病突變。進一步通過甲基化分析和Western-blot，發現OPDM患者Gene G表達水平不受影響，又通過RNA-Seq提示了OPDM機制中涉及的分子和通路。此研究為臨床診斷和進一步了解OPDM的發病機制提供理論依據。