腓骨肌萎縮症新致病基因的鑑定及功能研究

《腓骨肌萎縮症新致病基因的鑑定及功能研究》是依託上海交通大學，由孫順昌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：腓骨肌萎縮症新致病基因的鑑定及功能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫順昌
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

腓骨肌萎縮症（Charcot-Marie-Tooth, CMT）是常見的遺傳性周圍神經病，已發現的致病基因有41個。前期我們發現一個常染色體顯性遺傳CMT家系，連鎖分析基本排除已知的致病基因位點。通過外顯子組測序和Sanger測序提示該CMT家系可能是C1orf194基因的c. 329T＞A （p. Ile110Asn）突變所致；免疫組化顯示先證者突變C1orf194蛋白在神經元內聚集，提示該突變可能通過突變蛋白的錯誤摺疊進而導致神經退行性病變，產生CMT表現。C1orf194基因是一未知功能的基因。本研究將在前期研究基礎上，通過體內外實驗證實C1orf194基因為常染色體顯性遺傳CMT的致病基因，研究C1orf194蛋白的功能，並探討C1orf194基因突變致CMT的分子機制。項目開展既能增加對CMT遺傳基礎的理解，又可探討C1orf194基因的功能，甚至可為CMT分子治療提供依據。

結題摘要

項目背景：腓骨肌萎縮症（Charcot-Marie-Tooth, CMT）是常見的遺傳性周圍神經病，臨床表現和遺傳均具異質性，已發現41個致病基因，仍有近30% CMT患者未能找到致病基因。這給臨床診斷和產前診斷帶來困難。我們在前期研究中發現一個C1ORF194基因p. I28 N突變的CMT家系，故申請了《腓骨肌萎縮症新致病基因的鑑定及功能研究》項目研究。研究內容及結果：項目在臨床研究部分通過中南大學湘雅醫院找到了一個C1ORF194基因p.K28I突變所致CMT家系，驗證了C1ORF194是CMT的新致病基因。在SH-SY5Y細胞內，C1orf194蛋白定位於胞漿，突變蛋白呈點狀聚集，且降解速率比正常蛋白低，這與CMT患者胞漿內C1orf194蛋白聚集一致。在SH-SY5Y細胞內還發現C1orf194與GRP75蛋白存在相互作用，突變蛋白則失去這種相互作用。進一步研究發現C1orf194調控GRP75蛋白，C1ORF194基因突變導致線粒體和內質網間Ca2+運輸障礙，引起胞漿內Ca2+升高，導致神經元壞死，這是引起CMT的分子機制。項目通過CRISPR/Cas9技術獲得了C1orf194+/Ile121Asn突變鼠，4月齡通過懸尾、Rotarod、腳印及抓力等實驗顯示C1orf194+/Ile121Asn雜合和純合鼠表現出類似人CMT症狀。通過觀察C1orf194+/Ile121Asn雜合和純合鼠坐骨神經切片發現神經纖維排列不規則，部分神經纖維存在脫髓鞘或髓鞘摺疊等改變，軸突與神經纖維面積比（g-ratio）較正常鼠下降，這些神經病理改變類似人CMT患者的神經病變。項目不僅證實了C1ORF194基因是CMT新致病基因，也對其致病機制進行了探討。項目主要研究成果發表在《Brain》（IF=11.814）雜誌上（2019, 142: 2215-2229）。研究意義：項目首次發現C1ORF194是CMT新致病基因，拓展了CMT致病基因譜，增加了CMT臨床診斷和產前診斷的準確性；項目還探討了C1ORF194基因突變致CMT的分子機制，為治療研究奠定了基礎。C1orf194以前是一個未知功能蛋白，本項目發現其功能是調節GRP75蛋白，控制線粒體和內質網間Ca2+流，為進一步研究C1orf194蛋白結構與功能提供了依據。