白质消融性白质脑病EIF2B基因突变筛查分析及内质网应激在白质消融性白质脑病发病中的作用
作者单位：北京大学第一医院儿科 山西医科大学第一临床医学院
会议名称：《2010中国青年遗传学家论坛》
会议日期：2010年
学科分类：1002[医学-临床医学] 100204[医学-神经病学] 10[医学]
基 金：国家自然科学基金:30772355,30872793 北京市自然科学基金:7082093
关 键 词：白质消融性白质脑病 EIF2B 突变 内质网应激
摘 要：白质消融性白质脑病(1eukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM)又称儿童共济失调伴中枢神经系统髓鞘化不良(childhood ataxia with central nervous systemhypomyelination,CACH)(OMIM 603896),是一种常染色体隐性遗传的单种基因遗传病,典型表现为运动智力倒退,运动倒退重于智力,共济失调,可伴视神经萎缩及癫痫,感染或轻微头部外伤可明显加重病情。头颅MRI特征性改变为双侧对称弥漫性深部白质长T1长T2信号,可累及皮层下白质,额、顶叶为主,Flair像为对称性白质高信号伴部分白质低信号甚至囊性变或大部分白质低信号仅存少量线状稍高信号。其致病基因于2001年定位于真核细胞翻译启动因子的编码基因EIF2B1-5,任—基因突变可导致该病。是人类遗传性疾病中第一个确定的由于翻译启动异常导致的疾病。北京大学第一医院儿科于2006年在国内首次确诊该病。致病基因EIF2B1-5分别编码eIF2B(真核细胞翻译启始因子2B,eukaryotic translation initiation factor 2B)的5个亚单位,EIF2B广泛表达于所有真核细胞中,在真核细胞蛋白质翻译启动过程中起重要作用。到目前为止,人类基因突变数据库(Human GeneMutation Database)中报道的与VWM相关的EIF2B1-5基因突变有120种,中国患儿突变18种,,EIF2B的功能主要是通过其底物EIF2的α亚单位磷酸化受到调控。VWM的发病机制中存在很多疑问,其中一个值得关注的问题就是为何患者每遇发热、轻微头部外伤等应激状态常会导致病情发作性加重,可能因为这些外部损伤引起细胞内质网内蛋白折叠发生异常,从而导致病情加重。目的对45例临床诊断VWM患儿进行EIF2B1-5基因突变筛查分析及内质网应激在白质消融性白质脑病发病中的作用。方法收集并分析45例患儿的临床资料;DNA直接测序进行EIF2B1-5基因突变检测;在取得患儿监护人知情同意的前提下,取两名基因确诊EIF2B3突变(均为我国发现的EIF2B3热点突变O346T(5/6))患儿及其父母(突变携带者)前臂掌侧约2mm2皮肤,进行皮肤成纤维细胞原代培养,分别在37℃和35℃孵育条件下给予皮肤成纤维细胞1μMFhapsigargin(内质网应激诱导剂,TG)刺激,用Western Blot方法检测刺激前后细胞总蛋白中EIF2α,P-EIF2α,ATF4的表达量变化,探讨内质网应激在VWM发病机制中的作用,及低温是否对TG引起的VWM患儿细胞发生内质网应激有保护作用。结果45例患儿均于3-5岁在头部外伤或发热后出现运动障碍和典型的MRI表现,伴或不伴运动智力异常,临床符合VWM诊断。45例患儿中18例在分子水平明确诊断占31%(18/45),共检测到18种EIF2B1-5基因的改变,包括:国内已经诊断了14例VWM患儿,其中7例VWM患者发现EIF2B5突变,6例发现EIF2B3突变,1例发现EIF2B2突变,在这18种突变中,11种突变是国际上尚未见报道的新突变,包括9种错义突变为EIF2B 5:c.185AT(p.D62V),c.1004GC(p.C335S),c.1126AG(p.N376D);c.807 GA(p.R269E);EIF2B 3:c.140GA(p.G47E),c.1037TC(p.I346T);c.935CGACAA(p.R312Q);EIF2B 2:c.254TA(p.V85E),c.922 GA(p.V308M);1种无义突变为EIF2B 5:c.805CT(R269X);1种缺失突变为EIF2B 5:c.1827-1838del(p.S610-D613del)。其中EIF2B 3突变占所有突变的22%,明显多于国际上报道的7%。Western blot结果显示:给予患儿皮肤成纤维细胞37℃条件下TG刺激,刺激前ATF4表达量非常少或无表达,P-EIF2α表达量非常少;TG刺激后2h,4h后ATF4、P-EIF2α表达量逐渐增高明显,刺激8h相对4h表达量有明显下降趋势或无表达;EIF2α在刺激0h,2h,4h,8h后表达量逐渐微量减少。35℃条件下给予皮肤成纤维细胞TG刺激,ATF4在刺激0h,2h,4h,8h均少量表达。且表达量无明显变化;P-EIF2α在刺激0h,2h,4h,8h后逐渐减少;EIF2α在刺激0h,2h,4h,8h后变化趋势同37℃条件下,为表达量逐渐微量减少。本研究首次在国内从分子水平明确了18例VWM患儿诊断,发现了11种国际上尚未见报道的与VWM相关的EIF2B1-5基因新突变;发现中国VWM患儿中