RAB39B基因突变导致X连锁遗传帕金森综合征分子遗传学及机制研究

摘要

背景 帕金森病(Parkinson’s Disease)是一种常见的中老年慢性神经退行性疾病。青少年型帕金森综合征(Juvenile Parkinsonism，JP )是一种非常罕见的遗传性PD。患者大多于青少年时期发病，一般早于21岁，主要临床表现为进展较为缓慢的震颤、肌肉强直、运动迟缓和姿势不稳等帕金森综合征症状，多巴胺替代治疗效果良好。目前已发现20余种单基因突变与JP相关。Pakin、Pink1和DJ-1基因突变可导致具有单纯帕金森综合征症状的JP，而携带 PLA2G6、ATP13A2 和DNAJC6基因突变的患者除了具有帕金森综合征症状外，还可伴随言语障碍、锥体束征和构音障碍等不典型症状。RAB39B基因位于X染色体上，编码一种囊泡转运相关蛋白，该基因突变可导致伴有认知功能障碍的早发型PD。目前，在中国汉族人群中尚无RAB39B基因突变导致JP的报道。 目的 我们在前期工作中收集到1个JP家系，通过全外显子组测序(Whole exome sequencing，WES)技术，明确该家系的致病基因，了解RAB39B基因突变在中国散发性PD人群中的流行特点，并初步探究其在PD发病机制中的作用。 方法 1. 本研究纳入1个JP家系和505名在郑州大学第一附属医院就诊的散发性PD患者。所有患者均完善相关检查，并由两名神经内科专科医师进行详细的体格检查和诊断。同时，纳入510名性别、年龄与病例组匹配的健康对照。所有研究对象均知情同意，登记临床资料、抽血及定期随访。 2. 对该家系的2 名男性患者进行 WES，对测序结果进行后期分析验证，明确其致病基因。 3. 利用Sanger测序，在家系内所有成员进行RAB39B基因突变位点的验证；在本地区散发性PD和正常人群中进行RAB39B基因突变的筛查。 4. 构建含有本研究发现的致病突变位点的真核表达载体，利用脂质体转染、Real-time PCR、Western-blot及免疫荧光等技术来明确突变型RAB39B的表达水平及RAB39B对自噬功能和α-突触核蛋白(α-Synuclein，α-Syn)的影响。 结果 1. 该家系两名男性患者表现为青少年时期出现的肢体震颤、行动迟缓及肌强直等症状，伴随不同程度的认知功能障碍。患者的头颅磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)、计算机断层扫描(Computed tomography,CT)结果显示双侧基底节对称性的钙化。先证者之父及家系中女性成员均表现正常，符合X染色体连锁的遗传规律。 2. 根据 WES 结果，共筛选出 31 个两名患者共同携带的可疑致病变异，其中RAB39B(c. 536dupA)突变最有可能为致病突变。 3. 经过Sanger测序验证，该家系中患者Ⅱ-2和Ⅲ-1为RAB39B基因c.536dupA半合子突变。先证者母亲Ⅱ-3为RAB39B基因c.536dupA杂合突变。家系中其他正常成员Ⅱ-1、Ⅱ-4及Ⅱ-5不携带该突变。RAB39B基因c.536dupA突变与临床表型共分离。在本地区散发性PD和正常人群中未发现RAB39B基因新的致病突变。 4. 成功构建含有 RAB39B 基因(c.536dupA)突变型载体 pcDNA3.1-HA-RAB39B-536。在N2a细胞模型中，突变型RAB39B的转录水平约为野生型RAB39B的2倍，而突变型RAB39B的蛋白水平明显低于野生型，加入MG132后突变型RAB39B蛋白水平有所升高。 5. RAB39B基因(c.536dupA)突变组的LC3B Ⅱ/Ⅰ值显著低于野生组。 6. RAB39B蛋白可能与α-Syn存在体内相互作用关系。过表达野生型和突变型的RAB39B不影响内源性α-Syn的蛋白水平，而过表达野生型的RAB39B会导致外源性的野生型和突变型(p.A53T)α-Syn蛋白水平升高。 结论 1. 首次在中国汉族人群中发现RAB39B基因c.536dupA突变所导致的X染色体连锁遗传的JP。RAB39B基因突变不是PD常见的发病原因。 2. 首次发现RAB39B基因c.536dupA突变可导致患者出现双侧基底节区明显的钙化，扩展了RAB39B基因突变所导致的PD的临床表型。 3. RAB39B基因c.536dupA突变型蛋白稳定性下降，突变型蛋白可能通过泛素-蛋白酶体通路降解。 4. RAB39B基因c.536dupA突变可能影响细胞的自噬水平。 5. RAB39B蛋白可能与α-Syn存在体内相互作用关系,可能参与α-Syn的稳态水平的维持。

目录

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