文摘
摘要目的:描述的表型2家庭vaccinia-related激酶1 (VRK1)突变包括一本小说VRK1突变。
方法:VRK1突变被发现,全外显子组测序与运动神经元疾病患者。
结果:我们确定了致病突变VRK1受影响的家庭成员的基因。在家庭1、复合的杂合突变被发现VRK1,c.356A > G;p。H119R,c.1072C>T; p.R358*, in 2 siblings with adult onset distal spinal muscular atrophy (SMA). In family 2, a novelVRK1突变,c.403G >;p。G135Rand c.583T>G; p.L195V, were identified in a child with motor neuron disease.
结论:VRK1突变可以产生成人SMA和运动神经元疾病在儿童没有pontocerebellar发育不全。
术语表
- 肌萎缩性侧索硬化症=
- 肌萎缩性脊髓侧索硬化症;
- dHMN + PS=
- 远端遗传性运动neuronopathy和锥体束的迹象;
- SMA=
- 脊髓性肌萎缩;
- 韦斯=
- 全外显子组测序
脊髓性肌萎缩(SMA)是一种遗传的条件特点是脊髓和脑干运动神经元丢失,导致近端和远端肌无力和萎缩。而96%的常染色体隐性形式的SMA与突变有关SMN1,1有一个重要的少数民族与非的病例SMN1有关的表型和多样化的遗传原因。2同样的,进步的运动神经元疾病,包括上、下神经元也临床和遗传异质性,与重叠在肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、SMA和远端遗传性运动neuronopathy和锥体束(dHMN + p)迹象。3
的VRK1基因编码表达丝氨酸激酶与一个角色在胚胎大脑皮层神经元增殖和迁移基因敲除小鼠模型的展示。4在细胞模型中,VRK1已被证明是与细胞周期调控有关,组蛋白修饰、DNA修复反应,干扰RNA加工,5,- - - - - -,7底层运动神经元疾病的共同病理生理的主题。
无义突变,c。1072 c > T (p.R358 *)VRK1曾被描述导致一个婴儿发病SMA表型与pontocerebellar发育不全和死亡在婴儿或儿童出现在纯合状态的血缘家庭德系犹太人血统。8
另一个病人有一个复杂的轴突的运动和感觉神经病变伴有头小畸型纯合子c和脑发育不全相同。1072 c > T (p.R358 *)无义突变。9在相同的研究中,致病复合杂合的VRK1变异,c。G70年6A (p.V236M) and c.G266A (p.R89Q), have been identified in patients showing a similar distal symmetric polyneuropathy and microcephaly.9
零星的成人运动神经元疾病患者的分析揭示了复合杂合变异体c。> 356 G (p.H119R)和c。961 c > T (p.R321C)。10
在这里我们报告VRK1化合物的杂合突变在2与成人SMA的家庭和儿童运动神经元疾病。
方法
遗传分析。
在这项研究中,受影响的病人在家庭1是凯利指数SMN1突变。全外显子组测序(韦斯)是由Axeq技术(韩国首尔)使用Illumina公司(CA)圣地亚哥TrueSeq工具来生成测序数据。带注释的韦斯数据进行基因变异的选择与表型之间的关系。前桑格测序分析对于SETX,ALS2,SOD1,LMNA,进行MFN2,TRPV4没有确定任何致病突变影响个人的家庭2;随后韦斯是华盛顿大学基因组中心。来自VCF文件的数据进行了分析使用内部Seave分析管道(Kinghorn临床基因组学中心,悉尼,澳大利亚)在纯合子和潜在的复合杂合子模型。序列变异的影响氨基酸替换为使用软件筛选评估11和Polyphen2。12
桑格测序进行确认突变渊源者,家庭成员分离分析。
临床表型:家庭1。
两个受影响的兄弟姐妹从德系犹太人血统的nonconsanguineous家庭(图1)。渊源者达到正常运动的里程碑在童年和正常生长参数。回想起来,她15岁的困难进行体育活动。她向医疗进步的35岁下肢弱点需要使用拐杖。运动功能的障碍是进步和56岁她需要踏板车,长臂拐杖动员。没有明显的眼,球,或感觉症状的疾病和她正常的智力功能。
(A)隔离复合杂合的序列变异的家庭1和2。固体符号表明个人的影响。符号用点说明运营商。箭头表示渊源者。下面展示了基因型个体进行测试。(B)的原理图VRK1蛋白质编码区和相应的VRK1显示突变的位置确定在家庭1(蓝色)和2(绿色)。
临床检查符合深远的对称的远端肌肉萎缩影响上、下肢对称(图2)。有一个主要的远端模式的弱点更加严重低于上肢,相对保存近端力量。在下肢反射缺席,但对称的上肢。没有证据表明小脑性共济失调。
神经生理学显示保存的感觉反应但严重,在逐步减少复合运动动作电位振幅相对保护传导速度。肌电图确定证据的慢性和主动去神经与运动神经元病理相符。上肢的运动诱发电位延长与核心组件显示上运动神经元参与了疾病,这是符合MRI脊髓萎缩的结果(图3一)。脑部核磁共振成像显示非特异性轻度至中度广义萎缩。Pontocerebellar发育不全或其他发育异常在其他患者先前描述的报道VRK1突变缺席(图3)。呼吸肌肉无力导致减少意味着吸气和呼气压力和nonprogressive海拔血液气体有限公司2。其他呼吸参数稳定了5年,没有辅助通风要求。血清肌酸激酶没有升高,下肢的核磁共振显示深刻的近端和远端肌肉萎缩与脂肪替代品。髂腰肌的相对保存,车厢内双边(图3)。
(一)MRI渊源者在家庭1 (SMA)。(A.a-A.c) T2图像和(公元)矢状T1形象展示温和的非特异性广义萎缩和缺乏pontocerebellar发育不全。(乙醯)T2图像矢状和(A.f)横向脊柱图像演示绳萎缩。(A.g-A.i) T2图像上大腿,小腿,大腿序列展示搅拌分散脂肪取代肌肉和车厢内的相对节约。(B)的MRI渊源者在家庭2 (ALS)。(B.a-B.c) T2图像和(B.d)矢状T1形象展示缺乏pontocerebellar发育不全。
渊源者有同样影响哥哥稍晚出现的进步电动机弱点在少年时代末期,发展为需要手杖在他30出头,要求一个铰接行走装置和轮椅在他40年代末。神经生理学显示慢性积极切除神经过程。
临床表型:家庭2。
病人是一个3岁的女孩,身材矮小,头小畸型人提供最初的远端下肢肌无力和肌萎缩,加上病态的深部腱反射和正常的感觉。弱点caudalocephalic方向发展,步行10岁和成套依赖日常生活在18年的活动。严重胸腰椎脊柱侧凸手术需要杆插入岁14年。发达与呼吸困难和呼吸功能障碍弱咳嗽伴有用力肺活量降至低于40%的预测。演讲变得越来越沙哑,柔软。眼脑干和小脑功能障碍缺席的迹象。骨骼和内分泌评估身材矮小没有确定任何特定的病因。
11岁神经生理学研究证明严重减少复合肌肉动作电位振幅结合慢性和主动去神经与运动神经病变/ neuronopathy一致。感官反应最初保存但随后减少重复测试19岁年。肌肉组织病理学显示明显萎缩的整个神经束,确认一个重要神经源性的过程。
大脑和脊柱MRI在7和16年是正常的。大脑MRI 20年证明正常结构(图3 b)。临床少年ALS的可能性,与上、下运动神经元的存在迹象在超过2脊柱区域和临床进展,促使Sanger测序如上所述。
标准协议的审批、登记和病人同意。
参与的人通过了儿科神经肌肉神经遗传学诊所协和医院和诊所Randwick悉尼儿童医院。从外围血液或者唾液基因组DNA分离。这些程序与知情同意根据协议进行人类伦理委员会批准的悉尼当地的卫生区,协和医院(HREC / 11 / CRGH / 105),东部和南部悉尼当地的卫生区(HREC / 13 / POWH / 203),澳大利亚。
结果
测试了复合杂合的VRK1突变NM_003384.2 (VRK1):c。(> 356 G);(1072 c > T) (p。[H119R]; [R358 *]1)SMA患者在家庭和NM_003384.2 (VRK1):c。(403 G > A);(583 t > G) (p。[G135R]; [L195V]在少年ALS患者在家庭2。没有发现其他基因致病变种与SMA或ALS患者或相关基因与身材矮小。
讨论
目前的情况下与成人远SMA和儿童运动神经元疾病扩大患者的临床表现VRK1突变。的识别VRK1突变在这些各种电动机表型与临床之间的重叠少年ALS, dHMN + PS和SMA,或许进一步团结运动神经元疾病发病机理的概念。
结果家庭1符合一个与种族隔离的常染色体隐性方式遗传VRK1变异与疾病(图1一个)。c。1072C>T mutation is well-characterized and described as pathogenic in the Ashkenazi Jewish population when in a homozygous state.8c。356A>G variant (ESP frequency <0.01%) encodes a histidine residue that is conserved across multiple vertebrate species and is in the protein kinase domain of theVRK1基因(图1 b)。这是评估在硅片工具(PROVEAN Polyphen2得分1和0.99913分数−3.804)和被列为有害的。c。356A>G missense substitution was reported in one recent case of a 32-year-old man with a 5-year history of ALS without cerebellar hypoplasia.9这个序列变异是最有可能致病,因为它存在于受影响的家庭成员1和零星的报道ALS的情况。10
在家庭2中,取代氨基酸都是高度保守的多个物种和小说的频率。583 t >在公共数据库121382年2 G变异。在线数据库工具支持致病性c。403 G > A和c。583T>G mutations (PolyPhen2 scores 1 and 0.997, probably damaging; SIFT score 0 and 0, deleterious; and CADD score 22.6 and 19.05, respectively). The mutations were Sanger sequenced for confirmation and each parent was found to carry one of the variants, supporting autosomal recessive inheritance (图1)。
p.Gly135Arg的蛋白质三维结构分析VRK1变体与希望14蛋白质结构分析套件数据库提出了不同电荷,大小和疏水性导致骚乱的局部结构和蛋白质错误折叠。同样,p.Leu195ValVRK1变异改变了氨基酸的大小,导致空空间的核心蛋白质。
最近其他表型相关VRK1突变。Gonzaga-Jauregui et al。9描述儿童远端感觉电机轴突神经病变与简化的旋转的头小畸型模式和第二个案例中也有类似的运动和感觉轴突神经病变不发达的小脑蚓部。
这份报告表明,后者的情况VRK1不仅是重要的电机系统体系结构的发展,但在长期的维护也很重要,运动神经元。VRK1突变应被视为成人SMA患者的鉴别诊断和儿童运动神经元疾病。
作者的贡献
马里恩斯托尔:组织和基因测试执行渊源者和家庭成员(家庭1),进行了生物信息学分析和解释韦斯数据,写的手稿。凌Hooi销量:收集数据的渊源者(家庭2),写的手稿。詹姆斯H.F.李:临床检查和采访渊源者(家庭1),写的手稿。Stephen Reddel:临床检查和神经生理学执行渊源者(家庭1),重要的修订手稿。应朱:监督的创建生物管道进行基因组分析,协助全外显子组数据的生物信息学分析和解释,重要的修订手稿。迈克尔·巴克利:组织和执行基因检测在渊源者和家庭成员(家庭2),解释变异的结果,重要的修订手稿。雨果桑帕约:临床检查,并采访了渊源者(家庭2),重要的修订手稿。托尼Roscioli:基因组测序获得的研究经费,开发基因组同意表格为病人登记,监督的创建生物管道进行基因组分析,进行了生物信息学分析和解释韦斯数据,关键的修订手稿。米歇尔·法勒:提供临床和科学方向的手稿,起草、审查和批准最终的手稿。加思•尼科尔森:提供临床和科学方向的手稿,计划,起草、审核,并完成手稿,临床检查,特点,采访渊源者(家庭1)。
研究资金
澳大利亚的运动神经疾病研究所支持。没有工业,政府,或机构资助。
信息披露
m·斯托尔报告没有披露相关的手稿。h .销量获得奖学金的支持公司里德的基础。j·李,s . Reddel朱y、m·巴克利h .桑帕约t . Roscioli m·法勒和g·尼克尔森报告没有披露相关的手稿。去首页Neurology.org为充分披露。
脚注
去首页Neurology.org为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。本文由作者支付加工费。
↵*这些作者的贡献同样这项工作。
↵‡这些作者文章的第二作者。
- 收到了2016年1月3日。
- 接受的最终形式2016年3月17日。
- ©2016美国神经病学学会的首页
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