文摘
目的理解的角色angiopoietin-like 6基因(ANGPTL6)在颅内动脉瘤(IAs),我们研究了它的角色在一个大的家族IAs。
方法个人与家庭的历史IA招募到遗传和观察蛛网膜下腔出血(天啊)的研究。的ANGPTL6利用Sanger测序基因测序。确定的遗传变异比较控制人口。
结果我们发现6罕见ANGPTL6基因变异在9/275个人与家庭的历史IA(3.3%)(5错义突变和1无义突变导致过早终止密码子),没有出现在控制。其中一个先前报道:c。392 > T (p.Glu131Val)外显子2;另一个非常接近:c。332 g > A (p.188金宝慱官网下载Arg111His)。两个进一步的遗传变异fibrinogen-like域内的撒谎ANGPTL6基因,这可能会影响功能或ANGPTL6蛋白水平。最后2个错义突变位于ANGPTL6卷曲螺旋域内的蛋白质。跨物种基因变异都是守恒的。
结论ANGPTL6IA的遗传变异是一个重要原因。因此有缺陷或缺乏ANGPTL6蛋白质血管扩散的一个重要因素导致IA;这种蛋白质的功能障碍可能导致异常增殖或血管壁的弱点。通过这些数据,我们不仅强调筛选家族IA例的重要性ANGPTL6在IA和其他基因,但也突出了ANGPTL6通路作为一个潜在的治疗目标。
证据的分类这是一个第三类研究表明一些特异性的存在ANGPTL6基因标记的家族性颅内动脉瘤与家族性动脉瘤的一小部分人。
术语表
- aSAH表示=
- 动脉瘤性蛛网膜下腔出血;
- ExAC=
- 外显子组聚合财团;
- 盛名=
- fibrinogen-like域;
- gnomAD=
- 基因聚合数据库;
- 天啊=
- 遗传和观察蛛网膜下腔出血;
- IA=
- 颅内动脉瘤;
- 加=
- 轻微的等位基因频率;
- MRC=
- 医学研究委员会;
- 国家导弹防御=
- nonsense-mediated衰变;
- 长官=
- 蛛网膜下腔出血;
- 筛选=
- 排序从宽容不宽容的;
- UIA=
- 未破裂颅内动脉瘤
百分之三的普通人群港未破裂颅内动脉瘤(UIA)。1uia导致破裂动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aSAH表示),一场毁灭性的条件与高死亡率和发病率和巨大的社会经济负担。2,3尽管努力发现动脉瘤形成和破裂的相关因素,对机制推动动脉瘤形成,发展,和断裂以及这种疾病的遗传背景。一些遗传性疾病,比如常染色体显性遗传多囊肾疾病,已增加动脉瘤形成和破裂。4,5增加证据,遗传因素也扮演一个角色在颅内动脉瘤患者(IA)形成潜在的遗传疾病。6,7
大多数IAs获得病变引起血流动力学相关的压力和有缺陷的墙下的反应。8干扰在血管生成因素可以导致血管结构发生变化和脑动脉壁的稳定。基因参与血管生成地调查。angiopoietin-like 6 (ANGPTL6基因是编码蛋白质的基因属于ANGPTL家庭,在血管生成与监管能力有关。9,- - - - - -,11ANGPTL6已被确定为一个循环proangiogenic因子内皮通透性增加。9,12最近的出版物发现显著富集稀有编码内的变异ANGPTL6在家族IA患者。13他们表现出减少50%血清浓度的ANGPTL6个人杂合的c.1378A > T。13
我们目的在于外部验证前面的研究结果,寻找额外的罕见变异,并评估罕见变异率在一个大的个人与家庭IA的历史。
方法
病人的选择
主要分析,我们包括患者可用的DNA和家族IA至少1影响第一次——或者二级相对IA,招募到遗传和观察蛛网膜下腔出血(天哪)研究评估之前报道变异是否影响被发现在那些只有1第一——或者二级家庭成员(图1)。只有病人只有1第一或二级相对的影响。未破裂或破裂患者IA可能被纳入本研究。我们比较患者家族IA和其余的群组表1为了突出不同之处。的描述整个群体在其他地方发表。14书面知情同意了所有的参与者,或缺乏能力的情况下,从一个代表。我们不包括perimesencephalic蛛网膜下腔出血(SAH)患者(定义为血液分布主要或仅在中脑周围的水池),缺乏颅内动脉瘤或长官由于创伤以及霉菌的动脉瘤。没有一个病人被诊断出患有恰当牵拉,马凡综合征,或多囊肾疾病。IA在CT /核磁共振血管摄影证实或数字减影血管造影。因为本研究的主要目的是复制IA和标识符变量之间的关系ANGPTL6,从影响和遗传数据/影响亲属没有收集除了一对母女,隔离并没有进行分析。
这项研究是通过相应的伦理委员会(参考09 / H0716/54)。
我们用大脑切片控制从我们自己的实验室以及医学研究理事会(MRC)的大脑外显子组控制,排除个人与已知先前中风(n = 59),比较罕见的遗传变异的频率控制群体中发现的情况下。
主要研究目标是外部验证和评估额外的罕见变异ANGTL6基因。这是一个第三类研究证据。
桑格测序
我们提取的基因组DNA进行PCR扩增外显子2 - 6的ANGPTL6其次是Sanger测序基因。引物序列可以根据要求提供。之前,我们使用Exo-Fast清理PCR产品执行dye-terminator测序PCR与BigDye终结者v3.1(热费希尔)。PCR测序产品清洗使用交联葡聚糖(西格玛奥德里奇)之前被加载到有所3730 xl基因分析仪(应用生物系统公司)。我们使用SeqScape v.3.0软件(应用生物系统公司)进行序列分析。
按照之前的出版物,我们过滤掉变异与未成年人等位基因频率(加)高于1%的基因组数据库(gnomAD)聚合,v2.1.1。13
大脑银行正常神经病理和MRC控制
库使用TruSeq外显子组生成浓缩了大脑切片控制工具(Illumina公司),根据制造商的协议,和测序Illumina公司HiSeq,产生150个基点配对读取结束。获得的平均覆盖率是36×。读取被对齐GRCh37使用Novoalign和变异被称为使用GATK HaplotypeCaller。全外显子组测序的数据MRC大脑银行样本来自EGA (EGAS00001001599),主要使用Illumina公司测序HiSeq 2000阵列(ega-archive.org/)。
我们比较罕见变异的加在我们的情况下与我们大脑内部控制外,湄公河委员会控制,和人口数据数据库,特别是gnomAD (gnomad.broadinstitute.org)和外显子组聚合财团(ExAC) (exac.broadinstitute.org)(图2)。15然后我们进一步检查的估计效果根据使用不同的计算预测项目罕见的基因突变。功能预测分数,我们使用PolyPhen-2和排序不能容忍的宽容(筛选)。这些都是用来帮助解释序列变异。
标准协议的审批、登记和病人同意
本研究获得的人体实验伦理标准委员会的批准任何使用人类被试的实验(UKCRN id - 7512, 09年/ H0716/54)。
数据可用性
匿名数据共享的要求从任何合格的调查员。EGAS00001001599可以从欧洲Genome-Phenome要求存档。
结果
我们包括275 IA家族史的患者。275例患者,185例(67.3%)有一个aSAH表示。基线特征和危险因素进行了总结表1。将家族与零星的IA进行比较,我们发现个人与家族IA,正如预期的那样,比他们年轻分家等价的。有趣的是,个人与家族IA更频繁地女性,和更频繁地在口服抗凝,但不是抗血小板。我们没有找到一个不同的高血压。在我们的患者群IA的家族史,9/275的人(3.3%)存在一种罕见的(< 0.01% gnomAD于其实突变(图27/9的家庭树个人)。
我们发现总共有13个不同的核苷酸的变化ANGPTL6。这些变化导致的四个氨基酸和3 gnomAD加1%以上(2也出现在对照组),因此不考虑。在剩下的6中罕见的基因变异,我们注意到5个不同的错义突变和1无义突变(表2)。这些罕见的遗传变异存在于我们控制人口1800人。图3显示动脉瘤的影像学研究3的患者。
病人1:一名48岁的女性出现蛛网膜下腔出血(SAH)的右大脑侧裂和上水箱内轴向41 CT检查(a),从一个大型终端M1段右大脑中动脉动脉瘤在最大强度投影轴向CT血管造影(B),和一个斜的选择性注入的右颈内动脉数字减脑血管造影术(C)。病人2:一个41岁的男人有长官在右大脑侧裂,前两半球间的裂缝,在轴向和右四迭体的水箱41 CT检查(D),从一个a1a2结左大脑前动脉的动脉瘤演示了在轴向CT血管造影术(E),和一个市镇投影的选择性注入左颈内动脉数字减脑血管造影术(F)。病人3:57岁的妇女在大脑侧裂缝出现广泛的长官,前两半球间的裂缝,以及perimesencephalic和轴向周围水池41 CT检查(G)和左颈内动脉的后段动脉瘤交流演示了在横向投影的选择性注入左颈内动脉数字减脑血管造影术pre - (H)和post - (I)线圈栓塞满意排除在动脉循环。
之前报道的变异和相关的变体
我们复制先前发现的c。392一个>T (p.Glu131Val), which has previously been reported as deleterious as per SIFT.13在我们的群体中,这种突变出现在2个人(加0.004;图2,个人1和2)。它不是出现在我们控制人口或ExAC数据库,但它存在于gnomAD人口控制,加0.001。p。Glu131Val is moderately conserved across species, and lies within the linker region between the coiled-coil and fibrinogen-like domains (FLD), but no functional role has been described (图4和图5)。我们发现一个以前未报告的突变非常接近c。392 > T: c。332G>A (p.Arg111His) in 1 individual (MAF 0.002;图2、个人8)。这种变体不是出现在我们控制人口或ExAC gnomAD数据库和按筛选估计是有害的。卷曲螺旋域内的突变的谎言,这是重要的angiopoietin-like蛋白质的功能。16p。Arg1188金宝慱官网下载11His守恒的跨物种适度但没有被描述为这个特定的功能角色残渣。
小说罕见变异
除了c。332G>A (p.Arg111His), which lies in close proximity to the previously reported c.392A>T (p.Glu131Val), we found 4 additional rare genetic variants that have not been reported. Most notably, we found a c.851C>G (p.Ser284*) nonsense mutation leading to a premature stop codon in 1 individual (MAF 0.002;图2,个人3)。这个变体不是存在于我们自己的控制队列;但是,它存在于ExAC gnomAD,分别加器为0.0004和0.0005。这种突变发生在Ex4,预计将导致nonsense-mediated衰变(NMD)或截短蛋白的生产缺乏大部分的盛名。这种stop-gain突变被认为导致完全丧失ANGPTL6蛋白质的分泌细胞。17这是适度守恒的跨物种。
另一个突变出现在我们的箱子躺的盛名ANGPTL6基因是c。1073G>A (p.Arg358His), which was again present in 1 individual (MAF 0.002;图2,个人4)。这个变体不是出现在我们的对照组但在ExAC和gnomAD数据库加较低的0.00002和0.00003,分别。p。一个rg358His lies within the FLD, which is also important for the activity of angiopoietin-like proteins and is moderately conserved across species, but no functional role of this specific residue has been described.16
最后,我们发现2进一步错义突变:c。243 g > C (p.Arg81Ser) 1个人(加0.002;图2个人5)和c。245T>A (p.Gln82Leu) in 3 individuals (MAF 0.005;图2个人6和7;家庭树第三个人不提供)。有趣的是,这些人的第2(母亲和女儿)有关。这两个基因变异影响相邻的残留物,谎言的卷曲螺旋域内ANGPTL6。氨基酸都是适度守恒的跨物种但没有被描述的功能作用。
讨论
我们现在的研究ANGPTL6基因有一大群人的家族史IA复制1前面提出的变体:c.392。> T (p.Glu131Val)链接器区域。此外,我们发现c。332G>A (p.Arg111His) located very close to this previously described mutation within the coiled-coiled domain. We also found 2 genetic variants in the FLD of theANGPTL6基因,1是无义突变导致stop-gain,结果被描述完整ANGPTL6分泌的损失。这里提出的遗传变异被发现在1800年我们的控制。
最有可能由于不断扩大,有时合并数据库gnomAD和ExAC等,一些前面描述的变体现在也被描述在这些控制人口。我们没有复制任何其他变体,但发现4额外的描述。这里所有的罕见变异报道少见得多在分析控制人口,如果存在。
我们的研究提供了额外的洞察力在先前研究的基础上ANGPTL6在个人与家庭IA。13c。851C>G (p.Ser284*) stop-gain mutation we identified lies inANGPTL6Ex4和可能导致NMD突变的记录,这可能导致haploinsufficiency。也有可能这突变导致截短蛋白的表达缺乏大部分的盛名,减少ANGPTL6蛋白质功能或稳定。事实上,一项研究报道这种变异会导致完全丧失ANGPTL6蛋白质的分泌细胞。17ANGPTL6分泌减少的实际效果仍是未知的,需要进一步调查。我们还确定新的基因变异的盛名和卷曲螺旋域ANGPTL6,这可能会损害proangiogenic函数或整体蛋白质的稳定性。16虽然没有特定的函数ANGPTL6已经建立,盛名建议调节血管生成活动。10,16这同样适用于卷曲螺旋域。几个函数这一领域的报道,包括活动聚合物形成、分子识别、细胞骨架调节,pH值传感。18根据可获得的信息,一个占主导地位的消极机制不能最终排除,特别是错义变化。一个潜在的机制可能是突变改变了蛋白质结构绑定,防止ANGPTL6信号。ANGPTL家族也调节脂质和糖代谢,这样间接影响IA形成的危险因素,如高血压。19,- - - - - -,22
Bourcier et al。13假设,个人的罕见变异ANGPTL6基因可能需要额外的因素,以触发IA的发展。因此,杂合的ANGPTL6基因变异可能只表现出有害影响结合某些危险因素如高血压。之前其他基因也被报道在家族IA发挥作用,如ADAMST15和资金。ADAMST15已被证明是重要的聚合与IA的家庭。23它可能是通过异常转录金属蛋白酶与IA的形成有关。24两个罕见的变异资金基因在家族IA情况下被发现。25删除和基因的突变引起的一种侏儒症与IA高达20%。25这表明这种疾病的遗传复杂性。
我们的研究优势:我们现在有一大群人的个人与家庭的历史IA测序利用Sanger测序。桑格测序仍然是突变的黄金标准确认。Sanger测序和whole-exome测序报告之间的一致性为97.3%。26这允许我们检查中发现的变异情况下在控制人口测序whole-exome测序。没有一个罕见的遗传变异中发现我们的病例出现在我们自己的控制数据集;如果基因变异存在于gnomAD和ExAC控制人口,他们明显少,减少“赢者的诅咒”的可能性。
研究也有局限性:我们没有序列影响或影响家庭成员(预计2人相关)作为家庭成员的DNA没有可用的,我们的目的是在外部验证前面的4中罕见的编码变异的结果ANGPTL6基因;收集的信息和DNA亲戚通常不作为研究的哪一部分。这将是特别感兴趣的1变种出现在母亲和女儿,表明潜在的家族聚类。我们只包括患者1影响二级相对不满足古典家族IA的标准。我们不认为这限制了我们的结果没有一个病人窝藏一种罕见的变异只有1二级相对的影响。此外,我们无法获得家庭树2个人;1是已故(c.245T >;p.Gln82Leu),另一个是连接失败(c.332G >;p.Arg188金宝慱官网下载111His)。因此,我们不能做出任何陈述外显率在我们的人口。 Although we cannot make any statements about penetrance and we refrained from burden analysis due to cases and controls not having been sequenced with the same method, we demonstrated that the rare genetic variants found in our cases are far less frequent or absent in the considered control cohorts. Therefore, a genetic contribution to this disease, including by rare variant in theANGPTL6基因,是极有可能的。
我们复制了一些之前报道的基因变异ANGPTL6基因群体的个人与家庭IA的历史。小说发现基因变异的支持ANGPTL6损失函数可能是一个影响IA的遗传风险因素的发展。这些研究结果仍有待证实的一个独立的群体。的功能ANGPTL6基因需要评估。它可能为筛选家族IA例提供一个目标ANGPTL6在IA以及其他有关的基因,但也突显出ANGPTL6通路作为一个潜在的治疗目标。
研究资金
天研究中风协会资助的。这项工作在一定程度上在UCLH /伦敦大学学院,获得一定比例的资金从卫生部NIHR生物医学研究中心资助计划。这些机构没有直接参与本研究。
信息披露
伊莎贝尔c Hostettler和亨利Houlden收到了来自英国老年痴呆症研究中心的资金和登喜路医疗信托基金会。邓肯·威尔逊和David j .回答收到资金从中风基金会/英国心脏基金会。Enrico Bugiardini本杰明•奥卡拉汉埃米尔奥康纳,Jana Vandrovcova, Indran Davagnanam, Varinder Alg,斯蒂芬•邦纳Diederik麸皮面包,丹尼尔·沃尔什尼尔厨房,马丁·m·布朗和琼悲伤报告没有披露。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者感谢NIHR临床研究网络从业者,调查人员在参与中心和病人。
附录1的作者
附录2 Coinvestigators
脚注
去首页Neurology.org/N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。
遗传学和观察蛛网膜下腔出血(天哪)研究调查员coinvestigators中列出附录2在本文的最后。
这篇文章加工费由Wellcome Trust和MRC。
类的证据:NPub.org/coe
- 收到了2020年1月25日。
- 接受的最终形式2020年10月8日。
- 版权©2020年作者(年代)。发表的Wolters Kluwer健康,公司代表美国神经病学学会。首页
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引用
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读者反应:ANGPTL6遗传变异是家族性颅内动脉瘤的根本原因
