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同义突变也可能致病:MYBPC3(肌球蛋白结合蛋白C3)首个改变RNA剪接的同义突变(c. 24A>C, p.P8P)的鉴定
发布时间:2022-04-27 19:00:00来源:
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近日,中南大学项荣教授和郭亚东教授团队在《Frontiers in Cardiovascular Medicine》上发表题为“Case Report: Identification of the First Synonymous Variant of Myosin Binding Protein C3 (c.24A>C, p.P8P) Altering RNA Splicing in a Cardiomyopathy and Sudden Cardiac Death Case”的文章。该文中,在一名死于扩张型心肌病(DCM)引起的心脏性猝死(SCD)的女性中发现了一个新的MYBPC3同义突变(NM_000256.3:c.24A>C,p.P8P),经微小基因模型(minigene modeling)和免疫组化染色证实该变异可导致异常剪接,使MYBPC3表达降低,这是DCM和SCD的一个遗传诱发因素。


背景


心脏性猝死(SCD)是一种基于心脏射血骤停的意外死亡。原发性电失调、动脉粥样硬化、先天性心血管疾病和心肌病是SCD的四个主要原因。心肌病可分为扩张型心肌病(DCM)、肥厚型心肌病(HCM)、限制型心肌病(RCM)、致心律失常性右心室心肌病(ARVC)和心肌炎。DCM的特点是心脏扩张和收缩功能下降,成年人中的患病率为1/250。20-35%的病例存在遗传模式。大多数遗传性扩张型心肌病表现为常染色体显性模式,通常在二十或三十多岁发病。据报道,DCM有60多个致病基因,MYBPC3变异是最常见且众所周知的DCM病因之一。MYBPC3编码肌球蛋白结合蛋白C的心脏亚型,位于横纹肌A带的跨桥承载区。MYBPC3缺陷会导致显著的肌节紊乱和发育不良,从而引发心肌病。


方法


研究人员确定了一位29岁的死于DCM引起的SCD的女性,对其进行了全外显子组测序(WES)来检测其遗传病因,并通过微小基因模型和免疫组化染色来验证其致病性。


结果


该先证者在8年前被诊断出患有DCM,没有其他合并症,在测序结果中,发现一个新的MYBPC3同义突变(NM_000256.3:c.24A>C,p.P8P)可能是其遗传病因。根据其母亲(I:2)的描述,推测她的父亲(I:1)在37岁时可能死于心脏病,她的母亲和姐姐(II:2)没有类似症状且不携带该MYBPC3同义突变(图1)。


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图1. 在一个有心脏性猝死(SCD)病史的家系中鉴定MYBPC3的同义突变


注:(A)SCD家族的系谱。黑色符号表示受累成员,箭头表示先证者。基因型由字母和斜线标识,红色代表变异。(B)II:1左心室组织的苏木精和伊红染色未显示肥厚和其他异常。(C)MYBPC3变异(c.24A>C,p.P8P)的Sanger测序结果。红色箭头表示变异位点。


经微小基因模型和免疫组化染色证实,该变异可能导致异常剪接。在pcDNA3.1-MYBPC3微基因模型中,微小基因全长条带明显比剪接体条带亮。在pcDNA3.1-MYBPC3-c.24A>C模型中,剪接体条带缺失,表明该变异破坏了RNA剪接。同时构建了pcDNA3.1-MYBPC3-c.10G>A模型,作为阴性对照,而变异c.10G>A提高了剪接能力(图2)。突变模型显示了外显子变异对剪接的不同影响,并验证了变异c.24A>C的致病性。变异c.24A>C导致内含子1的保留和移码,这可能导致翻译提前终止和/或蛋白质降解。并且,MYBPC3在死者左心室组织中的表达明显降低(图2)。尽管Ito等人预测并总结了改变RNA剪接的MYBPC3变异,其中包括几个错义突变,但该变异(c.24A>C,p.P8P)可能是MYBPC3中第一个已知的导致疾病的同义突变。因此,这提醒了我们同义突变的重要性。


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图2. MYBPC3同义突变(c.24A>C,p.P8P)的致病性的验证


注:(A)微小基因模型示意图。箭头表示变异位点,红色代表本研究中检测到的变异。(B)通过Sanger测序鉴定微小基因模型。(C)琼脂糖凝胶电泳和Sanger测序显示c.24A>C导致异常剪接。(D)MYBPC3的免疫组织化学染色。左图代表自然死亡者的左心室切片,右图代表II:1的左心室切片。


结论


经过对该名死于SCD的年轻女性进行全外显子组测序,发现的MYBPC3变异(NM_000256.3:c.24A>C,p.P8P),可能是已知的首个可导致疾病的MYBPC3同义突变。该变异破坏了剪接,导致MYBPC3表达降低(留存患者的左心室组织保证了研究人员可以比较患者与正常死亡者左心室里MYBPC3表达的差异,因此,留取患者组织对研究变异位点的致病性有重要作用)。总体来说,此发现扩大了SCD的遗传谱,证实了MYBPC3变异(c.24A>C,p.P8P)的致病性,强调了同义突变的重要性,并有助于心肌病和SCD的临床诊断。


参考文献

Jin JY, Xiao J, Dong Y, Sheng Y, Guo YD, Xiang R. Case Report: Identification of the First Synonymous Variant of Myosin Binding Protein C3 (c.24A>C, p.P8P)Altering RNA Splicing in a Cardiomyopathy and Sudden Cardiac Death Case. Front Cardiovasc Med. 2022 Mar 2;9:806977. 


关于心肌病及相关内容的更多介绍,如下:

《美国心脏协会杂志最新研究——家族性或特发性心肌病儿童应进行基因检测》

《JACC最新综述——肥厚型心肌病的诊断与评估》

《美国人类遗传学杂志的最新研究——儿童心肌病的遗传结构》

《与扩张型心肌病相关的致病变异预测儿童心肌炎的预后》

《成人扩张型心肌病的遗传学》

《心衰防治,精准医学先行》

《Circulation:扩张型心肌病相关基因的循证评估》

《AHA/ACC肥厚型心肌病的诊断和治疗指南2020年更新》


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