神經(jīng)元核內(nèi)包涵體?。╪euronal intranuclear inclusion disease，NIID）是一種罕見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病，以中樞和周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)內(nèi)的嗜酸性透明包涵體為特征。這種疾病的臨床癥狀多變，無(wú)特異性，使得醫(yī)生難以診斷。

近日，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用不同的測(cè)序方法來(lái)揭示NIID患者基因組內(nèi)的重復(fù)擴(kuò)增。這些成果于本周發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上。6月，湘雅醫(yī)院的唐北沙教授和沈璐教授團(tuán)隊(duì)也在《American Journal of Human Genetics》上報(bào)道了NIID的重復(fù)擴(kuò)增。

湘雅的團(tuán)隊(duì)首次揭示了神經(jīng)元核內(nèi)包涵體病致病機(jī)制與NOTCH2NLC基因中GGC異常重復(fù)擴(kuò)增相關(guān)，并且提出了“NIID相關(guān)疾病”（NIID related disorders）這一新概念。他們指出該組疾病由NOTCH2NLC基因GGC異常擴(kuò)增所致，臨床上可能并不罕見(jiàn)，在某些常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病、帕金森綜合征患者中同樣存在。

在兩項(xiàng)新研究中，一個(gè)團(tuán)隊(duì)利用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)利用短讀長(zhǎng)測(cè)序，來(lái)尋找NOTCH2NLC基因附近的擴(kuò)增。其中一個(gè)團(tuán)隊(duì)在癥狀相似的其他罕見(jiàn)疾病中也發(fā)現(xiàn)了重復(fù)擴(kuò)增，這表明重復(fù)擴(kuò)增在人類(lèi)疾病中的作用比我們想象中更大。

東京大學(xué)醫(yī)學(xué)部附屬醫(yī)院的助理教授Hiroyuki Ishiura說(shuō)：“由于引起這些疾病的突變非常相似，故所有患者未來(lái)可能從相同療法中受益?！彼瞧渲幸黄恼碌牡谝蛔髡摺?/p>

第一項(xiàng)研究由名古屋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究所院的Gen Sobue教授領(lǐng)導(dǎo)。研究人員對(duì)一個(gè)NIID大家族進(jìn)行全基因組測(cè)序，這個(gè)家族中有多人患有NIID。通過(guò)連鎖分析，他們將兩個(gè)基因組區(qū)域（1p36.31– p36.22處的3.5 Mb區(qū)域和1p22.1–q21.3處的58.1 Mb區(qū)域）與疾病相關(guān)聯(lián)，但無(wú)法鑒定出致病性的SNP或CNV。

之后，他們又利用PacBio的SMRT長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)，對(duì)來(lái)自8個(gè)家庭的13名患病個(gè)體和4名對(duì)照個(gè)體進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)所有患病個(gè)體在一個(gè)基因組區(qū)域出現(xiàn)GGC重復(fù)擴(kuò)增。

這種GGC重復(fù)擴(kuò)增落在NOTCH2NLC基因的5’UTR附近。NOTCH2NLC是與NOTCH2相關(guān)的三個(gè)人類(lèi)特異性基因之一，在放射狀膠質(zhì)細(xì)胞群體中高度表達(dá)。重復(fù)擴(kuò)增不出現(xiàn)在其他家庭成員或?qū)φ諅€(gè)體中。

此外，研究人員又利用重復(fù)引物PCR技術(shù)（RP-PCR）來(lái)分析9個(gè)無(wú)親緣關(guān)系的家庭，發(fā)現(xiàn)所有患病的家庭成員都存在重復(fù)擴(kuò)增，而497個(gè)對(duì)照中的496個(gè)沒(méi)有。他們檢測(cè)的所有40個(gè)散發(fā)病例也存在擴(kuò)增。

在另一項(xiàng)研究中，東京大學(xué)醫(yī)學(xué)部附屬醫(yī)院的Ishiura及其同事同樣檢測(cè)了家族性NIID、散發(fā)性NIID及對(duì)照中的串聯(lián)重復(fù)。不過(guò)，他們不是使用連鎖分析和長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序方法，而是利用短讀長(zhǎng)測(cè)序和Trhist工具的組合，生成含有串聯(lián)重復(fù)的短片段直方圖。

利用這種方法，他們分析了來(lái)自四個(gè)不同家庭的四名患者的基因組，以搜索含有CGG重復(fù)擴(kuò)增的短片段。他們也將這種重復(fù)擴(kuò)增定位到NOTCH2NLC基因的5’ UTR區(qū)域，并通過(guò)RP-PCR和Southern blotting證實(shí)其存在于NIID患者中，而不存在于對(duì)照中。

Ishiura及其同事還利用同樣的方法來(lái)尋找其他相關(guān)疾病的重復(fù)擴(kuò)增，包括伴有腦白質(zhì)病變的眼咽?。∣PML）、眼咽遠(yuǎn)端型肌病（OPDM）和眼咽肌營(yíng)養(yǎng)不良癥（OPMD）。

對(duì)于伴有腦白質(zhì)病變的眼咽病，他們?cè)贚OC642361/NUTM2B-AS1的非編碼區(qū)域發(fā)現(xiàn)了CGG重復(fù)擴(kuò)增。對(duì)于眼咽遠(yuǎn)端型肌病，他們?cè)贚RP12的5’ UTR也發(fā)現(xiàn)了CGG重復(fù)擴(kuò)增，此基因編碼低密度脂蛋白相關(guān)蛋白12。最后，他們?cè)谘垩始I(yíng)養(yǎng)不良癥患者的PABPN1編碼區(qū)發(fā)現(xiàn)了GCG重復(fù)擴(kuò)增。

研究人員指出，這些結(jié)果表明，重復(fù)擴(kuò)增對(duì)其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病而言可能也很重要，并且許多重復(fù)片段是相似的，這說(shuō)明單一種療法就能應(yīng)對(duì)多種疾病。

原文檢索

Long-read sequencing identifies GGC repeat expansions in NOTCH2NLC associated with neuronal intranuclear inclusion disease
Nature Genetics (2019) Published: 22 July 2019

Noncoding CGG repeat expansions in neuronal intranuclear inclusion disease, oculopharyngodistal myopathy and an overlapping disease
Nature Genetics (2019) Published: 22 July 2019

來(lái)源：生物通