NOTCH2新型变异体（G1336R）通过破坏骨骼微结构与力学性能导致骨骼脆性研究

《Bone》：A novel variant of NOTCH2 causes skeletal fragility

本文报道了NOTCH2基因新型杂合变异（4006G>C/p.G1336R）与骨骼脆性的关联机制研究。通过CRISPR/Cas9构建Notch2em1Ecan突变小鼠模型，发现其骨小梁体积下降25%，骨骼韧性降低，并证实该突变通过破坏EGF34结构域影响Notch信号通路（NICD/RBPJκ），导致成骨细胞（Osteoblast）与破骨细胞（Osteoclast）分化异常。本研究为NOTCH2相关骨骼疾病提供了新的病理机制见解。

　　

章节精选

病例报告

一名足月剖腹产女婴在2月龄更换尿布时发生低创伤性股骨骨折，伴有骨量减低、长骨弯曲、胸椎高度丢失及缝间骨。外显子测序发现患儿及其父亲存在NOTCH2基因25号外显子新型杂合突变4006G>C（p.G1336R）。

Notch2^em1Ecan小鼠模型

利用CRISPR/Cas9技术将Notch2^4006G>C突变引入小鼠Notch2基因 exon 25，成功构建Notch2^em1Ecan突变小鼠模型。通过单链DNA模板与Cas9/核糖核蛋白复合物共注射至C57BL/6J受精卵，经测序验证突变位点（图2）。

Notch2^em1Ecan突变小鼠的表型分析

突变小鼠活动正常但体重较对照组降低13%。股骨远端显微CT（μCT）显示：骨小梁体积减少25%，骨总面积、骨髓面积、骨周长及极惯性矩均下降，提示骨骼尺寸缩小且脆性增加。三点弯曲试验证实突变股骨韧性降低。骨组织形态计量学显示侵蚀表面减少，拉曼光谱显示矿物/基质比、碳酸盐/磷酸盐比及胶原峰比无异常。

讨论

本研究首次报道NOTCH2细胞外结构域EGF34的G1336R变异与骨骼脆性相关。结构同源模型提示该突变可能破坏EGF33-36重复区域空间构象，影响受体激活及下游信号（如Hes/Hey基因表达）。突变小鼠成骨细胞中Notch经典靶基因表达轻度下调，且成骨/破骨细胞分化能力受损，表明NOTCH2信号通路紊乱是骨骼表型的重要机制。