角蛋白10尾部结构域中甘氨酸环序列的过度变异及其对皮肤脆弱性的影响

《British Journal of Dermatology》：Excessive Glycine Loop Variations in the Keratin 10 Tail Domain and Implications for Skin Fragility

本研究通过全外显子测序和Sanger测序，发现KRT10基因中c.1654_1683重复序列的异常扩增导致角蛋白尾域甘氨酸环过度增加，进而影响中间纤维组装。实验证实，当重复次数超过正常人群常见水平（1-2次）时，会引发表皮松解症样表型，为相关角蛋白疾病研究提供新范式。

　　

摘要

背景

角蛋白是构成中间丝（IFs）的重要结构蛋白。当其功能异常时，会导致多种遗传性皮肤脆弱性疾病。角蛋白尾域对中间丝的正常功能至关重要，某些角蛋白尾域中的甘氨酸环变异尤为明显。然而，甘氨酸环变异对中间丝功能的影响及其致病性仍不明确。

目的

阐明与过度甘氨酸环变异相关的致病效应。

方法

我们对一名患有表皮松解症（EB）的患者进行了全外显子组测序，该患者未携带已知致EB基因的突变。我们使用Sanger测序方法验证了患者、其家庭成员以及319名健康对照组中的变异情况。通过体外和体内中间丝组装实验、小鼠模型、细胞实验以及人类皮肤三维（3D）模型来评估这些变异的致病性。

结果

我们在KRT10基因中发现了一种复合杂合突变，即在c.1683_1684位置插入了两个和四个c.1654_1683重复序列，导致角蛋白10尾域中的甘氨酸环数量增加了两个和四个。虽然在一个和两个c.1654_1683重复序列的插入在健康个体中较为常见（分别为16.46%和14.26%），但四个重复序列的插入并未被检测到。体外和体内实验表明，过量的甘氨酸环会阻碍中间丝的正常组装。在小鼠和人类皮肤3D模型中的实验进一步证实，甘氨酸环的过量存在会导致类似表皮松解症的表型。

结论

在KRT10基因中，有限数量的c.1654_1683重复序列的插入在普通人群中较为常见且无害。然而，如两个和四个c.1654_1683重复序列的复合杂合突变所代表的过量插入可能具有致病性。本研究首次揭示了角蛋白尾域中甘氨酸环过量延伸的致病性，为其他具有富甘氨酸尾域的人类角蛋白提供了研究范例。