心肌病相关DES（Desmin）突变图谱：对关键1B结构域的功能解析

《Circulation: Genomic and Precision Medicine》：Atlas of Cardiomyopathy Associated DES (Desmin) Mutations: Functional Insights Into the Critical 1B Domain

Desmin基因1B域93个未明确致病性变异的功能分析显示，p.L159P、p.R163P、p.L187P和p.E197del突变通过破坏α螺旋疏水相互作用导致纤维组装缺陷，原子力显微镜证实突变体形成小复合物而野生型形成规则纤维，免疫组化验证突变携带者心肌组织Desmin分布异常，提示这些变异应重新分类为可能致病。

　　

摘要

背景：

Desmin是一种肌肉特异性的中间丝蛋白，对维持心肌细胞的结构完整性至关重要，它负责连接多蛋白复合体和细胞器。尽管已知DES突变会导致多种（心脏）肌病，但许多罕见变异仍被归类为意义不明的变异。

方法：

我们为位于1B结构域的93种意义不明的变异生成了表达质粒，并在多种细胞系中评估了这些变异的纤维形成情况，包括从诱导多能干细胞分化而来的心肌细胞。通过原子力显微镜分析了纯化的野生型及突变型desmin的纤维组装过程。对399名严重扩张型心肌病患者进行测序后，在其中1名患者中发现了DES-p.L187P变异。通过免疫组化技术检测了该患者切除的心肌组织中的desmin定位情况。

结果：

四种变异（p.L159P、p.R163P、p.L187P和p.E197del）导致了纤维形成缺陷，即使与野生型desmin共表达时也会破坏纤维组装——这与显性遗传特征一致。原子力显微镜显示，这些突变会干扰纤维的形成，导致desmin复合体变小，而野生型desmin则能形成规则的纤维。对1B结构域中的脯氨酸进行系统替换实验发现，插入到疏水性a位点和d位点会破坏纤维组装，而其他位置的替换则影响甚微。免疫组化结果证实，携带DES-p.L187P突变且患有扩张型心肌病的患者的心肌组织中存在desmin结构紊乱。

结论：

这份心肌病相关desmin突变图谱为改善对与心肌病相关的DES变异的临床解读具有重要意义。我们的数据提供了有力证据，表明ClinVar数据库中列出的4种先前意义不明的变异应根据其分子效应重新分类为可能致病的突变。具体来说，我们发现脯氨酸插入——尤其是在疏水性氨基酸参与α螺旋间相互作用的位置——会导致desmin纤维组装缺陷。这些发现不仅加深了我们对desmin相关心肌病的理解，也为心脏病专家和遗传咨询师在诊断、风险分层和患者咨询方面提供了宝贵的参考。