新发现!NR2F1 基因变异或为博世 - 布恩斯特拉 - 沙夫综合征 “元凶”

【字体: 时间:2025年03月02日 来源:Hereditas 2.1

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  研究人员对患神经发育迟缓的中国家系研究,发现 NR2F1 新变异,拓展其变异谱及对 BBSOAS 认知。

  

探秘基因密码:解开博世 - 布恩斯特拉 - 沙夫综合征的神秘面纱

在生命科学的神秘世界里,神经发育障碍(Neurodevelopmental disorders,NDDs)一直是让科学家们既着迷又头疼的难题。这类疾病就像一团迷雾,病因复杂得如同一张交织的大网,遗传、环境、免疫和代谢等因素都被编织其中,而遗传因素更是在这张大网中占据着主导地位。博世 - 布恩斯特拉 - 沙夫视神经萎缩综合征(Bosch–Boonstra–Schaaf optic atrophy syndrome,BBSOAS)作为 NDDs 中的一种,是一种常染色体显性遗传疾病,自 2014 年首次被报道以来,逐渐走进了人们的视野。它的临床表现多样,患者常常伴随着不同程度的智力障碍、发育迟缓以及视觉障碍,全球发病率虽不高,但每一个确诊的患者都面临着巨大的挑战。更让人困惑的是,虽然已经知道核受体亚家族 2F 组成员 1(NR2F1)基因变异与 BBSOAS 相关,且基因型和表型存在关联,可具体的发病机制却像隐藏在黑暗中的谜团,等待着科学家们去揭开。
为了攻克这个难题,中南大学湘雅医学院附属儿童医院(湖南省儿童医院)的研究人员踏上了探索之旅。他们针对一个具有神经发育障碍的中国家系展开了深入研究,试图从基因层面找到 BBSOAS 的致病 “元凶”,进而拓展 NR2F1 基因变异谱和表型谱,提高临床对 BBSOAS 的认识,这一研究成果发表在《Hereditas》杂志上。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。首先是全外显子测序技术,他们采集了患者及其父母的外周静脉血,从中提取基因组 DNA 构建全外显子文库,经过一系列操作后进行测序,以寻找可能存在的基因变异。接着,运用生物信息学分析,借助多种数据库和在线工具,对测序数据进行筛选、预测和致病性评估。此外,Sanger 测序用于验证候选变异,分子动力学模拟预测突变蛋白结构变化,双荧光素酶测定分析变异对转录激活的影响。
下面来看看具体的研究结果:
  • 临床表型:研究中的患者是一名 10 个月大的女婴,她在成长过程中遇到了诸多困难。出生后因 “新生儿感染和吸入性肺炎” 住院,5 个月大开始进行康复训练却效果不佳。到了 10 个月,她还无法独立坐立、爬行,甚至连抬头都不稳,对声音和视线的追踪能力很差,也不能主动抓握物体。身体检查发现她发育迟缓,双侧视神经苍白,而父母健康且无家族遗传病史。通过各种发育评估量表显示,她在多个方面都存在严重的发育迟缓。
  • 基因检测结果:全外显子测序发现患者 NR2F1 基因存在一个 PS2 错义变异(NM_005654.6: c.452T > A;p.Met151Lys),且经 Sanger 测序验证,父母均为野生型,说明这是一个新发变异。经过生物信息学分析,多个数据库和预测算法综合判断,这个变异很可能具有致病性。
  • p.Met151Lys 对转录活性的影响:双荧光素酶测定结果显示,含有野生型 NR2F1 基因(pNR2F1-WT)的荧光强度明显高于空载体对照(pNR2F1-NC),而变异型(pNR2F1-MUT)的荧光强度与 pNR2F1-NC 无显著差异,这表明该变异影响了 EGR1 的转录。
  • 分子动力学模拟结果:分子动力学模拟(MD)表明,该变异影响了 NR2F1 蛋白中锌指结构(ZF1)的稳定性。在变异型中,Lys 侧链与 ZF1 中的 Cys106 形成氢键,增加了锌离子配位距离。
研究人员在结论和讨论中指出,本次发现的 NR2F1 基因变异 c.452T > A(p.Met151Lys)很可能是导致患者严重临床表型的遗传原因,这一发现拓展了 NR2F1 基因变异谱。BBSOAS 的基因型和表型存在关联,位于 NR2F1 基因 DNA 结合域(DBD)内的变异可能导致更严重的临床表现,本次发现的变异正处于该区域,可能通过影响 DBD-ZF1 结构发挥作用。不过目前 BBSOAS 尚无特效治疗方法,现有一些干预措施的疗效和安全性还需进一步验证,基因治疗虽有潜力但也有待评估。
这项研究为 BBSOAS 的研究开辟了新的道路,让我们对这种疾病的发病机制有了更深入的了解,也为后续的诊断和治疗提供了重要的理论依据。然而,研究也存在一些局限性,如体外实验的局限性、缺乏长期随访数据以及未对视神经病变严重程度进行分析等。但这并不影响它在生命科学和医学领域的重要意义,相信在未来,随着研究的不断深入,我们能够更加全面地认识 BBSOAS,为患者带来更多的希望。
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