CILK1基因非催化区纯合移码变异导致颅骨外胚层发育不良的机制研究

本研究首次报道了CILK1基因C端非催化区纯合移码变异c.1664_1665delAT(p.Tyr555Cysfs*48)导致颅骨外胚层发育不良(CED)的分子机制。通过患者队列分析、细胞模型和线虫实验，发现该变异通过破坏IFT-B复合体定位导致纤毛长度异常和数量减少，拓展了CED的基因型-表型谱系，为这类骨骼纤毛病提供了新的诊断标志物和治疗靶点。

　　

在人类遗传疾病谱系中，纤毛病(ciliopathies)因其复杂的临床表现和多样的致病机制备受关注。其中颅骨外胚层发育不良(Cranioectodermal dysplasia, CED)作为典型的骨骼纤毛病，以特征性的颅面畸形、外胚层发育异常和多器官功能障碍为特点。尽管已知约66%的CED病例由IFT-A复合体相关基因突变引起，但剩余34%患者的遗传病因长期未明，这成为临床诊断和精准治疗的重大瓶颈。

Gazi大学的研究团队通过对两个伊拉克土库曼裔家系的深入研究发现，CED患者携带CILK1基因C端非催化区的纯合移码变异c.1664_1665delAT(p.Tyr555Cysfs*48)。该研究创新性地揭示了首个非IFT蛋白编码基因与CED的因果关系，相关成果发表于《European Journal of Human Genetics》。

研究采用临床外显子测序结合纯合性定位锁定致病位点，通过患者来源成纤维细胞模型和秀丽隐杆线虫(C. elegans)系统开展功能验证。关键技术包括：1)来自5例患者的原代皮肤成纤维细胞培养；2)基于Sleeping Beauty转座子系统的CILK1-YFP稳转细胞系构建；3)CRISPR/Cas9介导的线虫DYF-5(人类CILK1直系同源物)基因编辑；4)免疫荧光定量分析纤毛形态和IFT蛋白定位。

临床和人口学特征
五例患者均表现为典型CED三联征：身材矮小(4/5)、骨骼异常(5/5)和外胚层发育不良(5/5)，伴随进行性肝肾损伤。与既往报道的致死性CILK1相关疾病(如ECO和SRPS)不同，这些患者均存活至儿童期，显示该C端变异导致相对温和的表型。

CILK1变异导致CED
基因分析发现19Mb的纯合区域(chr6:51,732,807-71,011,831)，其中CILK1移码变异是唯一共享突变。该变异导致C端30个氨基酸缺失，但逃逸无义介导的mRNA降解(NMD)，在患者细胞中保持正常转录水平。

纤毛异常表型
患者细胞显示特征性纤毛病表型：纤毛数量减少(约降低30%)和长度增加(约2倍)。引人注目的是，野生型CILK1回补可完全纠正这些异常，证实表型的特异性。

IFT蛋白定位紊乱
免疫荧光显示IFT-B组分IFT88和IFT70在患者纤毛尖端异常积聚，而纤毛膜标记物ARL13B和基体蛋白CEP164分布正常，提示变异特异性影响IFT运输而非纤毛组装。

这项研究突破性地将CED的遗传谱系扩展到调控性激酶领域，提出CILK1通过其C端与IFT-B相互作用调控纤毛动态的新机制。临床意义在于：1)为未确诊CED病例提供新的分子诊断标志；2)揭示CILK1不同结构域变异导致表型连续谱(从致死性到非致死性)；3)证实CILK1激酶活性非依赖的功能重要性。未来研究可探索CILK1调控IFT运输的具体分子路径，以及针对该通路的干预策略。