LDLR基因外显子13-15重复变异的结构与功能解析：家族性高胆固醇血症的分子机制研究

本研究针对家族性高胆固醇血症(FH)中LDLR基因外显子13-15重复变异(exon13_15dup)的致病机制，通过RNA测序与分子动力学模拟，首次揭示该变异导致跨膜结构域缺失的截短蛋白，为FH精准诊疗提供新依据。

　　

家族性高胆固醇血症(FH)作为最常见的脂代谢遗传病，每200-313人中就有1名携带者，其特点是低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)异常升高，导致早发性心血管疾病风险激增。尽管90%的FH病例由LDLR基因突变引起，但其中约10%的大片段基因重排机制仍不明确。尤其引人关注的是外显子13-15重复变异(exon13_15dup)，这个在意大利和智利高频出现的7kb大片段重复，虽已知会产生截短蛋白，但具体结构变化与功能影响始终成谜。

为破解这一难题，来自智利的研究团队在《Journal of Clinical Lipidology》发表重要成果。他们选取7例携带该变异的FH先证者，通过CD14⁺巨噬细胞分化获取RNA样本，结合PCR-Sanger测序确定突变连接序列，并运用分子动力学模拟技术，首次在原子层面解析了变异蛋白的结构特征。

关键技术包括：1）从非近亲婚配家系获取患者外周血单核细胞(PBMCs)进行分化培养；2）逆转录PCR(RT-PCR)扩增突变转录本；3）分子动力学模拟预测蛋白构象变化。

【研究结果】
• 外显子13-15重复产生异常剪接：测序证实变异导致阅读框移位，提前出现终止密码子。
• 蛋白结构域严重缺失：计算模型显示变异蛋白缺失跨膜区(由外显子16编码)和胞质尾区(外显子17-18)，丧失膜锚定能力。
• 临床表型高度一致：7例患者LDL-C均>250mg/dL，成人组总胆固醇达341±105mg/dL，符合FH杂合子特征。

【结论与意义】
该研究首次阐明exon13_15dup通过三重破坏机制致病：1）基因组层面7kb大片段重复；2）转录层面移码突变；3）蛋白层面关键功能域缺失。这种"分子截肢"效应使LDLR丧失内化LDL颗粒能力，解释了患者严重的血脂异常表型。

特别值得注意的是，由于该变异涉及大片段重复，常规DNA检测易漏诊，研究团队建立的RNA分析方法为临床筛查提供新策略。Rodrigo Alonso等强调，这类变异可能导致5-10%的FH病例被现行基因检测方案遗漏，凸显RNA水平验证的重要性。

这项研究不仅填补了LDLR大片段变异机制的认识空白，更推动FH诊断从"外显子检测"向"全转录本分析"的范式转变。正如作者Claudia Radojkovic指出，未来应针对类似结构变异开发特异性检测方案，这对实现FH的早期诊断和精准干预具有重要临床价值。