Xq26.3重复变异中VGLL1区域作为GPR101垂体增强子的临床证据:非外显性X连锁肢端肥大症家系研究

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Pituitary 3.3

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  本研究首次报道了一个携带Xq26.3重复变异(涉及GPR101基因和拓扑关联域TAD边界但未包含VGLL1区域)的非外显性家系,通过临床基因组学分析提出VGLL1区域是驱动X连锁肢端肥大症(X-LAG)表型的关键垂体增强子,为TADopathy发病机制提供了新见解,对遗传咨询和变异解读具有重要指导意义。

  

在罕见病研究领域,X连锁肢端肥大症(X-LAG)一直是个引人入胜的谜题。这种婴幼儿期发病的巨人症由Xq26.3微重复引起,患者表现出惊人的生长激素(GH)过量分泌。过去十年间,科学家们逐渐拼凑出关键拼图:所有病例都涉及GPR101基因的异常激活,而这种激活源于三维基因组结构的破坏——当拓扑关联域(TAD)边界被重复变异打破时,GPR101会"劫持"本不该接触的垂体增强子。但谜底仍未完全揭开:究竟哪个增强子才是真正的"罪魁祸首"?

来自澳大利亚妇女儿童健康网络(Women's and Children's Health Network)和南澳大利亚病理学中心(SA Pathology)的研究团队在《Pituitary》发表了一项突破性发现。他们研究了一个特殊的四代家系,这个家族携带的Xq26.3重复变异既包含GPR101又保留了TAD边界,却意外地没有表现出任何X-LAG症状。通过将这一"自然实验"与既往病例对比,研究者锁定了VGLL1区域——这个在所有致病性重复中存在、而在所有非外显性重复中缺失的DNA片段,很可能是驱动GPR101异常表达的唯一垂体增强子。

研究团队运用染色体微阵列分析(CMA)精确定位了变异范围,结合生物信息学预测和临床表型分析,建立了"增强子劫持"的新模型。关键发现包括:

病例系列
研究者追踪到一个2岁男孩(IV-1)因发育迟缓偶然检出Xq26.3重复(GRCh37坐标Xq26.3:135,954,223-136,224,319),该变异包含GPR101和RBMX基因及TAD边界,但排除VGLL1。家系调查发现其母亲(III-3)、祖母(II-4)和弟弟(IV-2)均携带相同变异,四人身高均正常(祖母173cm,母亲170cm),仅祖母有年轻期催乳素瘤病史但无GH过量证据。

讨论
通过对比已知病例(如图2所示),该研究首次证明:


1)TAD边界破坏并非X-LAG充分条件;2)VGLL1区域是唯一符合"全有或全无"规律的候选增强子(如图3所示);

3)RBMX可能仅作为"乘客基因"存在。

这项研究改写了X-LAG的分子诊断范式:未来发现Xq26.3重复时,应同时评估TAD边界和VGLL1区域状态。对于仅含GPR101或同时含TAD边界但缺乏VGLL1的变异,可考虑降低临床监测强度。该发现也为理解其他TADopathy(如HOXD簇相关疾病)提供了范式参考。研究团队建议通过国际协作开展染色质构象捕获(4C-seq/Hi-C)验证,并探索GPR101剂量效应与垂体肿瘤发生的潜在关联。

这项来自南半球的发现,为罕见病遗传咨询带来了重要启示:有时,"未发病"的家族比患者更能揭示疾病的本质。当基因组的三维折叠被打破,决定临床结局的可能不是边界的完整性,而是那些被释放的"增强子猎手"究竟捕获了谁。

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