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综述:致死性白驹综合征研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月17日 来源:Canadian Journal of Animal Science 1
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本综述系统探讨了致死性白驹综合征(LWFS)的分子机制与临床特征。文章详细阐述了EDNRB基因Ile118Lys突变导致神经嵴细胞(NCC)分化异常,引发肠道神经节缺失(aganglionosis)和色素缺失的病理过程,同时对比人类Hirschsprung病(HSCR)与Waardenburg Shah综合征(WS4)等类似疾病模型,为跨物种研究提供重要参考。
先天性致死性白驹综合征(Lethal White Foal Syndrome, LWFS)是一种主要发生于美洲彩马过奥罗品系(frame overo)的遗传疾病,由内皮素B受体基因(EDNRB)第118位氨基酸错义突变(Ile118Lys)纯合子导致。患病驹通体白色伴肠道神经节发育异常,因肠道梗阻和破裂在出生后数日内死亡。本文综述其分子机制、发育生物学基础及相关疾病模型。
LWFS与EDNRB基因错义突变直接相关。该基因编码443个氨基酸的G蛋白偶联跨膜蛋白,参与肠道神经节和黑色素细胞的迁移增殖。第118位氨基酸由疏水性异亮氨酸替换为带正电荷的赖氨酸(Ile118Lys),导致受体功能丧失约80%,影响神经嵴细胞定向分化。杂合子马匹表现为过奥罗表型,双杂合子交配后约有25%概率产生纯合子患病驹。
胚胎发育过程中,神经嵴细胞(NCC)分化为黑色素细胞、神经元、周围神经胶质细胞等多类细胞。EDNRB通过G蛋白偶联受体信号通路调控NCC迁移分化,SOX10和Pax3转录因子协同参与此过程。小鼠研究中发现EDNRB突变会导致致死斑点(lethal spotting)和花斑致死(piebald-lethal)表型。
纯合突变导致EDNRB功能严重受损,影响迁移距离最远的黑色素细胞和肠道神经元前体。尽管肾上腺髓质细胞和头部间充质同样源自神经嵴细胞,但其发育未受明显影响,可能与迁移路径和微环境信号差异有关。
神经嵴细胞沿背腹侧和背外侧路径迁移:背腹侧路径形成外周神经系统神经节,背外侧路径形成黑色素细胞。肠道神经系统由迷走神经和骶神经嵴细胞发育而来,以头尾方向迁移至前后肠,分化为调控肠道蠕动的神经元和胶质细胞。
突变导致神经嵴细胞迁移失败,肠道远端无神经节分布,伴发肾上腺能神经束异常增生。黑色素细胞未能迁移至皮肤、虹膜、内耳等部位,造成白毛、蓝眼和潜在耳聋。
患病驹肠道远端缺乏黏膜下和肌间神经节,导致肠道蠕动障碍(akinesia)。内容物滞留引发腹胀、毒素吸收和肠破裂。黑色素缺失除造成白毛表型外,还影响视觉听觉发育:虹膜缺乏色素呈蓝色,耳蜗发育异常导致感音神经性耳聋。值得注意的是,其他白色相关基因(如KIT、STX17、SLC45A2等)突变通常不伴发神经节发育异常,表明EDNRB突变具有独特的多效性。
患病驹出生时临床表现正常,可在4小时内主动吮乳。5-20小时后出现腹痛症状(心率加快、肺音增强、无排气),随后拒绝哺乳,因肠梗阻和毒血症在数日内死亡。
虽然过奥罗品系美洲彩马最常见,但该突变也出现在美国夸特马、迷你马、纯血马等非斑点品系中。杂合子可能表现为固体毛色(图1所示),表明该突变存在不完全外显。双亲无斑点历史的"爆出"(crop-out)个体可能源于自发突变。
纯白新生驹需通过基因检测确诊。加州大学戴维斯兽医遗传学实验室可提供毛发根鞘样本检测。治疗仅能对症支持(矿物油灌肠、氟尼辛葡甲胺镇痛),手术切除病变肠段无效。预防需依靠繁殖前携带者筛查。
人类Hirschsprung病(HSCR)和Waardenburg Shah综合征(WS4)与LWFS高度相似:WS4表现为神经节缺失、色素异常和耳聋三联征,且杂合子即可发病,提示物种间EDNRB信号通路存在差异。小鼠(piebald-lethal)和大鼠(lethal spotting)模型分别采用基因缺失和301bp染色体缺失方式模拟该病,为机制研究提供重要平台。
未来研究应聚焦EDNRB信号通路时空特异性调控机制,阐明为何仅特定神经嵴衍生细胞受累。跨物种比较研究将有助于揭示人类相关疾病的病理机制,为靶向治疗提供新思路。
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