长读长转录组测序解析 ALDH3A2 复合杂合突变致病性并扩展 Sj?gren–Larsson 综合征表型

《Scientific Reports》：Resolving complex splicing outcomes in ALDH3A2 using long-read transcriptome sequencing

摘要

长读长转录组测序（Iso-Seq）能够解析短读长RNA测序难以识别的复杂异常剪接现象。ALDH3A2基因编码脂肪醛脱氢酶，其双等位基因突变可导致Sj?gren–Larsson综合征（SLS），这是一种罕见的常染色体隐性遗传性神经皮肤疾病。本文描述了一对具有典型SLS症状的同胞患者（发育迟缓、肌张力低下和鱼鳞病），同时他们还表现出喉软骨钙化和反复发生的气道阻塞，这是此前未曾报道的病症特征。外显子组测序发现他们对ALDH3A2基因具有复合杂合突变：一个是经典的剪接位点突变，另一个是意义相同的变异，但其致病性仍不明确。Iso-Seq技术定量分析了三种具有不同命运的异常转录本：转录本中第5外显子被遗漏的部分主要受到无义介导的mRNA降解（NMD）的影响；第2外显子被遗漏的部分虽然含有终止密码子，但逃过了NMD；而第4至5外显子被遗漏的部分虽包含一个109个氨基酸的缺失序列（该序列位于NAD结合区和催化区之间），但仍能表达出蛋白质。结构建模显示该突变会降低ALDH3A2蛋白的稳定性和酶活性，在患者细胞中几乎检测不到该蛋白的存在，从而证实了其致病性。通过长读长转录组分析，我们可以定量评估哪个产蛋白的转录本在功能上更为重要，并将SLS的临床表现范围扩展到包括喉软骨钙化在内的症状。