从PGT-M发现到机制研究：重组激活基因（RAG1）新型化合物杂合突变在严重联合免疫缺陷中的功能验证

《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》：From PGT-M discovery to mechanism: functional validation of novel compound heterozygous RAG1 mutations in severe combined immunodeficiency

　　

摘要

目的

严重联合免疫缺陷症（SCID）是一种危及生命的原发性免疫缺陷疾病。本研究旨在在中国一个家族中发现新的重组激活基因1（RAG1）变异，并分析这些变异对蛋白质结构和功能的影响，为单基因（PGT-M）周期的植入前基因检测提供遗传学依据。

方法

通过全外显子测序（WES）筛查了受试者可能的RAG1突变，并通过Sanger测序进行确认。使用SWISS-MODEL对变异的构象进行了预测。PROVEAN、PolyPhen-2和MutationTaster用于预测其致病性。通过CRISPR-Cas9 RNP编辑技术建立了携带这些突变的同源前B细胞系。通过Western blotting、增殖能力和凋亡分析评估了其功能影响。

结果

在两名患有典型SCID的受影响兄弟姐妹中，我们发现了新的复合杂合RAG1变异：c.946T > G（p.C316G）和c.1197_1199del（p.L400del）。家族基因分型证实该疾病为常染色体隐性遗传，父母均为其中一个变异的无症状携带者。这两种突变都具有高度保守性，并被预测为致病性突变。结构建模显示RAG1的二级和三级结构受到破坏，p.C316G突变影响了锌结合，p.L400del突变影响了氢键相互作用。功能研究表明，RAG1蛋白表达显著降低，RAG2表达受到协同抑制，双突变前B细胞中的凋亡显著增加。进一步的研究表明PI3K/AKT1/FOXO1通路存在失调，表现为AKT1和FOXO1的磷酸化水平升高。

结论

我们的研究提供了遗传和功能证据，证明双等位基因RAG1的p.C316G和p.L400del突变通过蛋白质不稳定、RAG1/RAG2复合物完整性的破坏以及可能由PI3K/AKT1/FOXO1信号通路失调介导的前B细胞凋亡共同导致SCID。这些发现扩展了RAG1的突变谱，并支持对受影响家庭实施PGT-M（植入前基因检测）的临床应用。