Parimi Leela Rani 付希安 王真真 楊寶琦 施仲香 劉 紅 張福仁1,
·論著·
播散性淺表性光化性汗孔角化癥MVK基因突變檢測
Parimi Leela Rani1,2#付希安1,2,3#王真真3楊寶琦3施仲香3劉紅3張福仁1,3
目的:檢測2個中國漢族播散性淺表性光化性汗孔角化癥(DSAP)家系患者MVK基因突變。方法: 提取2個DSAP家系及100名無親緣關(guān)系的健康對照外周血DNA,采用PCR擴增患者MVK基因的全部外顯子及其側(cè)翼序列,用Sanger測序法對PCR擴增產(chǎn)物直接測序檢測基因突變。結(jié)果:發(fā)現(xiàn)1個新的剪切位點突變(c.1040-2A>C)和1個已報道的錯義突變(c.1094T>C)。結(jié)論:本研究進一步證實MVK基因突變與DSAP發(fā)病相關(guān)。
播散性淺表性光化性汗孔角化癥; MVK基因; 基因突變
播散性淺表性光化性汗孔角化癥(disseminated superficial actinic porokeratosis,DSAP)是汗孔角化癥最常見的類型[1],1969年由Anderson等[2]首次描述,屬常染色體顯性遺傳。DSAP皮損以曝光部位數(shù)量較多,形態(tài)不規(guī)則,中央輕度萎縮,邊緣呈嵴狀隆起的淺褐色離心性環(huán)狀斑為特征,典型的病理特點為角化不全柱。該病具有遺傳異質(zhì)性,既往曾有多個致病區(qū)域被報道。2012年國內(nèi)學者通過外顯子測序研究發(fā)現(xiàn)MVK基因突變可導(dǎo)致本病的發(fā)生[3]。MVK位于12q24,包含10個編碼的外顯子及1個不編碼的外顯子,對角質(zhì)形成細胞的分化有著主要影響。本研究收集2個DSAP家系患者,通過聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)及DNA直接測序?qū)VK基因進行了檢測,以期發(fā)現(xiàn)其是否存在新的突變位點。
1.1臨床資料 本研究對象為2個DSAP家系(圖1)。2個先證者均由山東省皮膚病性病防治研究所的皮膚科專家結(jié)合臨床和組織病理學檢查診斷為DSAP患者。此外,我們選取了100名與DSAP患者無血緣關(guān)系的正常對照。
1.2試驗材料 外周血DNA的提取:經(jīng)患者和正常對照知情同意后,留取詳細的臨床資料和臨床圖片及組織病理檢查結(jié)果,同時取患者及家系正常個體靜脈血各5 mL,放置在EDTAK2抗凝管中,存入-80℃冰柜冷凍保存,采用AXYGEN試劑盒提取基因組DNA。取適量DNA進行純度檢測并標化。
1.3方法 MVK基因全部外顯子的PCR擴增參照文獻設(shè)計特異性引物10對[4],擴增包括10個外顯子及其與內(nèi)含子交界區(qū)的序列。PCR反應(yīng)在9700型PCR擴增儀(美國ABI公司)上完成。擴增條件: 94℃預(yù)變性3 min后,94℃變性30 s,退火45 s,72℃延伸45 s,35個循環(huán)。最后72℃延伸8 min,4℃保存??偡磻?yīng)體系25 μL。純化后的PCR產(chǎn)物采用3130xl遺傳分析儀(美國ABI公司)直接測序。
圖1 2個DSAP家系的家系圖
通過對MVK基因整個編碼區(qū)的10條外顯子及其側(cè)翼序列直接測序發(fā)現(xiàn):家系1先證者及家系內(nèi)其他患者均在10號內(nèi)含子區(qū)域發(fā)現(xiàn)1個新的剪切位點突變(c.1040-2A>C)(圖2);家系2先證者及家系內(nèi)其他患者均發(fā)現(xiàn)一個既往報道的錯義突變(c.1094T>C)(圖3),導(dǎo)致苯丙氨酸突變成絲氨酸(p.Phe364Ser)。以上突變均經(jīng)反向測序證實。家系中未發(fā)病成員及正常對照組經(jīng)測序均未發(fā)現(xiàn)以上突變。
圖2 A.家系1先證者MVK基因突變c.1040-2A>C,位于11號外顯子上游2個堿基,為剪切位點突變;B.正常對照的測序結(jié)果
圖3 A.家系2先證者MVK基因突變c.1094T>C,位于11號外顯子,為錯義突變;B.正常對照的測序結(jié)果
DSAP是一種表現(xiàn)為皮膚角化異常的常染色體顯性遺傳病,具有遺傳異質(zhì)性,其遺傳學基礎(chǔ)和發(fā)病機制尚未完全明確。傳統(tǒng)基因檢測方法共定位了DSAP的5個致病區(qū)域12q23.2-24.1,1p31.3-p31.1,18p11.3,16q24.1-24.3,12q21.2-24.21[5-9],但未發(fā)現(xiàn)其致病基因。2012年,國內(nèi)學者首次通過外顯子測序方法對一個DSAP家系進行研究,發(fā)現(xiàn)一個新的致病基因MVK,并在57個DSAP家系及25個散發(fā)DSAP患者中進行了驗證,結(jié)果在33%的家系和16%的散發(fā)患者中發(fā)現(xiàn)了13個MVK基因突變位點[3]。2014年,國內(nèi)其他學者采用同樣方法,對2個DSAP家系患者進行分析,發(fā)現(xiàn)另外一個新的致病基因SLC17A9[10]。迄今,國內(nèi)外尚無其他團隊對SLC17A9基因在汗孔角化癥中進行驗證。2015年,Zhang等,通過連鎖分析、候選基因方法及MiSeq二代測序技術(shù)對134例(61例家系,73例散發(fā))汗孔角化癥進行研究,發(fā)現(xiàn)了除MVK外的其它3個新的致病基因(PMVK,MVD,F(xiàn)DPS)[11]。以上4個基因均位于甲戊二羥酸途徑合成類異戊二烯通路上,該通路在細胞生成過程中有著重要的影響。但本研究只對汗孔角化癥進行致病基因研究,并未進行臨床型別分析。
MVK作為DSAP發(fā)病明確的致病基因,迄今共發(fā)現(xiàn)40余種突變位點[4,11-13]。該基因位于12q24,包含10個編碼的外顯子及1個不編碼的外顯子。MVK基因共存在四個保守區(qū)域,包括位于N端的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域及C端的PTS2結(jié)構(gòu)域。在人體的多個組織中MVK都有表達,其中包括皮膚的表皮細胞,而且MVK編碼的是甲羥戊酸通路的關(guān)鍵酶,此通路在細胞生成過程中有著重要的影響,提供許多細胞所必須的基本活性物質(zhì)。Zhang等采用建立細胞模型的方法來分析研究MVK基因在角質(zhì)形成細胞的增殖、分化、凋亡過程中的影響。研究發(fā)現(xiàn):MVK對角質(zhì)形成細胞增殖影響的研究中,實驗組和對照組之間并沒有顯著的統(tǒng)計學差異;但MVK對角質(zhì)形成細胞的分化有著主要影響,當MVK過度表達時,棘層的角質(zhì)形成細胞分化標志-角蛋白1表達增多,顆粒層分化標志蛋白也表達增多,而且通過流式細胞儀檢測到MVK的表達能夠有效地保護細胞免于UVB引起的細胞凋亡[3]。
本文通過對2個DSAP家系進行MVK致病基因突變研究,檢測到一個新的剪切位點突變和一個既往報道的點突變。以上2個突變均位于MVK基因第四個保守區(qū)域之內(nèi),此區(qū)域內(nèi)的突變可能會影響角質(zhì)形成細胞的分化及由UVB所導(dǎo)致的細胞凋亡的升高。本研究進一步證實MVK基因突變與DSAP發(fā)病相關(guān)。
[1]Chernosky ME.Porokeratosis[J].Arch Dermatol,1986,122: 869-870.
[2]Anderson DE,Chernosky ME.Disseminated superficial actinic porokeratosis.Genetic aspects[J].Arch Dermatol,1969,99:408-412.
[3]Zhang SQ,Jiang T,Li M,et al.Exome sequencingidentifies MVK mutations in disseminated superficial actinic porokeratosis[J].Nat Genet,2012,44(10):1156-1160.
[4]徐媛媛,于功奇,付希安,等.播散性淺表性光化性汗孔角化癥MVK基因突變分析[J].中國麻風皮膚病雜志,2015, 31(2):77-81.
[5]Cao HM,Wang ZY,Zhang GW,et al.Identification of a locus(DSP2)for disseminated superficial porokeratosis at chromosome 12q21.2-24.21[J].Clin Exp Dermatol,2012,37(6):672-676.
[6]Liu P,Zhang S,Yao Q,et al.Identification of a genetic locus for autosomal dominant disseminated superficial actinic porokeratosis on chromosome 1p31.3-p31.1[J].Hum Genet,2008,123(5):507-513.
[7]Luan J,Niu Z,Zhang J,et al.A novel locus for disseminated superficial actinic porokeratosis maps to chromosome 16q24.1-24.3[J].Hum Genet,2011,129(3):329-334.
[8]Wei S,Zhang TD,Zhou Y,et al.Fine mapping of the disseminated superficial porokeratosis locus to a 2.7 Mb region at 18p11.3[J].Clin Exp Dermatol,2010,35(6):664-667.
[9]Xia JH,Yang YF,Deng H,et al.Identification of a locus for disseminated superficial actinic porokeratosis at chromosome 12q23.2-24.1[J].J Invest Dermatol,2000,114(6):1071-1074.
[10]Cui H,Li L,Wang W,et al.Exome sequencing identifies SLC17A9 pathogenic gene in two Chinese pedigrees with disseminated superficial actinic porokeratosis[J].J Medical Genetics,2014,51(10):699-704.
[11]Zhang Z,Li C,Wu F,et al.Genomic variations of the mevalonate pathway in porokeratosis[J].Elife,2015,4: e06322.
[12]Zeng K,Zhang QG,Li L,et al.Splicing mutation in MVK is a cause of porokeratosis of Mibelli[J].Arch Dermatol Res,2014,306(8):749-755.
[13]Zhou MS,Xie HF,Chen ML,et al.A novel mutation for disseminated superficial actinic porokeratosis in the MVK gene[J].Br J Dermatol,2014,171(2):427-429.
(收稿:2016-01-18)
Mutation detection of MVK gene with disseminated superficial actinic porokeratosis
Parimi Leela Rani1,2,F(xiàn)U Xi'an1,2,3,WANG Zhenzhen3,YANG Baoqi3,SHI Zhongxiang3,LIU Hong3,ZHANG Furen1,3.
1.Shandong Provincial Hospital for Skin Diseases,Affiliated to Shandong University,Jinan 250022,China;2. School of Medicine,Shandong University,Jinan250000,China;3.Shandong Provincial Institute of Dermatology and Venereology,Shandong Academy of Medical Sciences,Jinan 250022,China
Corresponding author:Zhang Furen,E-mail:zhangfuren@hotmail.com
Objective:To detect mutations of MVK gene in 2 familial patients with disseminated superficial actinic porokeratosis(DSAP).Methods:Polymerase chain reaction and direct sequencing were performed in the 2 DSAP families and 100 healthy controls to identify the mutations of MVK gene.Results:One novel splicing mutation(c.1040-2A>C)and one reported missense mutation(c.1094T>C)were identified. Conclusion:This study further confirms that MVK is associated with the onset of DSAP,which contributes further to the understanding of the pathogenesis of DSAP.
DSAP;MVK gene;mutations
山東省自然科學基金青年基金(編號:ZR2012HQ031)
1山東省皮膚病醫(yī)院,山東大學,濟南,250022 2山東大學醫(yī)學院,濟南,250000 3山東省皮膚病性病防治研究所,山東省醫(yī)學科學院,濟南,250022
張福仁,E-mail:zhangfuren@hotmail.com
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