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摘要
目標嬰兒眼震(IN)是一種遺傳異質性的疾病，其特征是眼睛不自主的有節奏的振蕩，並伴有不同程度的視力損害。有兩個基因被確定為導致IN的主要原因:FRMD7和GPR143．我們研究的目的是確定散發性IN和x -連鎖IN的遺傳基礎。
設計前瞻性分析。
病人我們招募了20例中國患者，其中15例是散發性IN病例，5例來自x連鎖IN家族，並進行了分子遺傳學分析。我們首先進行了基於pcr的DNA測序的整個編碼區和剪接連接FRMD7和GPR143參與者的基因。然後進行突變分析和共分離確認。
設置所有臨床檢查及遺傳實驗均在溫州醫科大學眼科醫院完成。
結果兩種突變FRMD7基因，包括一個新的無義突變(c.1090C>T, p.Q364X)和一個報道的錯義突變(c.781C>G, p.R261G)，在5個x -連鎖in家族中的2個(40%)中被鑒定。然而，沒有一個假定的突變被鑒定FRMD7或GPR143在任何零星病例中。
結論結果表明，突變FRMD7似乎是x -連鎖IN的主要遺傳原因，但不是散發性IN的主要遺傳原因。我們的發現提供了進一步的見解FRMD7這可能有助於未來中國眼震患者的遺傳診斷和遺傳谘詢。
- 眼球震顫
- FRMD7基因
- 小說突變
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數據來自Altmetric.com
本研究的優勢和局限性
由於很少有研究關注散發性病例，我們的研究目的是確定散發性嬰兒眼震(IN)和x -連鎖IN的遺傳基礎。
兩種突變FRMD7基因，包括一個新的無義突變，在兩個x -連鎖in家族中被鑒定出來。
結果表明，突變FRMD7是x -連鎖IN的主要遺傳原因，而不是散發性IN的主要遺傳原因。
介紹
嬰兒眼球震顫(IN)是最常見的眼球運動障礙，通常引起眼睛不自主、快速和重複的運動。IN的症狀通常在出生時出現或在出生後的前6個月內發展。各種形式的IN發病率估計為每10 000人中14人。1IN最常見的表現是視力損害，這是由視網膜上的圖像過度運動或圖像遠離中央凹引起的。當受影響的人盯著一個物體或感到焦慮時，這種異常的眼球運動有時會變得更嚴重。小腦被認為在眼運動控製中起著關鍵作用。2眼睛振蕩可以是水平的，垂直的，扭轉的，或三者的組合，水平是最常見的。迄今為止，IN的發病機製尚不清楚。許多研究人員將該病歸因於控製眼球運動係統的大腦部分控製異常。3.目前，還沒有有效的治療方法，隻有非常有限的手術、光學或藥物治療被用於改善眼震波形和視力。4，5除特發性IN外，該病可並發其他疾病，如白化病、色盲、萊伯氏先天性黑蒙和早期視力喪失。它是其他神經係統綜合征和神經係統疾病的組成部分。6
IN表現出極端的遺傳和臨床異質性，最常見的IN形式遵循x連鎖模式。迄今為止，有兩種主要基因，FRMD7和GPR143，已被確定為遺傳性x連鎖嬰兒眼震(XLIN)的致病基因。7的FRMD7該基因含有一個n端高度保守的FERM結構域(F為4.1蛋白，E為ezrin, R為radixin, M為moesin)和一個與FERM相鄰的無顯著同源性結構域。基因突變FRMD7基因目前被認為是引起XLIN的最常見原因。8基因表達主要發生在視網膜和大腦中協調眼球運動的部分，如小腦和側腦室。9盡管該基因的確切功能尚不清楚，但之前的研究表明FRMD7基因突變會擾亂大腦和視網膜中某些神經細胞的正常發育，從而導致眼球震顫。大多數研究集中在連接質膜和肌動蛋白骨架的n端FERM結構域。先前的研究還表明，神經元發育過程中的膜延伸與肌動蛋白細胞骨架重塑之間存在聯係。另一個導致XLIN的基因，GPR143該基因編碼一種與異三聚體G蛋白結合的蛋白質，並影響虹膜、視網膜色素上皮細胞和皮膚中的色素生成。10這種蛋白被認為與細胞內信號轉導有關。突變GPR143也被證明可引起x -連鎖眼白化病1型(OA1)，這是一種多症狀綜合征，可導致視力下降、眼震和斜視。11然而，缺失突變GPR143基因在中國的in家族中也有報道，沒有典型的眼白化病表型。12近一半的x -連鎖IN家族存在基因缺陷FRMD7基因。然而，很少有研究對零星IN病例的遺傳基礎進行研究。13
在這項研究中，我們招募了一個中國In患者隊列，包括15例散發病例和5例來自x -連鎖In家族。我們進行了分子遺傳分析FRMD7和GPR143這20個不相關的病人的基因來確定致病突變。
材料與方法
研究對象
本研究得到溫州醫科大學眼科醫院的批準，符合《赫爾辛基宣言》。獲得每位患者的書麵知情同意。招募了20個中國特發性IN家庭，並從一些參與者身上收集了外周血樣本。我們對選定的患者進行了詳細的眼科檢查，並檢查了視力、眼壓和轉頭角，並使用裂隙燈和眼底鏡。
DNA提取
根據製造商的說明，我們使用DNA提取試劑盒(TIANGEN, Beijing, China)從每個家庭的20個先證者和一些健康成員中提取DNA。DNA定量使用Nanodrop 2000 (Thermal Fisher Scientific, Delaware, USA)。
突變篩選和數據分析
所有編碼外顯子和外顯子-內含子連接的引物FRMD7和GPR143是根據以前的研究設計的。14，15利用PCR和Sanger測序技術擴增各外顯子FRMD7和GPR143在每個參與者身上。測序結果由Mutation Surveyor (Softgenetics, Pennsylvania, USA)分析，突變對蛋白質功能的潛在致病影響由MutationTaster (http://www.mutationtaster.org)、polyphen2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/)和SIFT (http://sift.jcvi.org/www/SIFT_enst_submit.html）.頻率是根據1000個基因組計劃(http://www.1000genomes.org/）.在家庭成員中進行假定的致病變異的共分離。
結果
臨床觀察
研究了20例無關的IN患者。5個家族的遺傳模式均為x連鎖遺傳模式。其餘15例無家族史，均為散發病例。所有檢查患者均表現為雙眼不自主水平眼動症狀，中間頻率不同。他們也有視力下降，弱視和散光。未發現其他異常，如前眼段、色覺障礙或視神經異常。
基因突變檢測
Sanger測序和突變分析顯示5個先證物攜帶DNA變異FRMD7（表1）.但有3個變異被認為是多態性，因為頻率為>0.01，預測的功能效應表現出耐受性。最後，在5個XLIN家族中鑒定出2個致病突變(表1）.一種新的無義突變c.1090C>T (p.Q364X)FRMD7通過對F1家族患者(IV:1)的Sanger測序分析發現，該基因可導致364位的終止密碼子。圖1）.F2家係患者(III:4)的測序分析(圖1結果表明，該患者的第10外顯子存在誤義突變(c.781C>G, p.R261G)FRMD7，這將導致精氨酸在261位被穀氨酸取代(圖2）.所有的蛋白質預測程序都確定該突變對蛋白質功能具有破壞性和影響。值得注意的是，這種突變之前已經被其他研究人員報道過。16這種突變也遵循x連鎖隱性遺傳模式。突變Q364X和R261G均位於高度保守的區域(圖3）.F1家族有5隻雄性染病，F2家族有2隻雄性染病。受感染的人年齡為4至35歲，發病年齡為3至6個月(表2）.值得注意的是，沒有一個參與者的大腦皮層出現異常GPR143基因。因此，我們認為c.1090C>T (p.Q364X)和c.781C>G (p.R261G)這兩種變體是該地區的主要基因FRDM7基因，是中國兩個XLIN家族的致病突變。
兩個招募的x連鎖先天性眼震家族的譜係。填充符號表示受影響的患者，未填充符號表示未受影響的受試者。符號上方的條形表示參與本研究的受試者。箭頭表示先證者。
家族F1和F2中未受影響和受影響成員的DNA序列色譜圖。(A)在第1090位(C>T)觀察到一個單一的轉變突變FRMD7基因，導致Gln被密碼子364處的終止密碼子(Q364X)取代。(B)在第781位(C>G)觀察到一個單一的轉變突變FRMD7導致Arg在密碼子261 (A261G)被Gly取代。
不同物種FRMD7蛋白的多序列比對。紅框顯示突變的位置。突變Q364X和R261G均位於高度保守區域。
討論
IN的遺傳病因尚不完全清楚，特別是零星病例。17在本研究中，我們招募了20例In患者，其中15例是散發病例，5例來自x -連鎖In家族。主要的致病基因FRMD7和GPR143進行了篩選。
到目前為止，已經發現了40多個突變FRMD7基因，主要集中在兩個關鍵區域:FERM和FA結構域。18，19然而，人們對這種蛋白質的功能仍然知之甚少。之前的研究證明了FRMD7通過Rho GTPase信號通路調節生長錐的神經元細胞骨架動力學。20.，21兩種突變FRMD7在本研究中發現了兩個基因，一個是新的無義突變(c.1090C>T, p.Q364X)，一個是報道的錯義突變(c.781C>G, p.R261G)。在F1家族中，發病雄性具有新的無義突變(c.1090C>T, p.Q364X)，均表現出典型的In表現。在F2家族中發現的突變(p.R261G)也是隱性的，此前在另一個中國x -連鎖in家族中也有報道。我們在兩個X-linked in家族中發現了致病突變，檢出率為40%(2/5)。其他三個X-linked IN家族的譜係如圖所示在線補充數字S1。然而，沒有一個假定的突變FRMD7或GPR143在任何零星病例中都有發現，這說明FRMD7和GPR143對散發性in患者的病因學貢獻很小。
我們篩選了FRMD7和GPR14315例散發型in和5例先證者為XLIN。兩種致病突變被確定在FRMD7在兩個XLIN家族中均有檢測，檢出率為40%。然而，在任何散發的in患者中都沒有發現候選變異。結果表明FRMD7似乎是遺傳性x連鎖眼震的主要遺傳原因，但不是散發性眼震的主要遺傳原因。我們的發現提供了對突變譜的進一步見解FRMD7為今後中國眼球震顫患者的遺傳診斷和遺傳谘詢提供參考。
致謝
我們感謝患者及其家屬參與本次研究。
參考文獻
腳注
貢獻者Z-BJ、HZ、X-PY構思思路，W-LD、X-LL、D-JX、H-YY、LY、S-ZX、JC采集樣本並進行實驗，X-FH、FZ進行數據分析，X-FH、Z-BJ撰寫稿件。所有作者均已閱讀並批準最終稿。
資金本研究得到浙江省自然科學基金(LR13H120001 - ZBJ, LQ14B020005 - XC)、浙江省及衛生部醫學科學研究基金(WKJ-ZJ-1417 - ZBJ)、國家重點基礎研究計劃(2013CB967502 - ZBJ)和國家自然科學基金(81371059 - ZBJ)的資助。
相互競爭的利益沒有宣布。
病人的同意獲得的。
倫理批準本研究經溫州醫科大學眼科醫院批準進行。
出處和同行評審不是委托;外部同行評審。
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