从干扰snRNP组装活性探讨SMN1基因无义突变p.Glu14X的致病机制

基本信息
批准号:81500979
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:19.00
负责人:曹延延
学科分类:
依托单位:首都儿科研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:彭晓音,金煜炜,白晋丽,张文慧
关键词:
SMN复合体snRNP组装脊肌萎缩症无义突变SMN1基因
结项摘要

The survival motor neuron gene 1 (SMN1) encodes the SMN protein, which forms a complex with other factors involved in the assembly of small nuclear ribonucleoprotein (snRNP). Spinal muscular atrophy (SMA) is a common autosomal-recessive hereditary disease in children, which caused by mutations in the SMN1. It was well known that nonsense mutation can cause many genetic disorders by nonsense mutation-mediated mRNA decay (NMD). We previously found that nonsense mutation p.Glu14X in SMN1 escaped NMD, therefore this mutation is possibly to affect the function of SMN protein rather than protein expression. In order to understand the pathogenic mechanism of p.Glu14X mutation, we construct plasmids expressing epitope-tagged wild-type or mutant SMN to transfect HEK293-T cells. Several approaches including co-immunoprecipitation and western blot techniques are used to determine the effects of this mutation on SMN self-oligomerization and its ability to bind to other proteins. Cytoimmunofluorescence is used to ascertain the impact of mutation on the subcellular localization of SMN. By establishing lymphocyte cell lines from SMA children and using the pulse-chase technology, in vitro transcription, co-immunoprecipitation, etc., the assembly activity of snRNP is measured in vivo and in vitro. In this study, we explored the pathogenic mechanisms of p. Glu14X mutation in the SMN1 with the purpose of promoting the understanding of pathogenesis and individualized treatment of SMA.

运动神经元存活基因1(SMN1)编码的SMN蛋白以复合体的形式参与snRNP的组装,该基因突变导致一种儿童常见的隐性遗传病——脊肌萎缩症(SMA)。无义突变的致病机制通常为无义突变介导mRNA降解(NMD),而课题组前期发现SMN1无义突变p.Glu14X出现了NMD逃逸,很可能因影响SMN功能而致病。为明确p.Glu14X的致病机制,本课题通过体外构建野生型/突变型表达质粒,共转染HEK293-T细胞,应用免疫共沉淀、Western Blot等方法评价该突变对SMN自我寡聚化以及对SMN与复合体中其他蛋白结合力的影响;应用细胞免疫荧光等方法评价该突变对SMN亚细胞定位的影响。通过建立SMA患儿淋巴细胞系,应用脉冲示踪技术、体外转录、免疫沉淀等方法分别经体内和体外实验评价突变对snRNP组装活性的影响,以探讨p.Glu14X的致病机制,推进SMA的病因研究并为SMA个体化治疗提供理论依据。

项目摘要

脊髓性肌萎缩症(SMA)是儿童常见的遗传性神经肌肉病,虽大部分为缺失型SMA,但复合杂合突变型SMA也不容忽视。由于SMN1基因点突变的位置和种类多样,如何判定点突变的致病性,是临床上亟待解决的问题。本课题以具有无义介导mRNA降解(NMD)抵抗效应的p.E14X为切入点,从SMN自我寡聚化、SMN与Gemin2蛋白结合能力、SMN细胞定位以及Gems小体形成等方面探讨了多个SMN1基因点突变(p.E134K、p.Y272C、p.Y276C和p.C289S)对基因功能的影响。研究结果表明,p.E14X和p.E134K既可削弱SMN自我寡聚化也可影响SMN与Gemin2蛋白结合,最终导致不能有效形成Gems小体;p.Y276C和p.C289S均降低了SMN蛋白稳定性,其中p.Y276C通过削弱SMN自我寡聚化,p.C289S则通过降低与Gemin2蛋白结合能力而最终影响Gems小体的形成。p.E14X由于位于SMN1基因的NMD抵抗区域,因而未出现明显的NMD现象。本课题初步明确了该抵抗区域位于第14位与第15位氨基酸之间,且NMD抵抗很可能是由于通读机制导致。.此外,基于以上研究数据,本课题在实施过程中建立了适于临床应用的SMA分子筛查策略和功能评估体系。其中SMA分子筛查策略基于Sanger测序技术,不仅可以筛查SMN1纯合突变也可以筛查SMN1基因复合杂合突变;基于质粒构建的体外功能评估体系,可以从不同层面综合评估SMN1基因复合杂合突变的致病性,从而为临床诊断、疾病预后提供依据。本方案简便易行,适于临床实验室开展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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