遺傳性對稱性色素異常癥一家系ADAR1基因新突變

曾 榮 劉宇甄 童建波 何艷艷 林 彤 徐浩翔 李 岷

遺傳性對稱性色素異常癥一家系ADAR1基因新突變

曾 榮1,2劉宇甄1,2童建波1,2何艷艷1,2林 彤1,2徐浩翔1,2李 岷1,2

目的： 確定一遺傳性對稱性色素異常癥家系ADAR1基因的突變位點。方法： 提取家系中2例患者、2名表型正常者及50名與本家系無關的正常對照外周血DNA，采用PCR技術擴增ADAR1基因所有編碼區(qū)并進行測序。結果： 該家系中2例患者均存在ADAR1基因錯義突變(c.662C>T)，導致p.P211R改變，家系中2名未患病的個體和50名健康對照均未發(fā)現(xiàn)上述突變。結論： ADAR1基因c.662C>T錯義突變是導致該家系發(fā)生DSH的致病性突變，在國內外屬首次報道。

遺傳性對稱性色素異常癥； ADAR1； 基因突變

遺傳性對稱性色素異常癥(dyschromatosis symmerica hereditaria, DSH)，亦稱為土肥肢端色素沉著癥，是一種少見的常染色體顯性遺傳皮膚病[1]。典型的臨床表現(xiàn)為肢端伸側尤其是手背/足背部出現(xiàn)對稱性色素減退斑和色素沉著斑，面部的皮損類似于雀斑，可不伴色素減退斑[2]。2003年，日本學者Miyamura等采用全基因組掃描和候選基因測序，確定本病的致病基因為雙鏈RNA特異性腺苷脫氨酶(adenosine deaminase acting on RNA1，ADAR1)基因[3]。目前國內外均有散發(fā)或家族性DSH的報道。我們對一個DSH家系進行了臨床資料的收集和分子遺傳性檢測。

1 資料和方法

1.1 臨床資料 先證者,男，20歲，漢族。因四肢末端色素沉著、色素減退斑10年就診于我院。10歲開始雙手背和足背出現(xiàn)散在針尖至粟粒大色素沉著斑和色素減退斑，隨著年齡增長皮疹逐漸增多擴大，并蔓延至雙前臂、雙踝關節(jié)，皮損表現(xiàn)為深淺不一的圓形、不規(guī)則形色素沉著、色素減退斑，境界清楚，部分融合成網(wǎng)狀，無瘢痕(圖1)，無自覺癥狀。日曬后手背、前臂皮損可加重。父母否認近親結婚(圖2)。

圖1 雙手背、足背不規(guī)則色素沉著斑和色素減退斑

圖2 遺傳性對稱性色素異常癥患者家系圖

1.2 實驗方法

1.2.1 基因組DNA提取 經(jīng)過知情同意后，分別采集家系成員靜脈血各3 mL，其中2例患者和非患者1人；同時提取50名與本家系無關的正常人DNA作為對照。采用美國promega公司DNA提取試劑盒提取基因組DNA.

1.2.2 引物設計 根據(jù)ADAR1基因的mRNA序列設計15對PCR引物擴增ADAR1基因所有外顯子編碼區(qū)和側翼序列。其中第14/15外顯子引物為：上游引物：5'-AGGTTTCCATCTTTCTCCCG-3'，下游引物：5'-ACACCCTAGTATGACACACC-3'，所有引物均由上海生工生物工程有限公司合成。

1.2.3 PCR擴增 擴增條件：94℃預變性5 min后，94℃變性45 s，56℃～62℃退火1 min，72℃延伸1 min，共35個循環(huán)。72℃后延伸10 min，擴增結束后用15g/L瓊脂糖凝膠電泳檢查PCR產(chǎn)物。PCR產(chǎn)物經(jīng)過純化后直接在ABI 377型全自動測序儀(美國Applied Biosystem公司)上測序，所有測序結果與NCBI blast(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)等數(shù)據(jù)庫進行分析比對。

2 結果

以家系中2例患者和2名非患者的基因組DNA為模板，15對引物在各自條件下分別擴增出各自的產(chǎn)物，產(chǎn)物純化后測序，將患者全部外顯子直接測序結果與上述數(shù)據(jù)庫中所公布的序列進行比對。結果發(fā)現(xiàn)，該家系中2例患者ADAR1基因的第662位堿基胞嘧啶(C)突變?yōu)?G)，引起ADAR1基因的第2外顯子221位密碼子由CAA變成CGA(圖3)，導致正常的脯氨酸被精氨酸替代。家系中非患者及50名無親緣關系的正常人對照未見該改變。

圖3 ADAR1基因測序圖 a：先證者，b：正常對照。ADAR1基因發(fā)生c.662C>T錯義突變，導致第221位氨基酸由脯氨酸變?yōu)榫彼?/p>

3 討論

DSH是一種少見的常染色體顯性遺傳性皮膚病?？梢娪诟鱾€種族，但是以亞洲人居多，其中中國和日本病例報道較多[4]。該病由日本學者Toyama在1929年報道。約73%患者在6歲前發(fā)病，該病極少累及其他系統(tǒng)。主要臨床表現(xiàn)為手、足部對稱性色素沉著、色素減退斑，面部皮損類似于雀斑樣損害，可不伴有色素減退?；颊咭话銦o自覺癥狀，色素沉著日曬后加重，夏重冬輕，可持續(xù)終生。組織病理表現(xiàn)為色素沉著區(qū)黑色素細胞減少，但分泌黑素的活性增強，大量的黑素沉積于基底層。在色素減少區(qū)幾乎無色素沉積，黑素細胞數(shù)量也減少，并且這些細胞中有很多的退化細胞質空泡形成[4,5]。隨著Miyamura等確定ADAR1基因為本病的致病基因，對于不同的散發(fā)或家系DSH患者致病基因的突變檢測成為了一個研究熱點。

人類的ADAR1基因全長30 kb，相對分子量為39000Da，包含15個外顯子，編碼1226個氨基酸序列的雙鏈RNA特異性腺苷脫氨酶[3]。該酶至少包括6個功能域，依次為2個Z-alpha 區(qū)(覆蓋2號外顯子前半部分編碼)，引導該蛋白靠近正在轉錄的DNA，以便對底物RNA發(fā)生作用；3個dsRNA結合區(qū)(DRBM)(覆蓋2～7號外顯子)，主要進行底物識別并結合底物的作用；1個酶催化結構域(ADEAMc區(qū))(包含9～15號外顯子)，實現(xiàn)腺苷的脫氨基作用[6]。迄今為止，國內外文獻共報道該基因突變約150余種，其中主要是錯義突變，不少于60%的出現(xiàn)在第9～15號外顯子[7，8]。

我們通過研究該家系發(fā)現(xiàn)ADAR1基因的第2外顯子221位密碼子由CCA變成CGA(c.622C>T)，導致脯氨酸被精氨酸取代(p.P211R)。而家系中正常人及50名無關正常對照者未發(fā)現(xiàn)此改變。發(fā)生此突變后，由于氨基酸化學結構的不同，則可能會引起所編碼蛋白質功能域的改變，進而成為導致DSH發(fā)病的分子機制之一。查閱國內外文獻未發(fā)現(xiàn)有該突變的報道，證實為新的突變。

總之，我們通過對1個DSH家系的研究，發(fā)現(xiàn)了ADAR1基因的一個錯義突變(c.622C>T)，導致p.P211R改變。經(jīng)查閱國內外文獻為首次報道的新突變。我們的結果豐富了ADAR1基因的突變譜，可為深入研究DSH發(fā)病分子遺傳學機制提供一定的理論依據(jù)，同時也可為該家系進行產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢提供實驗依據(jù)。

[1] Ostlere LS, Ratnavel RC, Lawlor F, et al. Reticulate acropigmentation of Dohi[J]. Clin Exp Dermatol,1995,20(6):477-479.

[2] 趙辨.中國臨床皮膚病學[M].南京：江蘇科學技術出版社,2009.1249-1250.

[3] Miyamura Y, Suzuki T, Kono M, et al. Mutations of the RNA-specific adenosine deaminase gene (DSRAD) are involved in dyschromatosis symmetrica hereditaria[J]. Am J Hum Genet,2003,73(3):693-699.

[4] Oyama M, Shimizu H, Ohata Y, et al. Dyschromatosis symmetrica hereditaria (reticulate acropigmentation of Dohi): report of a Japanese family with the condition and a literature review of 185 cases[J]. Br J Dermatol,1999,140(3):491-496.

[5] Yang Y, Li S, Li H, et al. DSRAD gene mutations in three families with dyschromatosis symmetrica hereditaria[J]. Beijing Da Xue Xue Bao，2004,36(5):466-468.

[6] Wang Y, Zeng Y, Murray JM, et al. Genomic organization and chromosomal location of the human dsRNA adenosine deaminase gene: the enzyme for glutamate-activated ion channel RNA editing[J]. J Mol Biol，1995,254(2):184-195.

[7] Li CR, Xu XL, Sun XJ, et al. Two new mutations of the ADAR1 gene associated with dyschromatosis symmetrica hereditaria[J]. Arch Dermatol Res，2010,302(6):477-480.

[8] Li M, Yang L, Li C, et al. Mutational spectrum of the ADAR1 gene in dyschromatosis symmetrica hereditaria[J]. Arch Dermatol Res，2010,302(6):469-476.

(收稿：2017-04-28)

IdentificationofanovelmutationofADAR1geneinafamilywithdyschromatosissymmetricalhereditaria

ZENGRong1,2,LIUYuzhen1,2,TONGJianbo1，2,HEYanyan1,2,LINTong1,2,XUHaoxiang1,2,LIMin1,2.

1.InstituteofDermatology,ChineseAcademyofMedicalSciences&PekingUnionMedicalCollege,Nanjing210042,China; 2.JiangsuKeyLaboratoryofMolecularBiologyforSkinDiseases&STDs,Nanjing210042,China

s:XUHaoxiang,E-mail:xbpipi@163.comLIMin,E-mail:drlimin@sina.cn

Objective: To identify the mutation of ADAR1 gene in a family with dyschromatosis symmetrical hereditaria (DSH).Methods: Genomic DNA was extracted from the peripheral blood of the family members (including 2 patients and 2 unaffected members) and 50 healthy controls. All the exons of ADAR1 gene and their flanking intronic sequences were amplified by PCR and direct sequencing was performed to screen the mutations in gene.Results: A missense mutation (c.662C>T) in ADAR1 gene was identified in the two patients and none mutation was found in 2 normal family members and healthy controls.Conclusion: The missense mutation (c.662C>T) in the ADAR1 gene probably underlies the DSH in this family, which is the first report in the date base.

dyschromatosis symmetrica hereditaria; ADAR1; gene mutation

中國醫(yī)學科學院醫(yī)學與健康科技創(chuàng)新工程項目(編號：2016-I2M-1-003) 江蘇省自然科學基金(編號：BK20150068) 國家自然科學基金(編號：81673087) 國家自然科學基金青年項目(編號：81502739) 北京協(xié)和醫(yī)學院青年基金項目(編號：3332016108)

1中國醫(yī)學科學院&北京協(xié)和醫(yī)學院皮膚病研究所,2100422江蘇省皮膚性病學分子生物學重點實驗室,210042

徐浩翔, E-mail: xbpipi@163.com 李 岷, E-mail: drlimin@sina.cn