多系统萎缩(MSA)是一种罕见的、成人起病的神经系统退行性疾病,发病率约为3.4人~4.9人/10万人。其临床特征以进行性自主神经功能障碍,伴帕金森样症状、小脑性共济失调症状及锥体束征为主,尚无有效的治疗手段。
RFC1基因AAGGG五核苷酸大片段纯合扩增重复序列的存在,可能是MSA的致病基因之一[1]。RFC1基因位于人类4号染色体上,约79kb,由25个外显子组成,其编码的复制因子C大亚基属于一种5亚基DNA聚合酶辅助蛋白,是真核生物复制和修复所需的一种依赖于DNA的ATP酶。AAGGG五核苷酸大片段纯合扩增重复序列位于RFC1基因2号内含子内AluSx3元件的poly(A)尾部。
图1RFC1基因AAGGG五核苷酸重复的位置结构[2]
RFC1基因五核苷酸重复扩增在健康人群中的参考序列是(AAAAG)11,即AAAAG五核苷酸重复扩增11次。除AAAAG和AAGGG五核苷酸重复外,还存在AAAGG、AGGGG、AAGAG、AGAGG等五核苷酸重复,AAAAGG、AAAGGG等六核苷酸重复。
图2各种扩增形式在MSA与正常人群中的携带率
金准基因建立了基于主要的五核苷酸重复扩增的检测体系,包括AL-PCR、RP-PCR以及sanger测序等方法。同时,建立了AAAAGG、AAAGGG六核苷酸重复扩增检测体系。
目前,已检测到AAAGG、AAGGG、AAAGGG、AAAAGG、AGGGG等不同类型的核苷酸重复扩增类型,并且发现很多样本的大片段重复扩增等位基因存在不同类型核苷酸重复序列并存的复杂基因类型。
案例1:RFC1基因AAGGG五核苷酸大片段杂合重复扩增——AAAAG11/AAGGGexp
A:AL-PCR扩增结果,扩增条带为AAAAG11等位基因;未扩增到AAGGGexp等位基因序列
B:RP-PCR检测常见五核苷酸重复扩增结果
C:AL-PCR扩增条带测序结果
结果分析:由RP-PCR结果可知,该样本RFC1基因存在AAAAG及AAGGG两种类型的五核苷酸重复,并且两种类型的五核苷酸重复分别位于2条等位基因上。结合AL-PCR电泳图和sanger测序结果,判断该样本正常等位基因五核苷酸重复为AAAAG11次重复,确认该样本检测结果为AAAAG11/AAGGGexp。
案例2:RFC1基因AAGGG五核苷酸大片段杂合重复扩增——AAAAGexp/AAAAG4AAAGG13AAGGGexp
A:AL-PCR扩增结果
B:RP-PCR检测常见五核苷酸重复扩增结果
结果分析:由RP-PCR结果可知,该样本RFC1基因存在AAAAG、AAAGG、AAGGG三种类型的五核苷酸重复,并且AAAAG五核苷酸重复位于1条等位基因上,另一条等位基因含有AAAAG、AAAGG和AAGGG3种五核苷酸重复序列,确认该样本检测结果为AAAAGexp/AAAAG4AAAGG13AAGGGexp。
案例3:RFC1基因无AAGGG五核苷酸大片段重复扩增——AAAAG10/AAAAG4AAAGG6AAAGGGexp
A:AL-PCR扩增结果:扩增得到正常AAAAG等位基因和大片段重复扩增等位基因
B:RP-PCR检测常见五核苷酸重复扩增结果
C:AL-PCR扩增产物测序结果
结果分析:由RP-PCR结果可知,该样本RFC1基因存在AAAAG、AAAGG两种类型的五核苷酸重复,一条等位基因为AAAAG10,另一条等位基因含有AAAAG4AAAGG6五核苷酸重复序列。结合AL-PCR和sanger测序结果,确认该样本检测结果为AAAAG10/AAAAG4AAAGG6AAAGGGexp。
案例4:RFC1基因无AAGGG五核苷酸大片段重复扩增——AAAAG9/AAAAG6AAAGG11AAAAGGexpAAAGGexp
A:AL-PCR扩增结果:扩增得到正常AAAAG等位基因和大片段重复扩增等位基因
B:RP-PCR检测常见五核苷酸重复扩增结果及AAAAGG六核苷酸重复扩增结果
C:AL-PCR扩增产物测序结果
结果分析:由RP-PCR结果可知,该样本RFC1基因存在AAAAG、AAAGG、AAAAGG三种类型的核苷酸重复,一条等位基因为AAAAG9,另一条等位基因为AAAAG6AAAGG11AAAAGGexpAAAGGexp。结合AL-PCR和sanger测序结果,确认该样本检测结果为AAAAG9/AAAAG6AAAGG11AAAAGGexpAAAGGexp。
参考文献:
[1]LinlinWan,ZhaoChen,etal.BiallelicintronicAAGGGexpansionofRFC1isrelatedtomultiplesystematrophy.
[2]RafehiH,SzmulewiczDJ,etal.Bioinformatics-BasedIdentificationofExpandedRepeats:ANon-referenceIntronicPentamerExpansioninRFC1CausesCANVAS.
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