原发性肌张力障碍患者脊髓小脑性共济失调1～3型基因突变的研究

作者：李桂冰，王进　   

作者单位：530021南宁市,广西医科大学附属第一医院神经内科

 【关键词】  原发性肌张力障碍; 脊髓小脑性共济失调; CAG重复

    Study on the gene mutation of spinocerebellar ataxia types 1～3 in patients with primary dystonia  LI Guibing, WANG Jin. Department of Neurology, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530021,China

    Abstract：Objective  To study the gene mutation of the spinocerebellar ataxia（SCA) types 1～3 in the patients with primary dystonia. Methods  The CAG triplet repeat expansion of SCA1～3 were detected with the polymerase chain reaction(PCR) in two patients with primary dystonia (father and son ) and their 21 health family members. Results  The two patients with primary dystonia were found to have the gene mutation of SCA3, the CAG repeat were 80 and 75 respectively. The gene mutations of SCA1,2 were not found in the two patients. The gene mutation of SCA1～3 were not found in the 21 family members. Conclusions  The patients  with primary dystonia have the gene mutation of SCA3. The gene mutations of  SCA3 may be relatived to the incidence of primary dystonia.

    Key words：primary dystonia; spinocerebellar ataxia;CAG repetition

      原发性肌张力障碍的病因和发病机制尚未完全清楚。近年来遗传学研究［1］发现，有12个位点的基因突变可导致原发性肌张力障碍，即DYT1～12基因。但相当一部分本病患者的发病基因尚不清楚。脊髓小脑性共济失调(SCA)是一组具有高度临床和遗传异质性的神经系统变性疾病，研究［1］表明，SCA患者可以伴有肌张力障碍或帕金森综合征的表现。为了探讨原发性肌张力障碍与SCA基因突变的关系，本研究对一家父子2例临床诊断为原发性肌张力障碍患者进行最常见的SCAs基因型——SCA1～3基因检测。现报告如下。

    1  对象与方法

    1.1  对象  系2007年5月在我院门诊的2例原发性肌张力障碍患者（父子关系）以及21名家系健康成员。（1）原发性肌张力障碍组：均为男性，年龄分别是29岁、57岁（分别称为患者1、2）；病程6年、12年。符合原发性肌张力障碍的临床诊断标准［3］，24 h尿铜、血清铜、血铜蓝蛋白、血铜氧化酶均正常,血、尿、粪常规正常,肝肾功能正常，肝、脾、肾B超未见明显异常,头颅MRI未见异常,裂隙灯下未见角膜KF环。（2）亲属组：男11人，女10人；年龄10～55岁，平均30岁;均身体健康，无异常表现。

    1.2  方法

    1.2.1  DNA提取  抽取受试者外周静脉血2 ml，应用酚/氯仿抽提法从白细胞提取总DNA。

    1.2.2  SCA1～3基因检测  应用聚合酶链反应（PCR）方法，各对引物的序列［4］：（1）SCA1：上游5′CAACATGGGCAGTCTGAG3′，下游5′AACTGGAAATGTGGACGTA3′；（2）SCA2：上游5′GGGCCCCTCACCATGTCG3，下游   5′CGGGCTTGCGGACATTGG3′；（3）SCA3：上游5′CCAGTGACTACTTTGATTCG3′，下游5′TGGCCTTTCACATGGATGTGAA3′。PCR体系总体积为25 μl，包括DNA模板10～15 μg,上下游引物各0.2 μmol/L,10×PCR反应缓冲液2.5 μl，Mg2+终浓度为2 mmol/L,dNTP 20 μmol /L ,Taq酶1.25 U。反应条件:94℃变性5 min后进入主循环，94℃变性30 s,54～61℃退火30 s,72℃延伸1 min,共35个循环。将PCR扩增产物取5 μl在2%琼脂糖凝胶上水平电泳,溴化乙啶染色,在紫外线凝胶电泳成像分析系统上观察结果。

   1.2.3  DNA片段测序  采用双脱氧终止法，用DNA测序试剂盒于ALFexpress自动测序仪上进行DNA扩增片段测序。

    2  结  果

    2.1  PCR扩增结果  亲属组所有成员的SCA1、SCA2和SCA3基因PCR扩增产物均无异常泳带。2例原发性肌张力障碍患者的 SCA3基因PCR扩增产物出现400 bp突变泳带，SCA1、2基因无异常泳带。

    2.2  DNA片段测序结果  2例原发性肌张力障碍患者的SCA3基因出现突变，CAG重复数异常扩增，均为杂合子，突变等位基因CAG重复数分别为80及75次。亲属组SCA3基因均正常，CAG重复数为18～38次（正常参考值［1］为12～40次）。两组均未发现SCA1、SCA2基因突变，等位基因CAG重复数分别为25～32次及15～28次。见图1。

    3  讨  论

    近年来随着分子生物学研究［5］的进展，发现一个致病基因可以导致多种疾病的发生，例如SCA6是由电压门控性钙离子通道基因突变所导致的［6］，而该基因也是发作性共济失调2型和家族性偏瘫型偏头痛共同的致病基因。研究［6］表明，SCA患者可以伴有肌张力障碍或帕金森综合征的表现，但仅表现为肌张力障碍或帕金森综合征的罕见。鉴于原发性肌张力障碍与SCA的疾病特点，本研究探讨原发性肌张力障碍患者是否会有SCA的致病基因突变。

    本研究原发性肌张力障碍患者父子均有SCA3基因突变。SCA3是SCA最常见的亚型［7］，SCA3的致病基因位于14号染色体长臂，基因编码蛋白称为MachadoJoseph病（MJD）1/SCA3，其3号外显子存在一段CAG重复序列，正常人CAG重复数<40，而SCA患者CAG重复数>60，患者与正常人的CAG重复数无交叉。SCA具有遗传早现现象及CAG重复扩增代间不稳定性。CAG在传代中存在进一步增加的倾向。本研究2例患者中儿子的发病年龄为23岁，CAG重复数为80次，其父亲的发病年龄为45岁，CAG重复数为75次。显示子代的发病年龄比父代提前，CAG重复数增加。符合SCA3的遗传特点。

    CAG重复序列编码SCA3蛋白中的一段多聚谷酰胺链［8,9］，通过免疫组化检测证实多聚谷酰胺链广泛存在于各种神经元。SCA3患者的多聚谷酰胺链明显长于正常人［10］，这段增长的多聚谷酰胺链被认为是引起病理改变的蛋白质基础。推测SCA3基因突变在原发性肌张力障碍的发病机制可能为：多聚谷酰胺链数目的变化可能使这种蛋白质的作用发生变化，导致锥体外系的神经元受损。同样SCA3基因突变导致多聚谷酰胺链增长，可以表现为两个不同的疾病，即原发性肌张力障碍和SCA，原因可能是与多聚谷酰胺链相互作用的蛋白质的数量、性质存在个体差异，或者存在不同的蛋白质缺陷。

    原发性肌张力障碍的病因和发病机制尚未完全清楚。SCA基因突变患者可以伴有肌张力障碍，但仅表现为肌张力障碍的罕见。本研究发现一家2例原发性肌张力障碍患者存在SCA3基因突变，提示原发性肌张力障碍的发病可能与SCA3基因突变有关。

【参考文献】  ［1］ 梁秀龄.神经系统遗传性疾病［M］.北京：人民军医出版社，2001.89.

［2］宋兴旺，郭纪锋，杨茜，等.表现为帕金森综合征的SCA3/MJD一家系临床及基因突变研究［J］.中华内科杂志，2006，45：141.

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［4］ 韩燕,管阳太,郑惠民，等.脊髓小脑性共济失调3型的临床与分子生物学特征［J］.临床神经病学杂志,2007,20:417.

［5］ Kabakci K,Hedrich K, Leung JC,et al.Mutationsin DYT1: extension of the phenotypic and mutational spectrum［J］. Neurology，2004，62:39.

［6］ Hernandez D,Hanson M, Singleton A,et al.Mutation at the SCA17 locus is not a common cause of parkinsonism［J］. Parkinsonism Relat Disord，2003，9:95.

［7］ Zuhlke C,Hellenbroich Y, Dalski A,et al.Different types of repeat expansion in the TATAbinding protein gene are associated with a new form of inherited ataxia［J］. Eur J Hum Genet，2001，9:16.

［8］ Mochizuki Y，Kawata A，Mizutani T,et al.Hereditary aroxysmal ataxia with mental retardation:a clinicopathological study in relation to episodic ataxia type 2［J］.Acta Neuropathol，2004，108:34.

［9］ Burk K,Globas C,Bosch S,et al.Cognitive deficits in spinocerebellar ataxia 2［J］.Brain，1999, 22, 76.

［10］ GwinnHardy K, Chen JY, Liu HC,et al. Spinocerebellar ataxia type 2 with parkinsonism in ethnic Chinese［J］. Neurology, 2000，55: 25.