предметів
реферат
Гіпоплазія фовала, яка завжди супроводжується ністагмом, виявляється частиною клінічного спектру різних очних розладів, таких як анірідії, альбінізм та ахроматопсія. Молекулярна основа ізольованої аутосомно-рецесивної фовальної гіпоплазії досі невідома. Особи очевидно не пов'язаних ізраїльських сімей єврейського корінного американського походження (Мумбаї) виявили ізольовану фовеальну гіпоплазію, пов'язану з вродженим ністагмом та зниженням гостроти зору. Картографування гомозиготності загального генома з подальшим точним картографуванням визначало асоційований із захворюванням локус 830 Кб (оцінка LOD 3, 5). Секвенування в цілих екзомах виявило одну мутаційну мутацію в гомозиготній області: c.95T> G, p (Ile32Ser) у збереженій амінокислоті в першому передбачуваному трансмембранному домені SLC38A8. Мутація повністю відокремлена від фенотипу, асоційованого із захворюванням, що вказує на 10% швидкість носія у євреїв Мумбаї. SLC38A8 кодує передбачуваний натрій-залежний амінокислотний/протонний антипортер, який, як ми показали, експресується виключно в оці. Таким чином, гомозиготна мутація SLC38A8, ймовірно, лежить в основі ізольованої фовеальної гіпоплазії.
Ямка, найбільш центральна частина жовтої плями, що дозволяє чітко бачити, являє собою суцільний шар гангліозних клітин з високою концентрацією конусоподібних фоторецепторів, який не має кількох внутрішніх шарів сітківки, а також судинної оболонки сітківки. Фовеальна гіпоплазія визначається як відсутність фовальної депресії з безперервністю всіх нейросенсорних шарів сітківки в передбачуваній області фовеї. Зазвичай це описується у зв'язку з іншими очними розладами, такими як анірідія, мікрофтальмія, альбінізм та ахроматопсія. 2 Гіпоплазія фовала як ізольована сутність є рідкісним явищем, про яке на сьогоднішній день повідомлялося в декількох випадках. 1, 2 Усі зареєстровані випадки фовальної гіпоплазії супроводжуються зниженням гостроти зору та ністагмом. 1, 2 В останнє десятиліття оптична когерентна томографія (ОКТ) була кращою для виявлення фовальної гіпоплазії. 3
Повідомляється, що фовеальна гіпоплазія пов’язана з мутаціями багатьох генів, що спричиняють спектр очних розладів. Показано, що 2 мутації PAX6 (MIM 607108) є основою ізольованої фовеальної гіпоплазії, фовальної гіпоплазії та синдрому трансмісивної катаракти, а також гіпоплазії фовальної області з аномаліями переднього сегмента (MIM 136520). Фовова гіпоплазія є ознакою різних типів очного та очного альбінізму, таких як аутосомно-рецесивний очно-шкірний альбінізм типу IA (OCA1A (MIM 203100)) та очно-шкірний альбінізм типу IB (OCA1B (MIM 606952)) (який спричинений TYR333333) та окулярний альбінізм типу I (OA1 (MIM 300500)), який спричинений мутаціями в GPR143 (MIM 300808). Іншим X-асоційованим синдромом фовальної гіпоплазії є Х-пов'язана хвороба Аланд-Айленда (AIED (MIM 300600)), спричинена мутаціями CACNA1F (MIM 300110), що включає помітні порушення зору, ністагм, короткозорість, астигматизм та фарбування протану.
На сьогодні встановлено, що ізольована фовеальна гіпоплазія є причиною лише як частина більш широкого клінічного фенотипічного спектру PAX6 (аутосомно-домінантна) 4 та X-зв’язана мутація GPR143. 5
пацієнти та методи
пацієнтів
Було вивчено дев'ять постраждалих осіб (у віці 1-65 років) з трьох, здавалося б, не пов'язаних ненароджених ізраїльських сімей єврейських індіанців (регіон Мумбаї) (рис. 1а). Після схвалення Медичним центром Сорока IRB та інформованої згоди клінічний фенотипування було визначено досвідченим офтальмологом та генетиком для всіх постраждалих осіб, їх батьків та братів та сестер. ОКТ проводили, як описано вище, за допомогою лазерної томографії Spectralis Tracking (Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany).
Сім'ї, фенотип та картографування:( a ) Родоводи трьох постраждалих, очевидно, не пов'язаних сімей, не пов'язаних із ізраїльським єврейським Мумбаї. Визначено загальний гомозиготний сегмент між chr16: 83885 та D16S2625, ліворуч вказані маркери мікросупутника та їх геномне положення (у Мб). ( b ) Спектральний домен ОКТ заднього полюса правого ока пацієнта II: 3 родоводу Р1 порівняно з нормальним суб'єктом контролю. На відміну від контрольної особи (вгорі) з нормальною фовеальною ямкою (стрілка), у пацієнта не було структури ямки (внизу). ( c ) Картування автозиготності, що показує загальний гомозиготний локус хромосоми 16 у трьох постраждалих особин родоводу Р1 (II: 3, II: 4 та II: 5).
Повнорозмірне зображення
Аналіз зв'язування
Аналіз зв'язування в усьому геномі проводили, використовуючи Affymetrix GeneChip Human Mapping 500 K Set Nsp (Affymetrix, Санта-Клара, Каліфорнія, США), як описано вище. Гомозиготність шляхом аналізу спуску проводили за допомогою власного сформованого інструменту картографування гомозиготності. 6 Тонке картографування та реконструкція гаплотипів проведено для всіх наявних зразків ДНК з трьох родоводів із використанням поліморфних маркерів, як описано вище. Застосовано 7 маркерів мікросупутника: D16S3098, D16S511, D16S534, D16S422, D16S3091, D16S402, chr16: 83613, chr16: 83885, chr16: 84282, D16S2625, D16S3061, D16S3037 та D16S539. Усі фізичні положення відповідають збірці GRCh37/hg19. Багатоточковий бал LOD для трьох родоводів на загальному сайті розраховували за допомогою SUPERLINK (//bioinfo.cs.technion.ac.il/superlinkonline/) 8, припускаючи режим автосомно-рецесивного успадкування з проникненням 0, 99 і частотою мутацій мутацій захворювання. 0,01.
секвенування
Секвенування цілої екзоми (HiSeq2000, Illumina, Сан-Дієго, Каліфорнія, США) проводили з використанням подвійного (2 х 100) протоколу із середнім охопленням у 30 разів (85-90% усіх нуклеотидів екзонів були охоплені> 10, як описано вище Для збагачення екзоми ми використовували NimbleGen SeqCap EZ Human Exome Library v2.0 (Roche NimbleGen, Медісон, штат Вісконсин, США), орієнтована на 44,1 Мб регіони. Послідовність читання, виклики варіантів та анотація виконувала DNAnexus (DNAnexus Inc., Mountain View, CA, USA; dnanexus.com).
Аналіз обмежень
Мутація SLC38A8 c.95T> G скасовує сайт рестрикції BtsCI, дозволяючи диференціальний аналіз рестрикції, який забезпечує фрагменти 105 bp і 145 bp для послідовності дикого типу проти одного фрагмента 250 bp для мутантного варіанту. ПЛР-праймери: Forward-5'-GGAGGAAAGCGTGAAGACTG-3 '; Зворотний 5'-GGACTTACCAGCTCCACCAG-3 ′.
Аналіз експресії SLC38A8
Панель зразків кДНК, вилучених (ABgene, Epson, Великобританія) з РНК з різних тканин мишей, попередньо конфузованих C57BL/6 PBSX1, аналізували за допомогою двох наборів ПЛР-праймерів для ампліфікації кДНК замість геномної ДНК миші Slc38a8 та гена мікрогулобуліну бета-2 (B2m ) як контроль. Праймери, що використовуються для посилення Slc38a8 (амплікон 320 п.н.): Вперед 5-GGCTTTCCTCAGAGTGATCG-3 '; Зворотний 5'-AGCAGATGGTAGGGAACACG-3 '; Грунтовки, що використовуються для B2m (98 bp амплікон): Вперед 5′-TGGTGCTTGTCTCACTGACC-3 '; Зворотний 5′-TATGTTCGGCTTCCCATTCT-3 ′.
результат
У всіх пацієнтів з дитинства був ністагм та субнормальний зір. У двох з них спостерігався періодичний змінний ністагм із спонтанними змінами обертання голови. Гострота зору у пацієнтів коливалась від 6/15 до 6/60. Похибки рефракції були виявлені у всіх пацієнтів, починаючи від легкої гіперметропії та короткозорості. Усі пацієнти мали астигматизм. Шість пацієнтів мали косоокість. Усі пацієнти мали нормальну пігментацію шкіри та очей та не проводили скринінгу райдужки. Тест на очному дні у всіх пацієнтів показав фовальну гіпоплазію. Пацієнт II: 3 ОСТ (родовід P1) показав відсутність нормальної фовеальної ями (рисунок 1b). Польові електролітинографічні тестування та тестування зорового потенціалу були в межах норми у шести пацієнтів. Кольорове зір у чотирьох пацієнтів, які оцінювали за допомогою тесту кольорового зору Ішіхара, було нормальним. У трьох пацієнтів з родоводу Р1 була незначна затримка розвитку та поширені розлади розвитку. У одного пацієнта з родоводу 3 був цукровий діабет та гіпертонія. Жодних інших системних відхилень не було.
Гомозиготність за допомогою аналізу походження у всіх особин породи Р1 виявила 3,4-Мб гомозиготний сегмент хромосоми 16q23.3-16q24.1 (рис. 1в) між SNPs rs4888203 та rs6419428, що було поширеним у постраждалих пацієнтів родоводу P1. Тонке картографування та реконструкція гаплотипів, виконане для всіх доступних зразків ДНК з трьох родоводів, звузило область спільної гомозиготності до сегмента 830 Кб між chr16: 83885 і D16S2625, підтримуючи загальне походження цього предка (рис. 1а). Використовуючи всі вищезазначені маркери мікросупутника, три комбіновані родоводи досягли максимальних балів LOD 3,5 у Chr16: 84282.
Дані послідовності для всієї екзоми окремих родоводів P1 II: 3 (рис. 1а) були відфільтровані для відомих варіантів (база даних dbSNP та Exome Variant Server, NHLBI Exome Sequencing Project, Сіетл, Вашингтон, США; доступ до грудня 2011 р.). будь-який з генів, раніше асоційованих з ізольованою фовеальною гіпоплазією (кілька сегментів із покриттям менше X30 були секвендовані Сангером; дані не показані). У вузькому локусі 830 кб було виявлено лише одну мутацію: мутацію c.95T> G в екзоні 1 SLC38A8 (номер приєднання RefSeq NM_001080442.1), що спричинило передбачувану заміну p. (Ile32Ser) у зрілому білку (рис. 2а). Мутація SLC38A8 (доступна за адресою //databases.lovd.nl/shared/genes/SLC38A8), підтверджена секвенуванням Сангера, не була внесена до списку в проекті 1000 геномів (browser.1000genomes.org) і знаходиться у висококонсервованій амінокислоті в передбачуваний перший трансмембранний домен SLC38A8. (Рисунки 2b, c). Аналіз рестрикції BtsCI показав, що мутація SLC38A8 сегрегувала, як очікувалося, у постраждалих сім'ях. З 50 не пов’язаних між собою євреїв мумбайського походження, було показано, що 5 є гетерозиготними носіями мутації. Аналіз експресії SLC38A8 у різних тканинах миші показав, що вона транскрибується виключно в око (рис. 2г).
Мутація та модель експресії SLC38A8:( a ) Послідовність Шангера для особи, яка не зазнала впливу (P1, II: 2), обов’язкового носія (P1, I: 2) та ураженої особи (P1, II: 3). ( b ) РОЗУМНЕ відображення трансмембранного домену людини SLC38A8, що виділяє положення мутації P. (Ile32Ser). ( c ) Кластеризація декількох послідовностей ортологів SLC38A8. Уражений залишок ізолейцину (упакований у червоний колір) зберігається у всіх видів аж до даніо. ( d ) RT-PCR різних нормальних тканин миші, що демонструє специфічність тканини Sc38a8 .
Повнорозмірне зображення
обговорення
Ретельний клінічний аналіз наших пацієнтів показав, що фенотип обмежується ізольованою фовальною гіпоплазією, вродженим ністагмом та низькою гостротою зору з варіабельністю очного фенотипу у різних уражених осіб. Молекулярна основа багатьох випадків ізольованого ністагму у всьому світі досі невідома10, а діагностичні методи, що використовуються для діагностики фовальної гіпоплазії до введення ОСТ, можуть опускати тонкі випадки. Фовальна гіпоплазія із вторинним ністагмом, ймовірно, через рецесивне успадкування, може бути більш поширеною, ніж прийнято вважати.
Інбредська єврейська громада в регіоні Конкан на заході Індії, недалеко від Мумбаї (колишній Мумбаї), часто називають "Бней Ізраїль". Згідно з неписаним фольклором цієї громади, вони є нащадками біженців із стародавнього Ізраїлю (Самарії) після завоювання Ассирії (8 століття до н. Е.) Або пізнішої єврейської групи мігрантів. Деякі їх предки нібито прибули на узбережжя Конкана внаслідок аварії корабля в 175 р. До н. Традиція говорить, що вижили лише сім чоловіків та сім жінок. Після 1750 р. Їх нащадки переїхали до Мумбаї, а в 1947 р. Багато з них переїхали до Ізраїлю. Протягом своєї загальновідомої історії Бней-Ізраїль оселявся в невеликих громадах і залишався виродженим та ізольованим від інших євреїв в їх околицях (наприклад, євреїв Кочіна та Калькутти). В Ізраїлі все ще існують невеликі громади з високим рівнем поширеності нащадків Ізраїлю Бней. 11 У цій надзвичайно інбредній невеликій громаді (за підрахунками, в 2000 році в Ізраїлі було 35000 ізраїльських євреїв) 11 фовеальна гіпоплазія є загальним, що узгоджується з високим рівнем поширеності, який ми виявили.
Єдиними повідомленнями, що ідентифікують молекулярну основу ізольованої фовальної гіпоплазії, є один випадок домінантної мутації PAX6 missense як частини спектра анірідій4 та китайська сім'я з X-зв'язаним ністагмом через мутацію GPR143 (OA1) 5, де фовеальна гіпоплазія, ймовірно, залучена до легкого очного альбінізму, пропорційного експресії GPR143, головним чином у пігментних клітинах шкіри та очей. Наші пацієнти відрізняються автосомно-рецесивним успадкуванням фовальної гіпоплазії і не мають ознак очно-шкірного або очного альбінізму. Наявність ахроматопсії або конічної дистрофії також виключалася нормальною електроретинограмою та кольоровим зором. Таким чином, анатомічний розлад ямки, як продемонстрували ОКТ, є єдиною причиною їх погіршення зору та ністагму. Вважається, що ідіопатичний інфантильний ністагм є основною вадою в частинах мозку, відповідальних за контроль очного мотора. Оскільки експресія SLC38A8 обмежена для ока без експресії в головному мозку, ймовірно, що ністагм, спричинений мутацією SLC38A8, є вторинним щодо фовальної гіпоплазії.